STC89C52单片机为中央控制器的智能控制系统

PAGEPAGEIIPAGEPAGEI摘要该系统是以STC89C52单片机为中央控制器的智能控制系统。该系统能通过其数据检测传感电路不断循环检测室内温度、湿度、有害气体（如煤气）浓度等环境参数，然后与由控制键盘与之的参数临界值相比较，从而做出开关窗、转动停止换气扇、降升温（湿）等判断，再结合窗户状态检测电路所检测到的窗状态，发出一系列的控制命令，完成下雨则自动关窗、室内有害气体超标则自动开窗（同时转动换气扇）、恒温（湿）等自动控制功能。人们还可以通过控制键盘，直接控制窗户的开关，换气扇的转停、温湿度的升降，选择所显示参数的种类等。关键词：STC89C52；AT89C51；控制键盘；自动控制ABSTRACTThesystemisbasedonAt89c51single-chipmicrocomputerasthecentralcontrollerofintelligentcontrolsystem.Thesystemcandetectenvironmentalparameterssuchastemperature,humidityandconcentrationofharmfulgas(suchasgas)throughitsdatadetectionsensorcircuit,andthencomparewiththecriticalvalueoftheparameterswithwhichthecontrolkeyboardisused,thus,itmakesajudgmentontheopeningandclosingofwindows,turningtheventilationfantostop,loweringthetemperatureandraisingthetemperature(wet),andthen,combiningthewindowstatedetectedbythewindowstatedetectioncircuit,issuesaseriesofcontrolcommands,theautomaticcontrolfunctionssuchasautomaticallyclosingthewindowwhenitrains,automaticallyopeningthewindowwhenindoorharmfulgasexceedsthestandard(rotatingtheventilationfanatthesametime),constanttemperature(humidity),etc..Peoplecanalsocontrolthekeyboard,directcontrolofthewindowswitch,therotationoftheventilationfanstop,temperatureandhumidityriseandfall,selectthetypeofparametersdisplayed.Keywords：STC89C52；singlechip；keyboard；automaticcontrolPAGEPAGE26PAGEPAGE27目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 IABSTRACT I绪论 2课题的主要研究内容 31系统总体设计 41.1系统总体框图 41.2各模块功能设计 41.3控制模式设计 52系统硬件平台设计 52.1硬件平台设计总体介绍 52.2STC89C52单片机概述 72.3STC89C52最小系统 82.4电源系统 82.5控制模块 92.6显示模块 102.7检测传感模块及A/D转换器的选用 112.7.1光敏电阻模块 112.7.2红外检测防盗模块 112.7.3温湿度烟雾探测模块 112.7.4A/D转换器 112.8蜂鸣器报警及驱动模块 123系统软件平台构建 133.1家居智能控制系统功能简介 133.2软件程序总体设计 143.2软件设计 153.2.1主程序 153.2.2读、键中断服务程序 163.2.3

