基于安卓的燈光和冰箱智能控制系統(tǒng)

基于安卓的燈光與冰箱智能控制系統(tǒng)摘要：從計算機到互聯(lián)網(wǎng)的變革，再從互聯(lián)網(wǎng)到移動通信的變革后，世界信息產(chǎn)業(yè)革命使人們對生活的安全、舒適、便捷等方面的要求也逐漸提升。為了方便老人及行動不便的人，特別設(shè)計了基于安卓的燈光與冰箱智能控制系統(tǒng)，可以不用走到電器的開關(guān)前就可已控制家里的電器，例如，對電燈和冰箱的控制。該系統(tǒng)是針對智能家居系統(tǒng)中智能燈光與智能冰箱控制的需求，設(shè)計了一個基于 STC89C52 單片機的智能燈光與冰箱的控制系統(tǒng)。該智能燈光與冰箱的控制系統(tǒng)主要完成遠程控制燈光的亮滅、對燈光進行亮度調(diào)節(jié)以及遠程控制冰箱的溫度，為了更好的觀測數(shù)據(jù)又增加了顯示功能，將手機上設(shè)置好的數(shù)據(jù)通過藍牙串口助手與藍牙模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，將藍牙模塊接收到的數(shù)據(jù)顯示在LCD1602 顯示屏上。該燈光與冰箱的智能控制系統(tǒng)采用干電池供電，運用一部安卓系統(tǒng)的手機通過藍牙串口助手軟件與 HC-06 藍牙模塊通信控制 LED 燈以及冰箱并在 LCD1602 液晶上顯示，進而實現(xiàn)燈管與冰箱控制的智能化。該系統(tǒng)將智能燈光與冰箱溫度控制相結(jié)合，在方便操作的同時，實現(xiàn)了能源的節(jié)約，而且也與人們理想中智能家居的燈光和冰箱控制完美契合。關(guān)鍵詞：安卓；智能控制；藍牙；傳感器； IThe Lights and Refrigerators Intelligent ControlSystem Based On AndroidAbstract: From computer to the Internet, and then from the Internet to the mobile communication after the change, the worlds information industry revolution made peoples life safety, comfortable, convenient requirements also gradually improve. In order to facilitate the elderly and the disabled people, specially designed the lights and refrigerators intelligent control system based on android, dont have to go to the front of the electrical switch，which can control the electric. Such as, control the lights and refrigerators.This system aims at the intelligent lighting, refrigerator control in the intelligent home system, which designs a control system of intelligent light and refrigerator based on STC89C52 single chip microcomputer. The lighting and refrigerator intelligent control system mainly complete with remote control the switch of the light, which adjust the brightness of the light and remote control the temperature of the refrigerator, in order to better observation data and increased the display function, the mobile phone set data via Bluetooth serial assistant and Bluetooth module for data transmission, the Bluetooth module receives the data and then displayed on the LCD1602 screen. The lights and refrigerators intelligent control system use battery powered, using a Android mobile phone system via Bluetooth serial port assistant software and