智能家居系统

智能家居系统目录方案论证与设计1.1方案来源系统设计主要器件及型号系统实现2.1原理分析与硬件电路图2.2感应模块2.3显示模块2.4温度模块2.5烟雾测试模块2.6电机驱动模块2.7光电感应模块系统设计与误差分析总结系统功能单片机控制总程序代码4.3单片机仿真原理图4.4单片机系统实物图4.5实验设计总结心得摘要：（简要总结）当今世界，随着科技不断开展，智能家居成了人类关注话题。智能家居是在物联网影响之下物联化表达。智能家居通过物联网技术将家中各种设备〔如照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统，报警控制等〕连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、红外遥感以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统居住功能，兼备建筑、信息家电、设备自动化，集系统、构造、效劳、管理为一体高效、舒适、平安、便利、环保居住环境，而且提供全方位信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活平安性，甚至为各种能源费用节约资金。本文首先介绍了智能家居开展前景，接着介绍了该课题设计设想，各模块电路选择及其电路工作原理，最后对该课题设计过程进展了总结与展望并附带各个模块电路原理图，和本设计实物图，以及C语言思想。一、方案论证与设计方案来源设计背景：智能家居实验是为智能家居系统实验做准备，是实验根底，智能家居是为了提高学生动手能力，配合各类电子设计大赛，科技活动等而开发设计模型。在此模型上我们可以进展多种实验，如测量，感应，报警，控制，自动控制等等。为了能更好控制模拟家居，实现手动与自动控制相结合，进展各种功能实现，并且这个实验对现实生活也有一定意义，所以我们就需要对这个实验进展一定研究。理论来源：本次设计主要分五个个功能，分别为测温湿度，烟雾和报警，显示信息和报警信息、自动风扇控制以及键盘控制。将这几个个功能巧妙与家居结合，我们已经知道五个单独功能如何实现，现在要将五个功能通过单片机系统化反应，以到达能实现综合五种功能智能家居。设计涉及主硬件：STC89C52RC单片机，DHT11温度传感器，DS1302时钟芯片，烟雾传感器，智能风扇及其驱动器，按键设置与调控，LCD1602液晶显示模块，光电效应电路，蜂鸣器报警电路，以及超标指示显示模块组成。系统功能介绍：智能家庭控制系统主要功能包括家庭设备自动及局部手动控制、家庭平安防范二个方面。其中家庭设备自动监控包括电器设备集中、平安防御、显示完备、控制及数据采集。通过DHT11温度采集数据将信息显示于LCD1602上面，如果温度超出设定预警值，那么风扇会自动开启；待到坏境温湿度降到低于预警值时候，风扇自动关闭。采用烟雾探头传感器来检测我们周围环境烟雾，可对煤气甲烷，以及我们周围着火烟雾，或是抽烟浓度等实时监测，如有超标，蜂鸣器报警，能给您带来一定平安感。光电感应电路能够根据外界环境光照强度大小来显示是否自动开启光敏电路灯，晚上灯照自动开启，白天那么自动关闭，我们可以通过调节其灵敏度来到达我们日常需求(4)该设计许多功能可以通过调节其灵敏度或是按键等来更进一步实现需求。简易方案设计测温度：测温湿度功能采用了DHT11传感器，该传感器能同时测出环境温湿度，减少了外部硬件电路，具有低本钱和易使用特点。感应方案：感应分为烟雾传感器感测，光电感测，其中烟雾传感器采用MQ-2探头，光电感测采用根据外界光照强度大小效应。显示方案：显示功能分别采用1602液晶显示器，1602内部集成有显示芯片，可以识别英文字母、阿拉伯数字和日语片假名，功能比拟齐全根本可以满足本系统要求。控制方案:控制方案有光敏电阻〔代表日光灯〕，风扇和蜂鸣器报警。主要器件型号2.单片机STC89C52RC温度传感器〔DHT11〕显示器［LCD1602液晶〕烟雾测试〔MQ-2探头〕电机驱动模块：〔LM298驱动〕光电感应模块〔LM393驱动〕2.1原理分析与硬件电路图系统总体设计框图：