循环检测及A/D转换中断服务程序 174软硬件联调测试 194.1家居智能控制系统的性能测试过程 194.2测试手段方法简述 204.3实验数据及结果记录 204.4实验结论 22硬件连接正确和软件编译无误，各模块都可通过测定值快速准确执行正确操作，符合设计要求。实验证明本产品运行稳定，灵敏度高，可拓展性强。 22结论 22致谢 24参考文献 24绪论最近几年智能家居市场发展非常迅速，尤其是当国内的小米、腾讯、阿里巴巴等科技巨头企业和海尔、美的、格力等传统制造企业的积极加入为智能家居行业的兴起注入了新的活力。同时随着智能家居科技的发展，也为人们日常消费升级浪潮的到来提供了可能，也会创超出更多满足居民需求的产品[1]。目前市场上智能家居虽然集成了家居生活有关的设施，但是对于各部分不能做到细致具体的设计，或者不够人性化。[2]而窗户为代表的需要传动控制的各类家居产品是智能家居的一个重要的组成部分，因此更好地实现此类产品的智能控制和安全防护提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性显得尤为重要。[3]每年发生数以万起因煤气泄漏引发的火灾和入室犯罪案件，都已表明对居家环境的安全防范迫在眉睫。[4]有鉴于此，开发一套功能齐全的智能家居控制产品无论是从经济价值角度分析，还是从治安的角度考虑，都有广泛的发展前景，我此次设计的产品不仅可以应用到窗户的智能自动控制上改变驱动电路和传动装置后也可应用到比如窗帘，百叶窗，推拉门等同类家居用品之上。[5]如果智能家居安防系统能够得到广泛应用，必能会对犯罪分子形成强有力的威慑作用，减少入室盗窃、机动车盗窃等家居相关案件的发生，为构建社会主义和谐社会贡献一份力量。[6]本产品为集手动控制、红外遥控以及光感控制为一体的智控制系统，实现了半自动和自动两种模式的控制方式。半自动模式下，可以通过人工操作机械按键实现产品的开关，更为自理能力较差的特殊人群比如老人小孩残疾人提供了更方便的操作选择；自动模式下既可以通过红外遥控操作来实现产品的开关也可以通过光敏电阻和各检测模块感应外界光照的强弱温度湿度的高低等来自动控制产品。更加的人性化。智能控制不仅克服了传统家居产品功能单一，操作繁琐、智能化程度不高的缺点，而且可以满足不同环境场合的需求，写字楼酒店等工作量较大的场所实现智能化后可大大节省劳动量和劳动成本。[7]家具产品的智能自动控制是我们走进物联网时代的重要一步。课题的主要研究内容此次的课题研究还有实现了以窗户为代表的的家居产品的智能自动控制。从中主要的内容研究的是电子自动控制部分和机械传动部分，电子控制部分使用STC89C52单片机为核CPU，集成多种传感器实现监测控制;机械传动部分设计在窗户上安装步进电机，实现精确控制家居产品的开启。[8]此次课题研究中家居智能防盗控制系统开发由以下几个主要板块组成实现。首先搭建硬件平台的6个模块，这六个模块分别是：中央控制器模块，电源电路系统模块，蜂鸣报警及驱动模块，显示模块，检测传感模块，控制模块。接着开始软件系统平台的编写，调试，实现。这是本次课题设计的核心部分，软件程序的编写需要通过C语言及keil4软件得以实现，使用altiumDesigner或Protel99se软件进行pcb原理图的绘制并使用proteus7.8进行仿真。[9]其中程序应实现的功能有：系统复位后对系统进行初始化，读、键中断服务，循环检测及A/D转换中断服务等等。最后，完成硬件与软件两大板块后，开始全面的实现家居智能防盗控制系统产品的调试以及试验运行。[10]1系统总体设计1.1系统总体框图基于STC89C52单片机的智能家居控制系统主要由单片机最小应用系统模块、驱动模块、控制模块、蜂鸣器报警模块、显示模块、检测传感模块、电源模块七大主要部分组成。