Bluetooth module HC-06 communication control LED lamp, refrigerator and displayed on the LCD1602 screen, and then realize the lamp and refrigerator intelligent control. The system combines intelligent lighting and refrigerator temperature control, which saves energy while operating conveniently. It also fits with the lighting and refrigerator well in control the ideal intelligent.Keywords: Android; Intelligent Control; Bluetooth; Sensor;目 錄一、論文（設(shè)計）正文 .11 緒論 .11.1 課題背景及研究意義 .11.2 課題的設(shè)計目的 .21.3 課題的主要工作 .22 需求分析 .42.1 可行性分析 .42.2 功能需求 .42.3 可靠性和可用性需求 .53 總體分析 .63.1 系統(tǒng)設(shè)計原理 .63.2 方案選擇 .63.2.1 系統(tǒng)設(shè)計方案 .63.2.2 電源模塊設(shè)計方案 .83.2.3 顯示模塊設(shè)計方案 .83.2.4 通信模塊設(shè)計方案 .93.3 系統(tǒng)組成 .94 系統(tǒng)硬件設(shè)計 .104.1 控制電路模塊 .104.1.1 STC89C52 單片機結(jié)構(gòu)和原理 .104.1.2 時鐘電路 .114.1.3 復位電路 .124.2 HC-06 藍牙模塊 .124.2.1 HC-06 藍牙模塊工作原理 .124.2.2 HC-06 藍牙模塊工作參數(shù) .134.2.3 HC-06 藍牙模塊連接方式 .144.3 LCD1602 液晶顯示模塊 .144.3.1 LCD1602 液晶管腳 .144.3.2 LCD1602 液晶工作原理 .154.4 電源模塊 .164.5 燈光控制模塊 .174.6 冰箱溫度控制模塊 .175 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .185.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu) .185.2 主程序設(shè)計 .185.3 LED 燈光控制函數(shù) .255.4 冰箱溫度控制函數(shù) .275.5 LCD1602 顯示屏的顯示函數(shù) .306 系統(tǒng)安裝與測試 .336.1 系統(tǒng)硬件測試 .336.2 系統(tǒng)軟件測試 .337 總結(jié) .37參考文獻 .38謝 辭 .39二、附錄 .40寶雞文理學院本科畢業(yè)設(shè)計開題報告 .40寶雞文理學院本科畢業(yè)設(shè)計結(jié)題報告 .41寶雞文理學院本科畢業(yè)設(shè)計答辯過程記錄 .43寶雞文理學院本科畢業(yè)設(shè)計答辯評分表 .4201 緒論從計算機到互聯(lián)網(wǎng)的變革，再從互聯(lián)網(wǎng)到移動通信的變革后，世界信息產(chǎn)業(yè)革命使人們對生活的安全、舒適、便捷等方面的要求也逐漸提升。比如你早上起床時，窗簾會按設(shè)定的時間自動打開 1，房間里會響起你喜歡的優(yōu)美音樂等；當你洗臉時，你的智能設(shè)備（如手機）會告訴你牙膏、洗面奶的用量，并提醒你更換牙刷的日期；當你做飯時，可以提醒你冰箱里剩余的食物量和快過期的食物等；當你出門時，智能設(shè)備會根據(jù)天氣給你搭配衣服和鞋子，也會根據(jù)交通情況為你制定出行路線等,當你。由于人們對家庭住宅觀念發(fā)生了變化，“物聯(lián)網(wǎng)”這一新興產(chǎn)業(yè)被認為是下一個億萬級產(chǎn)業(yè)，而智能家居燈光及冰箱控制作為其研究的一部分。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,聲控及光控燈已廣泛應(yīng)用到我們的日常生活中。但是這些照明系統(tǒng)不僅操作起來比較復雜,而且功耗高。對于冰箱的控制，人們的需求就比較簡單了，就是控制溫度，以前對冰箱溫度的控制是人們必須走到冰箱前通過扭動冰箱內(nèi)溫度控制的旋鈕，才能設(shè)置冰箱的溫度。之前有過這樣的幻想，不用走到電器的開關(guān)前就可以控制家里的電器，用遙控器控制家里的電器，這個已經(jīng)實現(xiàn)了?，F(xiàn)在我們又有了另一個愿望，當我們很晚回家時能夠提前將家里的燈打開來消除自己的恐懼感，會想燈可以根據(jù)外界條件來調(diào)節(jié)亮度以及定時，也會想可以隨時調(diào)節(jié)家里冰箱的溫度。