基于AT89S52单片机的智能家居控制系统设计.docx

《基于AT89S52单片机的智能家居控制系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于AT89S52单片机的智能家居控制系统设计.docx（40页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、题目：基于AT89S52单片机的智能家居控制系统设计目录摘要HAbstractIII第1章绪论-1-11课题研究的目的与意义-1-1.2国外发展现状-3-1.3国内发展现状-3-1.4研究的主要内容-4-第2章智能家居控制系统的硬件设计-6-2.1 系统总体设计方案介绍-6-2.2 系统总体设计方案-6-2.3 系统硬件的功能模块-6-第3章智能家居控制系统的软件设计-14-3.1 编程软件介绍-14-3.2 程序流程图-22-3.3 主程序-23-3.4 调用函数-24-3.5 中断程序-33-第4章结论与展望-34-4.1设V1*工作的总结344.2后续工作的展2.34参考文献-36-致谢

2、-37-基于AT89S52单片机的智能家居控制系统设计摘要本文设计的智能家居控制系统以AT89S52单片机为主控芯片，重点进行了关于灯光、智能窗帘、温度控制、歌曲播放等功能的设计。最终结果完成了对于AT89S52单片机实现灯光控制、窗帘控制、温度控制、歌曲控制的可行性的验证。关键词：AT89S52单片机，智能家居，自动控制TheDesignofSmartHomeContro1SystembasedonMicrocontro11erAT89S52AbstractThisdesignofthesmarthomecontro1systembasedonthemicrocontro11erAT89S5

3、2asthemainchip,focusingonthedesignof1ighting,smartcurtains,temperaturecontro1,musicp1ayerandotherfunctions.Theresu1tcomp1etedaccomp1ishedthetestofthefeasibi1ityofthemicrocontro11erAT89S52for1ightingcontro1,curtaincontro1,temperaturecontro1,andmusiccontro1.KeyWords：AT89S52microcontro11er,smarthome,au

4、tomaticcontro1第1章绪论1.1课题研究的目的与意义目前，智能化成为了引领科技创新的重要方向。智能化已然成为了继机械化、电气化、自动化之后的新兴“工业革命”，工业生产已迈向了更加绿色、更加轻便、更加高效的方向发展。服务机器人、自动驾驶汽车、快递无人机、智能穿戴设备、智能家居系统的广泛应用，将持续改善人类生活的质量，提高人的解放程度。藉此，智能电子技术也开始在智能家居及其衍生的电子产品中得到了更为广泛的应用，并且“互联网+”蓬勃发展，将全方位改变人类生产生活。由当前的形势来看，我国俨然已成为世界上家电生产与出口的大国，而且其产值在国民生产总值中占有的比重愈发的可观。随着国内原有家电市

5、场趋于饱和，出口家电的品质与附加值也更需升级换代，中国的主要家电生产商也注入巨资开始对数字化家电的研发，数字化电视、数字化冰箱、智能窗帘、网络空调等水平相继提高，为了更好的迎合市场需求和占领市场份额，各大家电生产商也开始了更加激烈的角逐。中国作为一个生产力水平即将进入世界前列的大国，对于智能家居的需求也日益旺盛，因而，设计与制造出最具性价比、用户体验度高、易于普及的智能化家居系统是十分必要的。：在2012年中旬我国发布了智能家居产品分类指导手册，其中定义了二十个不同种类的智能家居系统：图11智能家居系统的分类在现实生活中，人们按照自己的生活习惯来根据用户友好的控制方式来设置智能家居的各种功能。

6、伴随着智能家居的不断发展和广泛的应用，人们的生活方式必将焕然一新，在可预见的未来，人们也必将以智能家居系统为媒介开展各式活动，如：远程购物、远程教育、电子娱乐、电子与远程安保、网上诊疗以及更多今时今日难以想象的活动。图12智能家居控制方式的分类12国外发展现状世界上公认的第一座智能化大厦是于1984年在美国康涅狄格州哈特福德市建成的地上38层，地下2层的总面积达12万平方米的“城市广场二自此之后，智能家居系统逐步在西欧、北欧等地的发达国家生根发展。截止1995年，如果一个美国家庭想要安装家庭自动化设备则平均至少要花费70009000美元，因而仅有0.03%的美国家庭安装了较为先进的家庭自动化产