整个系统在各模块的配合下既可实现自动控制，也可手动控制。该设计在软件方面，以C语言驱动各模块工作，实现了各模块的协调工作，硬件方面采用PROTUES软件进行仿真。系统总体框图如下图1-1所示。图1-1系统总体框图1.2各模块功能设计单片机最小应用系统模块包括了单片机正常工作所必需的电源电路、时钟电路和复位电路等电路；检测传感模块主要利用传感技术进行非电量到电量的转换完成对光线强度，温度，湿度等信号的采集工作然后传送给单片机进行分析处理，并且通过显示模块的配合在日常生活中还可以起到温湿度计的作用更加人性化。驱动模块主要采用步进电机驱动传动装置从而实现对所控产品的传动控制；控制模块主要由轻触按键模块和红外遥控模块组成实现用户对产品的远近程方便控制特殊人群也可方便控制各类家居产品；蜂鸣器报警模块由蜂鸣报警器构成在紧急情况下起到提醒警报的作用；显示模块由lcd显示屏组成状态显示更直观人机交互更方便；电源模块为各模块供电。1.3控制模式设计为了方便用户使用，智能家居控制系统具有两种工作模式：自动模式和手动模式，以方便用户选择。并设置了人性化的人机界面，设置指示灯以方便用户操作，面板上显示的温度和湿度值也可用作用户的温度和数字湿度计。在自动模式下，通过全面实时检测车内温度，湿度和光线强度，可以自动调节家用产品的打开和关闭程度。调整的原理是，白天，随着室内温度与正常值（可配置）相比降低或升高不同程度，可以以不同程度打开和关闭家用产品，以避免寒冷或室内过热。温度值显示在屏幕上供用户阅读；同样，在检测室内湿度时可以自动调节产品的开度。通过加快或减少室内水蒸气的蒸发，室内湿度可以保持相对稳定。检测到的湿度值也显示在面板上。另一方面，智能产品控制系统还可以通过检测户外光线的强度来控制家用产品的打开和关闭的程度，以确保家用产品在正确的时刻处于正确的打开和关闭状态。应当指出，在温度，湿度和光强度之间，光强度具有最高优先级。如果温度，湿度和照度不符合要求，请首先确定照度，然后考虑温度，最后考虑湿度问题。如果传感器检测到的光强度低于设定的夜间值，则受控产品将完全关闭，并且将不再自动调整。如果用户对智能产品的自动调节效果不满意，或遇到需要手动调节和干预的特殊情况，则可以选择手动模式，并可以通过操作遥控器轻松地控制产品以实现任何操作。2系统硬件平台设计2.1硬件平台设计总体介绍为了在开始分模块介绍前更加清晰直观的展示本次设计的模块结构，先对本次设计的硬件结构进行总体介绍并附硬件结构图帮助理解。本次设计的主要模块即单片机模块是由STC89C52单片机构成，其主要功能为主控芯片，因为其相比传统单片机具有较大的储存空间且支持串口直接下载程序的优势所以选择STC89C52芯片为主控芯片起到整个系统的“大脑”的作用。之后采用模拟产品运行的方式对各模块的功能设计做简单的介绍。首先，当接通电源后，在复位电路的作用下单片机会进入初始状态继而对步进电机发出信号执行关闭操作在关闭完成后蜂鸣报警器会发出滴声提示，这就涉及到了本次设计的驱动模块和蜂鸣器报警模块。本次设计的驱动模块使用了步进电机同时使用ULN2003A模块作为步进电机的驱动电路，可以很好的模拟被控产品的传动运行并且方便演示。蜂鸣器报警模块不仅起到提示作用，与传感器配合使用同时具有报警作用。然后，当系统初始化完成后，便会对检测传感模块的各传感器状态进行检测，如果当前传感器的状态适合被控产品执行开启操作则单片机发出信号电机反转产品开启。这一运行过程涉及到的模块为检测传感模块，该模块包含温湿度传感器，红外防盗电路，光敏电阻和烟雾有害气体传感器起到检测周围环境有关参数，防盗防害的作用，并且为了方便与单片机连接加入了A/D转换器，具体选型此处不赘述。最后，大部分操作都可在手动模式下通过控制键盘实现手动操作，并且显示模块会在系统运行的过程中实时显示产品状态。以上即为系统硬件设计的总体介绍，为了更加直观，下附硬件总体结构图。