傳統(tǒng)的照明控制和冰箱的控制已經(jīng)不能滿足人們的需求。如今 Android、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和微電子技術(shù)等高新科技正高速發(fā)展,對于利用手機結(jié)合無線通信技術(shù)來控制家里的部分設(shè)備的需求呈不斷增長中?；诖颂岢鲆环N以安卓手機為平臺,藍牙無線技術(shù)為通信方式的燈光與冰箱的智能控制系統(tǒng)設(shè)計方案。1.1 課題背景及研究意義在過去的幾千年，人們一直使用著簡單的照明方式，直至愛迪生發(fā)明燈泡，才進入了電燈照明時代，這是歷史上一大突破，然而人類并不滿足于此。隨著智能家居的發(fā)展，人們的家庭生活有了很大的變化，過去的電燈只能發(fā)出固定的亮度，如果想要關(guān)燈，還必須走到開關(guān)處手動關(guān)掉，有的開關(guān)是安裝在墻上，有的是用繩子拴著，這種開關(guān)模式對于老人很不方便。設(shè)計該系統(tǒng)，給行動不便的人帶來了便利。1基于安卓的燈光與冰箱的智能控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對燈光亮度的不同要求，并且可以設(shè)置定時功能 2，也可以實現(xiàn)對冰箱溫度的控制，無論在家里的哪個地方都可以輕松控制電燈、冰箱，適用度很高。鑒于目前通信技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)智能化的家居環(huán)境已經(jīng)不是一件困難的事情，但是在實現(xiàn)過程中，依然存在著不足之處，理論與實踐不能完美結(jié)合，不同的人群對智能化的需求也不同，比如在過去的產(chǎn)品中較多采用的是成本較高的 GSM 技術(shù)，但在當下社會很難普及，對于人們來說有點浪費資源，因此，有必要在這基礎(chǔ)上進一步改善，完善燈光與冰箱智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。于是，該系統(tǒng)將從理論方面進一步加深，使用目前比較先進的技術(shù)，用現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的手機安卓系統(tǒng)來操作。1.2 課題的設(shè)計目的基于安卓的燈光與冰箱智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要目的是為了行動不便和身體有缺陷的人，這些人不能很靈活的通過家里設(shè)備的開關(guān)來控制某些電器，如電燈和冰箱，燈的用處是最多的，對特殊人群造成了很大的困擾，所以有必要設(shè)計此系統(tǒng)，為人們帶來便利，基于安卓的燈光與冰箱的智能控制系統(tǒng)，主要是結(jié)合不同平臺的電器經(jīng)由繼電器來做開關(guān)切換，以達到方便性且功能化的設(shè)計。而 Android 為目前用戶最常使用的隨身裝置平臺，因此選擇使用 Android 做為開發(fā)基底，通過與 APP應(yīng)用程序的整合，用手機控制家里部分設(shè)備，進而代替以前用的遙控器，更加方便智能的控制家里設(shè)備。設(shè)計該系統(tǒng)不僅為了方便人們，也是對自己所學內(nèi)容的提高：1.增強單片機方面知識，提高綜合及實際運用所學知識解決問題的能力。2.培養(yǎng)查閱有關(guān)手冊、圖表及文獻資料的能力，提高編程及動手能力。3.熟悉有關(guān)單片機的開發(fā)，學習軟硬件相結(jié)合的設(shè)計方法。1.3 課題的主要工作該系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機為主控芯片，結(jié)合 HC-06 藍牙模塊，通過軟件編程結(jié)合硬件來完成電燈與冰箱的智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。此系統(tǒng)是通過藍牙控制家里部分設(shè)備，主要包括：單片機最小系統(tǒng)、HC-06 藍牙模塊、液晶 LCD1602 顯示屏、電源系統(tǒng)電路、繼電器開關(guān)電路。系統(tǒng)所使用的主要元器件包括：STC89C52 單片機、HC-06 藍牙模塊、LCD1602 液晶顯示屏。該系統(tǒng)是基于安卓的智能燈光與冰箱的控制系統(tǒng)，利用下載在安卓手機藍2牙串口助手 APP 實現(xiàn)與 HC-06 藍牙模塊通信是本次設(shè)計的核心難點；此設(shè)計的重點是控制 HC-06 藍牙模塊與單片機互通信息、LED 燈的正常顯示及冰箱溫度的控制。課題要求如下：a.通過手機藍牙串口助手軟件實現(xiàn)對三個 LED 燈的開關(guān)進行控制。b.通過手機藍牙串口助手軟件實現(xiàn)對三個 LED 燈的亮度進行調(diào)節(jié)。c.通過手機藍牙串口助手軟件實現(xiàn)對三個 LED 燈進行定時設(shè)置。