7、品与设备。然而近十年年来,仅仅在美利坚合众国一国之中的销售总额便达57亿美元之巨。据JUniPerReaSearCh的分析，在2023年左右世界智能家居的需求将增至现今的五倍以上。当今，世界上许多知名的家电行业龙头也纷纷进入了智能家居领域，如IntekMotoro1a.IBM.EriessonBOSCh等等公司也迅速的适应了市场需求，开始研发极具竞争力的新型智能化家居产品。当前国际市场较为主流的智能家居控制系统有：1、美国X-IO系统。其功能较为强大，与其它家居控制系统如ABB、C_BUS相比更力口容易接受，且更易于使用。其原因在于当需要实现相同的功能时，XTO家居控制系统的一个独特的区别性特

8、征在于利用220V电力线从而实现智能化的控制，因而使用这套系统时不需要额外的布线，而其他智能家居控制系统基本上都需要布低压线。然而由于缺乏在国内市场推广的条件且价格过于昂贵，国内应用该系统的极少。2、德国E1B系统。由于其工程要求较为严格，价格高昂，国内应用极少。3、新加坡8X系统，其优点在于利用产品对系统进行扩展，系统较为成熟，。但是由于系统架构、灵活性及产品价格等方面还难以达到中国使用者的要求，因而目前在我国国内的应用并不广泛。13国内发展现状我国智能家居发展情况如下：自上世纪末，我国沪、穗等沿海发达开放城市率先开始了智能小区的建设。值香港回归之际，我国的智能化住宅小区的建设拉开了序幕。世

9、纪之交，中国建设部门下属的勘探设计公司以及住户产业办公室组织在我国实施了新的智能小区住宅示范工程，这件事成为了我国智能小区智能化的一个里程碑。随着千家万户的信息化，国家经贸委组织力量，成立了管理住户信息网络的专门委员会，如今该信息网络系统以及他们开发的产品以及建立的相关产业已然成为了我国国家技术创新的重要组成部分。截止2016年年底，按照住建部的相关名录要求，我国城乡住户将至少有半数的家庭实现接网入户的功能，特大型和大型城市的居民住宅也将有近半以上达到国际化的智能化住宅的要求。我国的智能家居产业发展发展较慢，目前，我国还没有一个通用的国家标准。现在我国的主要办法是采用国外的一些先进的技术产品，

10、当然也有一些国内企业也推出了自己的产品和设计，主要有：1、海尔集团推出了以海尔电脑作为家居控制系统的控制中心，并且搭配了海尔集团的各式能够联网的家用电器设备作为终端设备，以海尔的移动电话作为移动端的数字化控制中心的初具雏形的海尔e家庭系列产品。目前，海尔e家庭产品已经推出了网络洗衣机、网络冰箱、网络空调、网络微波炉等一系列成型的为市场广为接受的网络家电。2、清华同方集团推出的专门为中国家庭用户需求而设计的，能够满足国际相关技术标准的清华同方e-home数字家园智能家居控制系统，这种智能家居控制系统采用了较为先进的嵌入式的硬件和软件技术，提供了智能化的家居内部网络，同时还提供网络终端设备以及一系

11、列的全套智能家居的控制系统。这种控制系统主要有以下三个部分：A系列：遵循E1B协议的适用于中高档住宅小区的家庭控制产品。B系列：遵循X-IO协议的适用于中档住宅小区的家庭控制产品。易家三代：配电箱集中安装式家庭控制产品。国内高科技产品提供商基本都在积极布局与参与到开发更加用户友好的智能的家居设备产品的激烈竞争之中，从而能克服当前智能家居行业之中智能化产品实用性能欠佳、使用较之普通家居设备产品也较为繁琐以及产品价格并不能较为容易的为广大消费群体所接受的一系列不足，从而能够通过技术方面的创新投入更加迅速而有效的符合国际化的标准，引领新一轮的智能化产品普及的潮流，从而得以为用户提高更佳的舒适度、使得