图2-1硬件总体结构图2.2STC89C52单片机概述最新一代的系列单片机最小系统的STC89C52系列单片机是由宏晶科技所生产设计的单钟表/机器周期的单片机，并且具有高效高速的处理能力，低功能消耗以及超强的抗干扰的能力，其完全兼容传统的8051系列的指令代码。其中用户可使用的程序空间为8KB，芯片上集成有1280字节的RAM，还具有Eeprom的功能以及更多储存1KB的额外数据。该系列单片机一共拥有2个16位的定时器，2个传统的8051的兼容定时器以及计数器，即为T0和T1的16位定时器，并没有2号定时器，但是具有波特率发生器的独立的串行通讯功能，其中还加有两路的PCA模块是由T0多余出来的P3.4的T0时钟输出，还有T1多余出的P3.5的T1时钟输出，因此两路的系统计数器阵列（PCA）可编程，于是可用来实现系统的两个定时器。综上所述,STC89C52单片机具有许多强大的功能，能够满足大多数用户对8位单片机的要求。因此可以得知，单片机STC89C52拥有潜力去实现更多的功能，从中选取可以满足对8位单片机的基本需求。2.3STC89C52最小系统单片机STC89C52最小系统主要是由以下几个模块组成:振荡，电源，复位电路以及电路扩展的部分组合而成。其中，复位电路使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态下，本次设计单片机最小系统的复位电路既可实现上电复位也可实现按键复位。在本设计中，扩展了部分主要模块接口。因此，本设计的最小系统如图2-2所示。图2-2STC89C52最小系统2.4电源系统电源系统使用电源盒电池供电和usb数据线供电，本次设计为了演示方便采用了USB数据线供电。手机数据线在我们生活中常见且携带方便、电压稳定可靠、不用制作、节省成本，只需要采购一条USB电源线就可以给整个系统供电，方便快捷、安全可靠，固本设计采用手机充电器为本设计供电。图片2-3电源系统2.5控制模块控制模块由红外遥控模块和轻触按键模块组成，并可选加WiFi控制模块。如加WiFi模块可选择sc2262/2272或PT2262/2272芯片。它们是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片。本次设计并未选加WiFi控制模块故不赘述。

红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管，接收部分的是红外接收管。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备、使用方便。本设计红外遥控模块由红外一体接收头和红外遥控器组成。对于控制键盘，它由轻触键制成，并安装在固定的窗框上。借助控制键盘，用户不仅可以定义每个环境参数的临界值，还可以随意选择显示的参数类型，并直接控制窗户的打开/关闭。本次设计因条件限制按键模块并未加入8279键盘接口芯片，加入该芯片后可大大节省单片机对显示器的操作时间。图2-4为红外遥控模块和按键模块原理图。图2-4（a）红外系统原理图图2-4（b)按键模块原理图2.6显示模块此设计显示模块使用lcd1602、1602LCD显示模块，也称为1602字符LCD，它是一种点矩阵LCD模块，专门用于显示字母，数字，符号等。[11]它由几个5X7或5X11点矩阵字符位组成，每个点矩阵字符位可以显示一个字符，每位之间有一个点距，并且每行之间都有一个空格，从而再现了字符间距和行间距效果，无法很好地显示图形（使用自定义CGRAM，显示效果不好）。[12]但因为本次设计显示模块的作用主要是通过字符显示运行状态，并不需要显示图形，故而lcd1602显示模块可以很好的应用于本次设计。图2-5为显示模块原理图。图2-5显示模块2.7检测传感模块及A/D转换器的选用本次设计检测传感模块主要由光敏电阻模块，红外检测防盗模块，温湿度烟雾探测模块三大模块组成。2.7.1光敏电阻模块光敏电阻模块起到检测外界亮度的作用从而判断当前为白天或者夜晚进而自动实现开启关闭的操作。使用的探测元件是LY-C1光敏传感器。