总电路图：光电感应模块TORCH_LDLDR1TORCH_LDLDR1该电路采用LM393运放芯片来将光敏电阻采集到模拟数据放大后给予单片机处理，从而到达在白天光照灯亮，而到了晚上那么自动熄灭要求。显示模块：图.1602引脚图图.1602引脚图图・1602实物图本系统显示采用1602显示器：引脚：1602采用标准16脚接口，其中：第1脚：VSS为电源地第2脚：VCC接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器比照度调整端，接正电源时比照度最弱，接地电源时比照度最高〔比照度过高时会产生“鬼影〃，使用时可以通过一个10K电位器调整比照度〕。第4脚：RS为存放器选择，高电平1时选择数据存放器、低电平0时选择指令存放器。第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进展读操作，低电平(0)时进展写操作。第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端，高电平〔1〕时读取信息，负跳变时执行指令。第7〜14脚：D0〜D7为8位双向数据端。第15〜16脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极特性：或5V工作电压，比照度可调;内含复位电路;提供各种控制命令，如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能有80字节显示数据存储器DDRAM;内建有192个5X7点阵字型字符发生器CGROM。8个可由用户自定义5X7字符发生器CGRAM。字符集：1602液晶模块内部字符发生存储器CGROM)已经存储了160个不同点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母大小写、常用符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定代码，比方大写英文字母A〃代码是01000001B〔41H〕，显示时模块把地址41H中点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A〃。因为1602识别是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如A’。具体读如下列图。该液晶功能室显示采集到温度和湿度，而且当有温湿度和烟雾浓度超过预警值时候温度模块:烟雾测试模块:电机驱动模块示意:报警电路模块〔蜂鸣器)该电路通过接一个PNP三极管将信号放大来控制蜂鸣器响否,从而通过超标控制产生报警提示。三.系统设计与误差分析四.总结总结：通过本次电子设计参与以及行动，同学互相合作以及教师及时指导，感觉有不少收获，从题目选取到材料准备，从硬件焊接到软件编程，都有所感悟。其中硬件测试涉及到了示波器和万用表等使用，软件设计到了keil编程环境熟悉，proteus仿真电路应用，以及altium使用〔单片机最小系统设计〕等。但是过程中也遇到了很多麻烦，通过网络，教师，同学间合作力量根本将其解决。由于水平有限，所以各方面设计效果还有很多欠缺待我们去进一步学习与努力才能行之有效。4.4系统调试与分析：在硬件准备差不多时候，最关键就是软件程序调试。在这个过程中程序出现过很多错误，以致于硬件无法运行或是效果太差等。比方说这次用到液晶显示，刚开场用是P0口，程序没有错误和警告，但是液晶却无法显示字符，通过多番测试才知道P0口驱动缺乏，所以更换IO口后，便能正确显示。如由于这次程序用比拟多，但是RAM空间又小，所以程序中变量定义，必须改为idata〔就是全部RAM区〕型，包括数组，否那么变量随意分配会引发意想不到后果。如光电感应调试，刚开场怎么也不显示效果，多番检测之后，发现不是程序问题，而是硬件电路LM393没有连接好导致。再如由于这次使用传感器较多，所以带来后果是如果公地太多势必会影响到实际运行结果及其稳定性，比方说液晶，温湿度，以及光电共地会使液晶显示极度不稳定。烟雾调节也很重要，如果灵敏度这些太高或是太低都会带来比拟麻烦后果，我们通过屡次测试将其调节到一定值后才能更加有效工作。延时多少也很重要，该次使用，如果不当会使有关硬件响应缓慢或是误差太大。4.5系统性能分析与评估：该系统根本功能实现根本还算稳定」旦是由于这次设计硬件主要是以最小系统为基准设计，所以在外扩展其他硬件功能时难免会用到导线连接，而这次设计所占用IO口比拟多，所以带来后果是看起来并不是美观