基于stc89c52的单片机智能家居控制系统设计毕业论文

基于stc89c52的单片机智能家居控制系统设计毕业论文内容摘要：

预先设定的时间 程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启 /关闭进行控制。 第 2 章 总体设计 整体介绍 本次设计以 STC89C52 芯片为控制核心，温度，湿度等传感器为环境信息采集源，以 Web 控制为辅助，来制作一个物联网空调监控系统。 在原有的机械式按键开关的基础上，采用无线遥控器与 Web 网页远程控制，来控制空调机组（如风机，加湿器，风阀等），实现了远距离，多角度对空调机组进行实时控制。 此外在本次设计中，采用多种传感器想结合，智能根 据各传感器采集的数值进行自动化控制，如自动开关风机，智能调节冷冻水量，自动调节风阀开度等。 并能够实现故障诊断，提供报警，数据实时数据与历史数据查询并 Excel 表输出。 根据设计要求，系统提供了包括了核心控制模块， Web 服务器， Web HTML模块，数据采集模块，继电器模块，按键模块，报警模块，等等。 系统的整体框图如图 1 所示。 系统整体框图 1 功能设计： 多源控制 为了适应人们高质量，便捷的生活需求， 本系统采用多源控制，即按键控制， Web 网页远程控制，系统自动控制，这三种控制相结合。 其中 Web 网页远程控制，是指在离开服务器以后，通过互联网登陆运行在特定服务器上的网站，然后去查看，管理当前空调的运行，只需第几网页上相应的按钮，就可以轻松的打开，关闭，控制家中的空调机组，已达到远程控制的功能。 系统自动控制是指系统的核心部分可以根据外部传感器所采集的环境信息（如温度，湿度等）与用户设定的可以使人可以较为舒适的之作比较，然后根据比较结果对相应的设备进行调节控制，以保持着个舒适的值，为用户提供一个良好的温湿度环境。 网页 服务器（串口转网关） 核心控制设备（以 STC8052为核心） 数据库信息 设备状态信息 传感器（温度，湿度） LCD 显示 模式，温度，湿度信息 继电器 风机 水阀开度 新风开度 加湿器 回风开度 用户输入信息 用户控制信息 环境信息 按键 温度控制 通过温度传感器（如图 2）采集当前的温度信息，送到采集模块中进行转换，由 MCGS 组态软件进行分析，通过与预设值的对比，决定冷水机组的水阀开度，使室温保持在一个恒定的范围。 同时为了方便控制， MCGS 组态软件会将采集到的温度值发送到 LCD1602 液晶屏上显示出来。 图 2 温度传感器 DS18B20 湿度控制 通过温度传感器（如图 3）采集当前的温度信息，送到采集模块中进行转换，由 MCGS 组态软件进行分析，通过与预设值的对比，决定加湿器的水阀开度，使室内湿度 保持在一个恒定的范围。 同时为了方便控制， MCGS 组态软件会将采集到的温度值发送到 LCD1602 液晶屏上显示出来。 图 3 湿度传感器 th100hum 风阀开度控制 风阀究竟是调节阀还是开关阀，要看工程需要，绝大部分工程都采用可调节的风阀，但是风阀调风是很耗电的，多数应采用变频调风比较节能。 本设计中 只有一台风机，既有新风又有回风的话， 通过风阀调节新 回风比例是可取的。 根据新风通道中的温度，湿度传感器以及回风通道中的温度，湿度传感器实测的新风温度及湿度，以及回风温度及湿度，调节新风 电动风门和回风电动风门的开度，使新风和回风比例控制在预定值。 在不同的气象条件下，应选择不同的新风回风比例，以达到节能的效果，减少系统能耗。 模式控制 模式控制，就是将集中电器集中在一起控制，例如设定温度，冷冻水还是热水，这是如果用手动去逐一开关就显得比较繁琐，如果把夏季模式开，冷水机组同冷冻水设定为一种模式，当有这种需要时就启动这种模式，这样以前繁琐的控制就会变成一步到位，并且这种控制方式用城区实现起来也较为容易。 但其中的模式不必太多，以免使系统的操作变得复杂，在具体的设计只需将常用的几 种情况（场景）设为固定的模式来控制即可，在本次设计中有手自动模式，夏季模式，冬季模式，其中的手自动是 MCGS 组态软件根据预设与传感器自动控制空调机组。 夏季，冬季模式则是根据不同的气象环境设置室内的温湿度，冷水机组是通冷冻水还是通热水。 