1、-,物联网智能家居系统答辩,答辩人：专 业：物联网应用技术班 级：学 号：,天津电子信息职业技术学院,-,目录,选题背景,系统设计要求,智能家居总体设计思路,智能家居硬件设计,智能家居软件设计,-,选题背景,智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”,从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。,-,设计要求,功能介
2、绍,1）能采集室内亮度控制灯的亮暗，采集室内温度，液晶 显示出来和红外线检测入侵，蜂蜜器报警。2）用Flash实现人机界面3）能通过网络实现远程控制,-,智能家居总体设计方案,总体设计框图,-,智能家居总体设计方案,采用DS18B20温度传感器,温度采集模块,光敏传感模块,显示模块,采用一个精密可调电阻一个光敏电阻串联还有LM358,采用标准的16脚接口LCD1602,串口通信模块,采用RS-232-C接口和MAX232芯片,功率控制模块,采用MOC3061系列光电双向可控硅驱动器,-,智能家居硬件设计,2023/6/29,DS18B20的温度检测与数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更
3、强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。其温度测量范围为-55+125，可编程为9位12位A、D转换精度，测温分辨率可达0.0625，被测温度用符号扩展的16为数字量方式串行输出。DS18B20有三只引脚，VCC，DQ和VDD；内部结构框图如图4-2。DS18B20的电路连接图如图4-3所示。,温度采集模块,-,图4-2,内部结构框图,DS18B20的电路连接图,-,智能家居硬件设计,在这个模块用一个电阻与光敏电阻串联，先把信号传给比较器，再送入单片机内，完成信号传输。这里把光敏产生的信号送给比较器，主要是用它来整形，在比较器的反向输入端，用电阻分压，作为基准电压，使得经过比较
4、器后的电压，只有两种状态，即高电平和低电平。这样单片机就可以有效的识别信号了，提高了准确性用一个精密可调电阻和一个光敏电阻串联，光敏电阻通过向光、遮光的电压与1/2Vcc经过比较器比较，再加个电压跟随器输出稳定电压。向光输出低电平，遮光输出高电平，使其输出信号输入单片机。其电路图如图4-7所示。,光敏传感模块,-,图 4-7,光敏传感模块电路图,-,智能家居硬件设计,在本系统中使用的是字符型的，它可以显示两行16字符，采用+5V电源电，外围电路配置简单。LCD1602的引脚图如图4-8所示：,LCD1602,-,显示模块电路,-,智能家居硬件设计,RS232是一种电平规范,当单片机与电脑串行通
5、讯时,要用专用芯片进行电平转换,一般用MAX232,可以在TTL电平和电脑的电平之间相互转换。MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。,串口通信模块,-,串口通信模块电路,-,要用单片机控制各种各样的高压、大电流负载，如电动机、电磁铁、继电器、灯泡等，不能用单片机的I/O线来直接驱动，而必须通过各种驱动电路和开关电路来驱动。MOC3061系列光电双向可控硅驱动器是一种新型的光电耦合器件，它可用直流电压、小电流来控制交流高电压、大电流。用该器件触发晶闸管，具有结构简单、成本低、触发可靠等优点。MOC3061系列有MOC3062、MOC306
6、3。它们的差别只是触发电流不同，MOC3061最大触发电流为15mA，MOC3062为10mA，MOC3061为5mA。它们可以用来驱动工作电压为220V的交流双向可控硅。R1为限流电阻，其计算公式为：R1=（VCC-VF）/IFT式中：VF为红外发光二极管的正向电压，可取1.21.4V；IFT为红外发光二极管触发电流。R2是双向可控硅的门极电阻，当可控硅灵敏度较高时，门极阻抗也很高，并上R2可提高抗干扰能力。R3是触发功率双向可控硅的限流电阻，其值由交流电网电压峰值及触发器输出端允许重复 冲击电流峰值决定，可按式R2=Vp/ITSM选取。Vp为交流电路中的峰值电压，ITSM为峰值重复浪涌电流
7、（一般可取1A）。39欧姆电阻和0.01uF电容组成浪涌吸收电路，防止浪涌电压损坏双向可控硅。,功率控制模块,-,驱动电路,-,智能家居软件设计,系统总流程图,-,智能家居软件设计,温度采集子程序流程图,-,智能家居软件设计,温度采集转换过程,DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，当温度转换命令发布后，转换后的温度以补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节中。如表2所示。以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码数形式提供，其中S为符号位（BIT15BIT11）如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测
8、到的数值需要取反加1再乘于0.0625才能得到实际温度。其温度值格式表如表4-2所示。,表4-2,-,结论,本次设计在老师的指导下，完成了毕业设计。此设计实现了利用单片机C52为核心，温度传采集模块，光敏传感模块，串口通信模块等作为辅助电路，使室内家具可以采集室内温度，检测入侵和控制家用电器并能以pc机连接，实现远程控制。在这次毕业设计中，我们从中学到很多，收获很多。通过了这个毕业设计，使我们对单片机更加深一步了解不少，体会到单片机的强大功能。整个设计从方案确定、查阅资料、电路原理图的确定、制作电路板、程序设计以及各个模块调试等步骤，每一个过程都让我们学了挺多，让我们体会到完成每一项步骤都是需要队友们认真全力的投入其中，这样才能有质量的完成任务，才能免得自己功亏一篑。虽然此次的设计已经完成了所有要求，但是由于自己的知识有限，此次设计中也存在着一些问题。,-,谢词,毕业设计，也许是我大学生涯交上的最后一个作业了。想籍次机会感谢两年以来给我帮助的所有老师、同学，你们的友谊是我人生的财富，是我生命中不可或缺的一部分。我的毕业指导老师于大吉老师，给我不厌其烦的指导。在此，特向他表示衷心的感谢！,-,谢谢阅览,天津电子信息职业技术学院,