12、产品使用更加简便、普及、广泛。1.4研究的主要内容本文采用AT89S52单片机为控制核心，主要通过主控制器对室内温度、湿度、气体浓度等环境数据进行采集，并且通过USBW1F1将数据传送到移动端，从而实现远程监控。论文主要研究内容安排如下：第1章绪论：本章主要阐述了国内与国外的智能化家居控制系统的发展趋势与本文着重论述的行文的展开。第2章智能家居控制系统的硬件设计：本章主要介绍了智能家居控制系统的硬件设计方案、以各个能实现函数功能的功能模块为核心来阐释基本原理，以及其中较为重要的温度、1ED流水灯、步进电机、定时电路、1ED显示屏的组成。第3章智能家居控制系统的软件设计：本章主要介绍了智能家居控

13、制系统的编写环境、主程序及调用函数，中断函数的编写。第4章结论与展望：本章主要总结了毕业论文程序编写及设计过程中遇到的问题以及解决方法的总结，还有基于设计过程中理解而产生的对于智能家居控制系统的展望。第2章智能家居控制系统的硬件设计2.1系统总体设计方案介绍本文中以AT89S52芯片为控制核心，使用温度，光照强度等传感器为信息收集源，以串口通讯控制为辅助，达到了模拟一个小型智能家居控制系统。此外，在本次的系统设计之中，采用了多种传感器相结合的方式，已达到根据各传感器采集的数值综合判断以达到火灾报警自动化控制的目的。2.2系统总体设计方案根据设计方案的要求，系统提供了包括核心控制模块，串口通信模

14、块，花样流水灯模块等等，系统的整体框图如2.1所示。图2.1系统总体设计方案2.3系统硬件的功能模块2.3.1 电源模块整个系统的基础是电源部分，以下两种供电的方式均被单片机开发板加以支持：(1) .通过PC端的USB端口提供+5V的电源如图2.2所示，即为经由USB口为单片机系统供电。(2) .通过PC端的USB端口提供+5V的电源如图2.3所示，经由烧写器接口供电。通过手动控制开发板上的KS1开关来开启或中断单片机系统的供电，当KS1开关闭合时，发光二极管被点亮从而指示系统已上电。图2.2数据线供电图2.3烧写器供电2.3.2时钟电路模块AT89S52单片机开发板的时钟信号的产生在一般情况

15、下主要有表现为两种方式：一种为内部时钟产生方式，此外一种则是外部时钟产生方式。其中内部时钟产生方式如图2.4所示。在单片机内部的振荡电路的引脚接口XTA1I(Pr8)与XTA12(PV9)外接需要的起振的石英晶体，也被简称为晶振，便能构成自激振荡器从而为单片机的运行提供所需的规律起振的时钟脉冲信号。途中所示的电容C9和C1O的用途为稳定石英晶体的振荡的频率和使得石英晶体能够快速起振，通常会选取容值在5-30pF之间的电容来配置电路，本单片机开发板选取的两个电容容值均为22pF。此外,石英晶体的晶振振荡频率通常在1.2-12MHz之间，本单片机开发板选取为.0592Mhz的振荡频率的石英晶体。2.3.31ED模块1ED(1gihtEmittingDiode)发光二极管属于固态的半导体器件，它的用途是把电能转化为光能。1ED灯效果非常显著，较为广泛使用的1ED的工作电压是2-3.6V之间，工作电流在2mA-3OmA之间，对于贴片1ED,其参考压降如下：红色的压降在1.82-1.88V,橙色的压降在1.7T.8V,绿色的压降在1.75T.82V,蓝色的压降则为3.1-3.3V,同时压降是经由电阻获得的。1ED二极管阻值的大小由