光敏电阻对周围环境光强最敏感，一般用来检测周围环境光强。输出状态灵敏度可调。当周围光线的强度未达到阈值时，端口D0发出高电平。当光强度超过阈值时，端口D0发出低电平。根据这个原理，它可以用来监视外部环境的亮度并确定天空。黑暗时，信号端子会发出高电平。LY-C3传感器的D0连接到微控制器的P3.6端口。单片机检测到此IO端口的变化，并自动控制窗口的打开和关闭。2.7.2红外检测防盗模块红外检测防盗模块起到检测产品周围是否有遮挡从而判断是否遇到紧急情况进而实现防盗的功能。红外漫反射探测器由发射头、接收头组成。正常情况时，发射头发射红外线，接头接收红外线，探测器导通不动作。当有人挡住红外线时，接收头接收不到由发射头发射的红外线，探测器断开输出低电平信号。本设计安装有一组红外探测器，接收头的输出端接单片机的P3.3，并可通过键盘设置红外探测的距离实现精准防盗。2.7.3温湿度烟雾探测模块温湿度烟雾探测模块起到检测周边环境温湿度及烟雾浓度，从而判断当前环境条件是否超过用户预设值，进而实现当周边环境条件超过用户预设值时自动进行开关操作大大提高家居产品的安全性与使用体验的人性化及舒适性。比如下雨自动关窗，室内温度高自动开窗等。温湿度检测使用DHT11数字温湿度传感器，DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。烟雾检测使用MQ-2烟雾传感器，该传感器通常应用于通过检测烟雾的浓度来防范火灾的消防报警器内部，采用离子式烟雾传感工作稳定可靠，性能远优于气敏电阻类报警器。2.7.4A/D转换器为了方便连接到stc89C52单片机并同时有益于系统设计，A/D转换器应使用ADC0809。但是，由于该设计中的条件限制，选择ADC0832是为了方便在产品制造过程中获得材料。两种芯片分辨率均为8位，并且不需要零位和满量程调节。单电源（+5V），0-5V模拟输入范围。转换速度取决于芯片的时钟频率。时钟频率范围是10-500KHZ。区别在于ADC0809具有八个模拟输入。在该系统中，只能使用四个输入来完成对四个测量的模拟量（例如温度）的A/D转换。ADC0832具有两个模拟输入，因此红外检测模块和温度和湿度检测模块必须直接连接到微控制器。使用单片机将数据写入FOH端口以启动A/D转换器。A/D转换完成后，ADC0832EOC向STC89C52发送一个中断请求信号。CPU响应中断请求信号，通过FOH端口读取操作读取转换结果，并将其发送到相应的存储区进行测量。重新选择测量（修改相关指针）并在开始A/D转换后中断返回。图2-6为检测传感模块原理图。图2-6检测传感模块2.8蜂鸣器报警及驱动模块 本次设计为了后期演示方便驱动模块采用了步进电机模拟产品的传动运行，使用ULN2003A模块作为步进电机的驱动电路。ULN2003A是一个七路反向器电路常用作继电器驱动电路。产品使用机械传动控制窗户的开关与窗户的开合，机械部分由步进电机提供动力，实际应用时可通过设计动滑轮组在运动部件和窗架间进行转动。实现通过传感电路不断循环检测室内光亮度、温湿度、有害气体(如媒气)浓度等信号，然后与由预先设置的参数临界值相比较,从而作出开/关窗的判断,再结合窗状态检测电路所检测到的当前窗状态,再输出脉冲信号调整步进电机，通过步进电机顺|逆转动带动滑轮组转动，从而使窗户开|关。蜂鸣器电路负极接单片机p3.4端正极接高电平，当单片机接收到其他传感模块的异常信号蜂鸣器响提醒用户检查异常状态。具体硬件电路如图2-7，2-8所示。图2-7驱动模块原理图图2-8蜂鸣器报警模块原理图3系统软件平台构建3.1家居智能控制系统功能简介以普通推拉式窗户为例介绍系统功能，其他同类家居产品只需改变步进电机工作方式亦可适用。通电源后，单片机开始工作。步进电机模块启动，窗户首先关闭。湿度温度传感器，烟雾传感器，光敏电阻和红外检测控制模块将检测到的信号传递给单片机。当湿度温度传感器检测到室外湿度超过设定值时，单片机将逐步控制打开窗口。