d.通過手機藍牙串口助手軟件設(shè)置冰箱的溫度。e.在 LCD1602 液晶顯示屏上顯示此時 LED 燈的光強、設(shè)定燈滅的時間和此時冰箱的溫度。32 需求分析2.1 可行性分析目前已經(jīng)有很多地方都使用了智能家居，使用安卓設(shè)備(手機)智能化的控制電燈和冰箱，不僅方便而且很節(jié)約時間，可以更好的為老人和身體有缺陷的人服務(wù)。在現(xiàn)代高速發(fā)展的社會中，人們更看中智能化，認為這樣不僅可以緊跟時代的步伐，還可以節(jié)省人力，最重要的是可以更加便捷的控制家里的某些設(shè)備。基于安卓的電燈與冰箱智能控制系統(tǒng)，采用的是 STC89C52 單片機，HC-06 藍牙模塊，LCD1602 液晶顯示屏，干電池供電，有了這些硬件支持就可以遠程控制家里的某些設(shè)備，改善了以前必須要走到開關(guān)前才能控制家里設(shè)備的這種模式，實用性很高，所以本次設(shè)計的基于安卓的電燈與冰箱的智能控制系統(tǒng)具有可行性與實際價值的。該系統(tǒng)的可行性可以從以下幾個方面進行分析：a.技術(shù)可行性：目前藍牙技術(shù)發(fā)展比較成功，已經(jīng)應(yīng)用于很多產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作方式。b.經(jīng)濟可行性：目前很多電燈與冰箱的控制都采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使用計算機智能化的管理家里的設(shè)備，節(jié)省了大量的人力、物力，有很好的經(jīng)濟效益。c.操作可行性：該系統(tǒng)只需要手機就可以控制家里設(shè)備，通過手機藍牙串口助手上的按鈕就可以操作，操作簡單、易學，便于普及，適應(yīng)各類人群使用。2.2 功能需求根據(jù)系統(tǒng)功能需要分析軟件需要，基于安卓的電燈與冰箱智能控制系統(tǒng)，可以分為如下幾個模塊：藍牙模塊，電燈控制模塊，冰箱溫度控制模塊，顯示模塊，電源模塊。藍牙模塊：藍牙模塊作為整個系統(tǒng)的通信模塊，藍牙串口助手必須成功連接藍牙，與設(shè)備的藍牙模塊成功配對后，才能與設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸，該藍牙模塊可以進行通信的范圍為 10 米，在 10 米范圍內(nèi)都可以進行數(shù)據(jù)的傳輸。電燈控制模塊：電燈控制模塊主要是對電燈進行遠程操作，通過手機 APP就可以控制家里的電燈設(shè)備，對電燈的具體操作有：控制電燈的開關(guān)、控制電4燈的亮度、設(shè)置電燈照明的時長等。該系統(tǒng)改變了以前電燈的開關(guān)模式，如開關(guān)鑲嵌在墻上、用繩子控制電燈的亮滅，這種已經(jīng)很古老了，隨著社會的不斷發(fā)展，慢慢又出現(xiàn)了聲控電燈以及感應(yīng)電燈，但是這種只能控制電燈的開關(guān)，該系統(tǒng)使對電燈的操作更加方便、而且更加智能，可以通過手機 APP 控制電燈的開關(guān)，不用走到開關(guān)前就可以控制電燈，還可以根據(jù)自己的需要設(shè)置電燈的亮度以及定時，還可以控制家里其他地方的電燈設(shè)備。冰箱溫度控制模塊：冰箱控制模塊主要是對冰箱進行溫度控制，在普通冰箱中，分為兩部分，冷藏和冷凍，要想食用冷凍室里的食物，必須先拿出來解凍，解凍會消耗很多時間，用手機控制冰箱就可以很方便的控制冰箱里食物的食用狀態(tài)。如可以控制鮮肉的溫度，為了保證肉的鮮味可以將買回來的肉進行冷凍，在食用的前一個小時將冰箱的溫度適當調(diào)高一點，進行解凍，這樣既可以食用到新鮮的肉，也可以節(jié)約人們的時間。顯示模塊：顯示模塊是把藍牙串口助手上設(shè)置的電燈的開關(guān)狀態(tài)、電燈的亮度、為電燈設(shè)置的照明時長、冰箱的開關(guān)狀態(tài)、冰箱的當前溫度等信息顯示在設(shè)備上，便于人們更直觀的觀測數(shù)據(jù)。電源模塊：該模塊是對整個系統(tǒng)進行供電，采用的是干電池供電，便于攜帶，相對來說比較方便。2.3 可靠性和可用性需求 可靠性：基于安卓的電燈與冰箱智能控制系統(tǒng)的硬件經(jīng)過嚴謹?shù)臏y試、比較篩選和制作，質(zhì)量和性能較好；該系統(tǒng)能實現(xiàn)對電燈的開關(guān)、亮度以及定時操作，對冰箱進行溫度控制操作，該系統(tǒng)運用的是藍牙控制技術(shù)，運用該技術(shù)后能成功運行。正確性：對于使用該系統(tǒng)的用戶，藍牙串口助手能敏捷的控制電燈與冰箱，在操作中不會出現(xiàn)操作延遲這種現(xiàn)象。易使用性：該系統(tǒng)操作簡單，只需要在一部安卓系統(tǒng)的手機上安裝手機藍牙串口助手，通過藍牙串口助手上的相關(guān)按鈕，就可以對電燈和冰箱進行控制?？捎眯裕涸撓到y(tǒng)能為用戶提供可靠的服務(wù)，使人們在需要時