基于單片機的智能家居控制系統(tǒng)

1、基于單片機的智能家居控制系統(tǒng)智能家居作為家庭信息化的實現(xiàn)方式，已經(jīng)成為社會信息化發(fā)展的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)因其巨大的應(yīng)用前景，將是智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中一個比較現(xiàn)實的突破口，對智能家居的產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義.本文基于容易實現(xiàn)，方便操作,貼近使用的設(shè)計理念，采用STC89C52單片機為控制核心,為控制終端，并采用包括紅外遙控、按鍵、Web界面等在內(nèi)的多個控制源來控制家用電器.本文的二至四章描述了整個設(shè)計的軟、硬件部分的具體實現(xiàn)，第五章是根據(jù)設(shè)計好的功能搭建了一個具體的環(huán)境實例。智能家居控制系統(tǒng)功能分析智能家庭控制系統(tǒng)的主要功能包括家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范二個方面。其中家庭設(shè)備自動監(jiān)控包括電

2、器設(shè)備的集中、遙控、遠距離異地(通過電話或Internet）的監(jiān)視、控制及數(shù)據(jù)采集。（1）家用電器的監(jiān)視和控制，按照預(yù)先所設(shè)定程序的要求對熱水器、微波爐、視像音響等家用電器進行監(jiān)視和控制。（2） 熱能表、燃氣表、水表、電度表的數(shù)據(jù)采集、計量和傳送根據(jù)小區(qū)物業(yè)管理的要求所設(shè)置數(shù)據(jù)采集程序，通過傳感器對熱能表、燃氣表、水表、電度表的用量進行自動數(shù)據(jù)采集、計量，并將采集結(jié)果遠程傳送給小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)。（3）空調(diào)機的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制，按照預(yù)先所設(shè)定的程序,根據(jù)時間、溫度、濕度等參數(shù)對空調(diào)機進行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制。（4）照明設(shè)備的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制按照預(yù)先設(shè)定的時間程序,分別對各個房間照明設(shè)備的開、關(guān)進行控

3、制,并可自動調(diào)節(jié)各個房間的照度。（5）窗簾的控制，按照預(yù)先設(shè)定的時間程序，對窗簾的開啟/關(guān)閉進行控制?？傮w設(shè)計2。1 整體介紹本次設(shè)計以STC89C52芯片為控制核心，溫度,濕度等傳感器為環(huán)境信息采集源，以Web控制為輔助，來制作一個物聯(lián)網(wǎng)空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng).在原有的機械式按鍵開關(guān)的基礎(chǔ)上，采用無線遙控器與Web網(wǎng)頁遠程控制,來控制空調(diào)機組（如風機，加濕器,風閥等），實現(xiàn)了遠距離，多角度對空調(diào)機組進行實時控制。此外在本次設(shè)計中，采用多種傳感器想結(jié)合，智能根據(jù)各傳感器采集的數(shù)值進行自動化控制，如自動開關(guān)風機，智能調(diào)節(jié)冷凍水量,自動調(diào)節(jié)風閥開度等。并能夠?qū)崿F(xiàn)故障診斷，提供報警,數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)查詢

4、并Excel表輸出。2.2系統(tǒng)設(shè)計方案根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)提供了包括了核心控制模塊，Web服務(wù)器，Web HTML模塊,數(shù)據(jù)采集模塊，繼電器模塊，按鍵模塊,報警模塊，等等.系統(tǒng)的整體框圖如圖1所示。網(wǎng)頁服務(wù)器（串口轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)）核心控制設(shè)備（以STC8052為核心）數(shù)據(jù)庫信息設(shè)備狀態(tài)信息傳感器（溫度，濕度）LCD顯示模式，溫度，濕度信息繼電器風機水閥開度新風開度加濕器回風開度用戶輸入信息用戶控制信息環(huán)境信息按鍵系統(tǒng)整體框圖2.3 功能設(shè)計:2。3。1 多源控制為了適應(yīng)人們高質(zhì)量，便捷的生活需求,本系統(tǒng)采用多源控制，即按鍵控制,Web網(wǎng)頁遠程控制,系統(tǒng)自動控制，這三種控制相結(jié)合.其中Web網(wǎng)頁遠程控制，

5、是指在離開服務(wù)器以后，通過互聯(lián)網(wǎng)登陸運行在特定服務(wù)器上的網(wǎng)站，然后去查看，管理當前空調(diào)的運行，只需第幾網(wǎng)頁上相應(yīng)的按鈕，就可以輕松的打開,關(guān)閉，控制家中的空調(diào)機組，已達到遠程控制的功能。系統(tǒng)自動控制是指系統(tǒng)的核心部分可以根據(jù)外部傳感器所采集的環(huán)境信息（如溫度，濕度等)與用戶設(shè)定的可以使人可以較為舒適的之作比較,然后根據(jù)比較結(jié)果對相應(yīng)的設(shè)備進行調(diào)節(jié)控制，以保持著個舒適的值，為用戶提供一個良好的溫濕度環(huán)境。2。3。2 溫度控制通過溫度傳感器（如圖2）采集當前的溫度信息,送到采集模塊中進行轉(zhuǎn)換，由MCGS組態(tài)軟件進行分析，通過與預(yù)設(shè)值的對比,決定冷水機組的水閥開度,使室溫保持在一個恒定的范圍。同時為

6、了方便控制，MCGS組態(tài)軟件會將采集到的溫度值發(fā)送到LCD1602液晶屏上顯示出來.圖2 溫度傳感器 DS18B202。3。3 濕度控制通過溫度傳感器(如圖3）采集當前的溫度信息，送到采集模塊中進行轉(zhuǎn)換，由MCGS組態(tài)軟件進行分析,通過與預(yù)設(shè)值的對比,決定加濕器的水閥開度，使室內(nèi)濕度保持在一個恒定的范圍。同時為了方便控制，MCGS組態(tài)軟件會將采集到的溫度值發(fā)送到LCD1602液晶屏上顯示出來。圖3 濕度傳感器 th100hum2。3。4 風閥開度控制風閥究竟是調(diào)節(jié)閥還是開關(guān)閥，要看工程需要,絕大部分工程都采用可調(diào)節(jié)的風閥,但是風閥調(diào)風是很耗電的，多數(shù)應(yīng)采用變頻調(diào)風比較節(jié)能.本設(shè)計中只有一臺風機

7、,既有新風又有回風的話， 通過風閥調(diào)節(jié)新回風比例是可取的.根據(jù)新風通道中的溫度，濕度傳感器以及回風通道中的溫度,濕度傳感器實測的新風溫度及濕度，以及回風溫度及濕度，調(diào)節(jié)新風電動風門和回風電動風門的開度，使新風和回風比例控制在預(yù)定值。在不同的氣象條件下,應(yīng)選擇不同的新風回風比例，以達到節(jié)能的效果，減少系統(tǒng)能耗。2.3.5 模式控制模式控制，就是將集中電器集中在一起控制，例如設(shè)定溫度，冷凍水還是熱水,這是如果用手動去逐一開關(guān)就顯得比較繁瑣,如果把夏季模式開，冷水機組同冷凍水設(shè)定為一種模式,當有這種需要時就啟動這種模式，這樣以前繁瑣的控制就會變成一步到位，并且這種控制方式用城區(qū)實現(xiàn)起來也較為容易。但其中的模式不必太多,以免使系統(tǒng)的操作變得復(fù)雜,在具體的設(shè)計只需將常用的幾種情況（場景）設(shè)為固定的模式來