当窗户与窗户框架完全接触时，两个关闭窗户的限位件被激活，步进电机停止旋转。当烟雾传感器检测到房间中存在可燃气体或浓雾时，单片机将立即发出开窗命令。在开窗状态下，如果红外检测探头检测到有物体正在接近，则此时窗口将自动关闭，并且蜂鸣器会发出警报。进入夜晚时，收到光敏电阻信号后，关闭窗户。3.2软件程序总体设计这个小节就是对于本次设计整个软件系统的设计以及软件程序流程图的设计进行总体说明，简约的程序图来理清整体设计思路，使之更加清晰。接下来就整个软件系统的设计进行整体的说明。首先当系统开始上电，在复位程序的作用下，单片机进入初始化状态，开始设置按键模块，设置ADC0832等的工作状态和初始状态，设置各中断的优先级等。其次，当主程序初始化运行完毕之后开始首次启动A/D转换器，开始读取各传感器通过A/D转换器传回单片机的数值，当A/D转换结果传回相应的存储区时判断其是否在上下限值之间，并根据判断结果发出相应的控制命令，之后便进入循环检测程序实时反馈传感器状态，在上电之后主程序会向显示模块循环送至显示字条。此外，软件还设计有实现按键手动操作的读,键中断服务程序且该程序为高优先级优先于循环检测程序，方便用户手动操作。为更清晰地展示下附软件流程图，图3-1为软件程序流程图。图3-1软件程序流程图3.2软件设计本次设计的控制系统的软件主要由一个主程序和两个中断服务程序等所组成。3.2.1主程序主程序的主要功能是在系统重启后初始化系统，例如，设置按键模块ADC0832等的工作模式和初始状态，设置每个中断的优先级并打开中断，第一次进行A/D转换等。然后向lcd1602循环送至显示字条。主程序流程图如图3-2所示开始开始初始化初始化送显示字符送显示字符图3-2主程序流程图3.2.2读、键中断服务程序读、键中断服务程序的主要作用是在STC89C52响应INTO中断（有键按下则产生该中断）后，读出键值，并根据键值从P0口依序发出相应的控制命令字，完成相应的控制功能。该中断应设为高优先级。读、键中断服务程序流程图如图3-3所示。保护现场保护现场读键值读键值根据键值用相应功能子程序根据键值用相应功能子程序恢复现场恢复现场中断返回中断返回图3-3读，键中断服务程序流程图3.2.3

循环检测及A/D转换中断服务程序中断服务程序的主要功能是在stc89C52响应INTO中断（EOC引脚在A/D转换结束时发出高电平）之后，将A/D转换的结果发送到单片机内相应的存储区,产生中断），然后判断转换。单片机执行程序判断结果是否在上下限之间，根据判断得到的结果发出相应的控制命令指令，然后系统根据指令完成控制功能和相应的报警功能。然后重新选择转换后的数量，再次开始A/D转换，并返回到主程序。该中断应设置为低优先级,并设为电平触发方式。循环检测及A/D转换中断服务程序流程图如图3-4所示。开始N送A/D转换值并送响应存储器保护现场开始N送A/D转换值并送响应存储器保护现场>>=上限？Y调用响应降值子程序Y调用响应降值子程序N<=N<=下限？YY调用相应升值子程序调用相应升值子程序A/DA/D转换通道指针加1NN通道指针=04H？通道指针=04H？YY通道指针通道指针=00H恢复现场恢复现场中断返回中断返回图3-4循环检测及A/D转换中断服务程序流程图4软硬件联调测试4.1家居智能控制系统的性能测试过程首先确定硬件连接正确和软件编译无误，按下开机键后显示模块显示windowopening同时电机向左转，当转到最左边窗户已经打开完成，机器开始读取各传感器状态显示模块显示光照值，温度值，湿度，烟雾浓度并显示现在的模式为自动。[13]如果传感器状态允许则电机停止转动，否则电机反转关闭被控产品。之后对按键控制模块进行测试，按键1为设置按钮，按下该按钮，显示模块显示进入传感器检测值设定界面通过与其他配合可达到修改设定值的功能。[14]按一次按键1进入光照度设置界面，可通过按键1按键2进行加减操作设置光照度设定值；再按一次设置显示的是湿度，同样可通过按键2按键3进行加减操作改变设定值。