第 3 章 硬件设计 最小系统模块 STC89C52 芯片 共 40 引脚， 1~8 脚是通用 I/O 接口（ ~）， 9 脚 rst复位键， 11 脚 RXD 串口输入、 TXD 串口输出， 12~19 脚 :p3 接口 (12,13 脚 INT0中断 0、 INT1 中断 1， 14,15:计数脉 冲 T0 T1 16,17:WR 写控制 RD 读控制输出端 ) ,18,19 脚 :晶振谐振器， 20 脚接地线， 21~28 p2 接口高 8 位地址总线 29: psen 片外 rom选通端，单片机对片外 rom操作时 29 脚 (psen)输出低电平 30:ALE/PROG 地址锁存器 31:EA rom 取指令控制器，电源 +5V。 串口模块 串口采用 MAX3232 芯片， MAX232 芯片是美信公司专门为电脑的 RS232 标准串口设计的单电源电平转换芯片 ,使用 +5v 单电源供电。 主要特点有： 符合所有的 RS232C 技术标准 只需要单一 +5V 电源供电 片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生 +10V 和 10V 电压V+、 V 功耗低，典型供电电流 5mA 内部集成 2 个 RS232C 驱动器 内部集成两个 RS232C 接收器 图 4 最小系统 湿度传感器 模块 湿度采集选用了 th100hum 湿度传感器，其特点如下： （ 1）在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 th100hum的双向通讯。 （ 2）测湿范围 0%～ 100%，固有测湿分辨率 %。 （ 3）支持多点 组网功能，多个 th100hum 可以并联在唯一的三线上，最多只能并联 8 个，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定，实现多点测温。 （ 4）工作电源 : 3~5V/DC。 （ 5）在使用中不需要任何外围元件。 （ 6）测量结果以 9~12 位数字量方式串行传送。 温度 传感器模块 温度采集选用了 DS18B20 温度传感器，其特点如下： 图 5 串口模块 MAX3232 图 7 湿度度传感器模块 （ 1）在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 （ 2）测温范围 － 55℃～＋ 125℃，固有测温分辨率 ℃。 （ 3）支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上，最多只能并联 8 个，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定，实现多点测温。 （ 4）工作电源 : 3~5V/DC。 （ 5）在使用中不需要任何外围元件。 （ 6）测量结果以 9~12 位数字量方式串行传送。 LCD 模块 显示模块采用 LCD1602，它能够同时显示 16x02 即 32 个字符。 （ 16 列 2 行）在本次设计中，第一行为提示信息，第二行为数据信息其引脚功能如下： 第 1 脚： VSS 为电源地。 第 2 脚： VDD 接 5V 电源正极。 第 3 脚： V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时通过一个 10K 的电位器调整对比度）。 第 4 脚： RS 为寄存器选择，高电平 1 时选择数据寄存器、低电平 0 时选择指令寄存器。 第 5 脚： RW 为读写信号线，高电平 (1)时进行读操作，低电平 (0)时进行写操作。 第 6 脚： E(或 EN)端为使能 (enable)端。 图 7 温度传感器模块 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。 键盘模块 键盘采用 4*3 矩阵键盘 ,键值读取方法采用扫描法，端口使用 P1 口，其中~ 做行线， ~ 做列线，在对行、列扫描之前，先会扫描整个 P1口，当读到有键按下才，会去具体扫描行与列。 继电器模块 继电器作为一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流 图 8 LCD模块 图 9 键盘模块 去控制较大电流的一种“自动开关”。 故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 本次设计中选用了 4 个继电器来 控制 4 个对应的电。