再按设置键设置的是温度设定值，操作同上；第四次按设置键设置的是烟雾浓度设定值，同样可以通过按键2和按键3执行修改操作。同理，红外感应距离也可根据显示模块提醒修改感应距离。按键控制模块测试完毕各按键功能符合设计要求。用红外遥控器执行上述操作，检测红外遥控器和红外接收器是否正常工作，可以完美执行上述操作，红外控制模块运行正常符合设计要求。之后用黑色瓶盖遮挡光敏电阻，检测光敏传感器模块运行是否符合要求，当光敏传感器被遮上，光照强度低于设定值时电机右转关闭被控产品。拿开光罩，光照值恢复到设定值，电机左转打开被控产品。用打火机气体对烟雾传感器进行可燃气体检测测试，当释放气体室内烟雾浓度超出设定值，电机左转打开被控产品，同时蜂鸣器开始持续报警，提醒危险情况的发生。当烟雾浓度降低到设定值之下，并符合其他关闭条件时，电机右转关闭被控产品。用手捂住温湿度传感器测试温湿度检测模块功能，当温度和湿度高于设定值时电机右转被控产品被关闭，改变温度湿度设定值，电机正常运转感应灵敏。用手遮挡测试红外感应防盗模块，当用手遮挡在红外探测头设定距离时蜂鸣器长鸣报警并且窗户关闭，可通过按键3取消故障状态恢复到正常自动模式，此时自动检测各传感器状态根据设定值自动执行正确操作。经过测试，产品基本功能均可正常使用。下一步进行灵敏度测试，第一步进行光敏传感模块的灵敏度测试，将光照度设定值分别改为照度20照度50照度80进行测试，当用光罩改变环境亮度照度小于设定值时产品均可根据当前环境快速执行正确操作。之后进行温湿度传感模块灵敏度测试，首先改变温度设定值，分别更改为30摄氏度，35摄氏度，40摄氏度；使用打火机改变周围环境温度，步进电机都可快速执行正确操作。之后进行湿度灵敏度测试，湿度设定值分别设定为百分之五十，百分之五十五，百分之六十；当改变周围环境湿度时，步进电机都可快速执行正确操作。下一步进行烟雾传感器灵敏度测试，分别将设定值改为百分之八十百分之八十五百分之九十，当改变周围环境可燃气体浓度达到设定值时，产品都会快速执行开启操作。最后进行红外探测模块灵敏度测试，将感应距离分别设置为10cm，15cm，20cm，当有障碍物遮挡时产品都可执行正确的操作。到此，各感应模块灵敏度测试完成，各模块都可通过测定值快速准确执行正确操作，符合设计要求。实验证明本产品运行稳定，灵敏度高，可拓展性强。4.2测试手段方法简述控制测试中用到的方法为实验测试，通过对各按键和红外遥控器的各功能按键进行多次操作试验从而测试其功能是否实现及操作是否稳定。[15]功能测试的过程中用到的方法为控制环境变量法，通过人工干预改变周围环境的各被测量从而测试产品功能是否实现以及各功能是否可稳定运行。灵敏度测试采用改变各设定量再对产品在周围环境数值改变时是否及时反应及反应时间进行记录的方法进行测试[16]。实验数据通过回放实验视频观察时间轴的方式进行记录，精确到0.1s。4.3实验数据及结果记录为将测试结果直观呈现，特列表展示测试结果。控制测试键位编号按键1按键2按键3按键4按键5功能设置键切换模式关闭报警手动开窗手动关窗测试结果正常正常正常正常正常系统响应时间小于0.1s小于0.1s小于0.1s0.4s-0.5s0.4s-0.5s红外遥控各对应按键亦可正常执行控制操作功能测试功能光照检测温度检测湿度检测烟雾浓度可燃气体检测红外距离检测测试方式遮光罩改变环境亮度打火机改变周围环境温度用手捂住探测模块使湿度升高用打火机气体模拟可燃气体浓度升高用手和其他障碍物遮挡测试结果执行关闭操作温度升高执行开窗操作湿度升高执行开窗操作浓度升高开窗并报警有障碍物时关窗并报警系统反应时0.6s-0.7s1.3s-1.4s1.3s-1.4s1s-1.1s0.8s-0.7s灵敏度测试关闭光照度设定值205080测试结果快速关闭快速关闭快速关闭系统反应时间0.6s-0.7s0.6s-0.7s0.6s-0.7s开启温度设定值30摄氏度35摄氏度40摄氏度测试结果温度升高快速开启温度升高快速开启温度升高快速开启系统反应时间1.3s-1.4s1.3s-1.4s1.3s-1.4s开启湿度设定百分之五十百分之五十五百分之六十测试结果湿度升高快速开启湿度升高快速开启湿度升高快速开启系统反应时间1.3s-1.4s1.3s-1.4s1.3s-1.4s开启烟雾浓度设定百分之八十百分之八十五百分之九十测试结果浓度升高快速开启并报警浓度升高快速开启并报警浓度升高快速开启并报警系统反应时间1s-1.1s1s-1.1s1s-1.1s红外探测距离设定值10cm15cm20cm测试结果障碍物遮挡快速关窗并报警障碍物遮挡快速关窗并报警障碍物遮挡快速关窗并报警系统反应时间0.8s-0.7s0.8s-0.7s0.8s-0.7s4.4实验结论经过硬件搭建和软件测试，本产品各部分功能全部实现，但在阴天等环境下光线强度不足，则会执行夜晚状态下的控制程序，可根据实际情况继续对控制程序进行改进。硬件连接正确和软件编译无误，各模块都可通过测定值快速准确执行正确操作，符合设计要求。实验证明本产品运行稳定，灵敏度高，可拓展性强。结论本次设计阐述了用stc89c52单片机以及其他模块的芯片控制的家居智能防盗控制产品的设计原理以及具体的实现方法，包括硬件设计与软件设计。在设计和具体制作实现的过程中，通过硬件和软件的设计同时考虑多种情况，解决了大部分问题，经过多次调试和修改，成功的将多种传感器集成进系统中，完好的实现了各项功能设计为人们的生活提供了方便。最终经过多次联调测试，证明了本次设计软件设计合理硬件选型无误，各功能均可稳定快速的运行。本次设计所用到的技术和器材虽然并不是很复杂高级，但是设计思路新颖，将已成熟的电子技术与实际生活相结合，技术与器材的选型注重性价比决定了该设计量产投入市场的门槛很低，设计实用性很强。此次的设计产品以STC89C52单片机为主控制芯片，包含光照强度、温湿度、烟雾浓度、红外探测、电机驱动及LCD显示等各模块的智能家居产品控制系统具有控制简便、易操作、维护简易等特点。器材选型注重性价比，适用于家居、教室、办公室、会议室等各种场合，具有广阔的市场前景。在实现的过程中同时也发现了许多可以继续思考前进的新方向，比如与其他智能家居产品的结合如通过智能音响实现操控、检测数据与其他智能控制产品共享等，随着智能设备的日渐普及，各大互联网公司纷纷布局智能家居生态链建设，比如阿里巴巴的智能生态链就支持第三方厂家产品的接入。如果在设计时加入WiFi控制模块就可以更好的在以上方面实现功能的拓展，这也提醒了我们在物联网时代要具有“万物互联”的物联网意识。本次设计的改进方向也应以升级控制模块为主要思路，想办法将本次设计产品的循环检测数据更好的利用起来，从而为整个智能家居组合提供更大的价值，比如温湿度数据和光照度数据如果能更好的与智能空调和智能照明控制系统共享，无疑会为人们的生活提供更大的便利。这也充分证明了该类设计是具有很大应用前景及市场前景的，还具有很多发展的空间。本次设计不仅可以为人们的生活提供更大的便利，同时设计中包含的“物联网+”拓展方向无疑是新技术与传统行业的一次深结合。与国家提倡的产品优化、技术升级、深化供给侧改革的政策方向相契合。本次设计是传统产业与新技术相结合的一次尝试，为传统行业的产品升级提供了一个新的思路，同时设计中所蕴含的家居智能化产品升级观念与消费升级的市场发展潮流相适应。检测数据如果可以更好的利用起来，与其它家居产品深度结合，更可以实现电器的自动精确控制减少能源资源的浪费。符合“全面、协调、可持续”的科学发展观的基本要求。且本次设计的智能防盗模块对于稳定社会治安，减少犯罪率有很好的促进作用，为创造人民安居乐业、社会安定有序、国家长治久安的社会环境贡献了积极的作用。综上所述，本次设计与社会发展相适应、与国家政策方向相契合、符合可持续发展观的基本要求，与社会、环保、经济发展是正向积极参与贡献的关系。致谢在毕业设计的整个过程中，，尽管有许多意外情况，但老师向我提供了全方位的全面指导和帮助。老师的渊博知识，务实创新的学风