智能家居論文

1、基于單片機(jī)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)：電子信息工程 班級： 姓名： 指導(dǎo)教師：摘要 本文利用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)和GSM移動通信技術(shù)設(shè)計了一套智能家居系統(tǒng)。本設(shè)計詳細(xì)地講述了基于STC12C5A60S2單片機(jī)、DS18B20溫度傳感器、DHT11濕度傳感器、MQ-2煙霧監(jiān)測傳感器、HC-05藍(lán)牙模塊和GSM通信模塊實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的設(shè)計方案與軟硬件設(shè)計開發(fā)。系統(tǒng)數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集環(huán)境溫度，DHT11實現(xiàn)濕度的采集，MQ-2實現(xiàn)易燃?xì)怏w及煙霧的采集，當(dāng)溫度或者易燃?xì)怏w及煙霧濃度監(jiān)測到超限時，系統(tǒng)可以自動發(fā)送報警短信給制定的手機(jī)號碼，以便及時處理解決居住環(huán)境的安全隱患；系統(tǒng)具備手機(jī)藍(lán)牙遙

2、控控制家電開關(guān)的功能，藍(lán)牙傳輸采用HC-05藍(lán)牙模塊實現(xiàn)系統(tǒng)與手機(jī)藍(lán)牙之間的數(shù)據(jù)通信，通過手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送相應(yīng)的指令控制家電的開啟和關(guān)閉，系統(tǒng)設(shè)計4路繼電器開關(guān)，分別控制空調(diào)、冰箱、大門和電視。關(guān)鍵詞 單片機(jī) 智能家居 藍(lán)牙遙控 GSMWireless temperature detecting system design Based on MCUProfession: Electronic and Information Engineering Class: Name : Instructor : Abstract This article exploits and designs a temp

3、erature monitoring system through the technology of combined with sensor. It describes the design & achieving scheme of temperature monitoring system basing on AT89S52, wireless transmission module NRF24L01 and temperature sensor DS18B20. device takes use of digital temperature sensor DS18B20, a

4、nd transmit to the main from by NRF24L01. The main from shows the figure through LCD1602， and change the set value of temperature by 1 via key to set the bound. When the actual temperature value is lower than the lower limit or higher than the upper limit, buzzer sounds with LED flashes. The essay g

5、ives a general fame work of the system, circuit diagram and procedure, and after debugging it achieves all designed functions on hardware platform.Keywords MCU, temperature monitoring system, temperature sensor, wireless temperature detection 目 錄第一章 引 言1第二章 智能家居的概念及組成22.1智能家居的概念22.2智能家居的組成及框圖22.2.1系

6、統(tǒng)主要組成22.2.2系統(tǒng)組成框圖2第三章 智能家居系統(tǒng)硬件設(shè)計43.1電源管理系統(tǒng)設(shè)計43.1.1電源管理系統(tǒng)方案選擇43.1.2電源管理系統(tǒng)電路設(shè)計53.2 GSM移動通信系統(tǒng)設(shè)計63.2.1 GSM移動通信方案選擇及論證63.2.2 GSM移動通信電路設(shè)計63.2.3 GSM移動通信電路功能測試73.3 HC-05藍(lán)牙通信系統(tǒng)設(shè)計93.3.1藍(lán)牙型號的選取及論證93.3.2 藍(lán)牙通信電路設(shè)計93.3.3藍(lán)牙模塊功能測試103.3.4藍(lán)牙模塊與手機(jī)藍(lán)牙之間的設(shè)置與匹配113.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計133.4.1系統(tǒng)單片機(jī)型號的選擇與論證133.4.2系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計133.4.3

7、系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路測試153. 數(shù)字傳感器監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計153.5.1 溫度傳感器的選型及硬件電路設(shè)計153.5.2濕度傳感器的選型及硬件電路設(shè)計163.5.3 CO等有害氣體檢測電路設(shè)計17第四章 智能家居系統(tǒng)軟件設(shè)計194.1系統(tǒng)軟件編程環(huán)境介紹19參考文獻(xiàn)20致 謝21智能家居系統(tǒng)設(shè)計第一章 引 言微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展將人類社會帶入了一個電子信息世界，各種電子控制系統(tǒng)應(yīng)用于生活的每一個角落。其中居住環(huán)境的智能化、人性化已經(jīng)越來越受到青睞，電子科技的發(fā)展已經(jīng)極大的便利了人們的生活，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居已經(jīng)逐步在高端住宅場合得到了推廣和應(yīng)用并取得了一致的好評。隨著各式

8、各樣的傳感器的出現(xiàn)以及價格的逐步降低，傳感技術(shù)的應(yīng)用逐漸成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，從航天科技到工業(yè)控制再到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居家生活隨處都可見其蹤影。由于傳感器能將各種物理量，如溫度、濕度、氣體濃度、氣體特性等轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀晃⑻幚砥髯R別的電信號，這樣微處理器就能對這些相應(yīng)的物理量進(jìn)行相應(yīng)的判斷和處理，進(jìn)而實現(xiàn)室內(nèi)各項環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到環(huán)境參數(shù)不適合居住的情況下及時提醒住戶，由此可以大大降低由于室內(nèi)環(huán)境不易居住給人們帶來的健康隱患。隨著人們生活水平的提高，越來越多的家用電器被放置到自己的居住空間里面，家電的應(yīng)用使人們生活水平得到完善，但是家電占用了較多的居住空間的同時，也為操作帶了了一定的麻煩，或

9、許你還在為一堆遙控器中找你要的那個的時候，在高端住宅的人們已經(jīng)在用自己的智能手機(jī)來隨意的開啟自己的家電了。有了藍(lán)牙遙控技術(shù)，所有的家電遙控器都可以扔到一邊了，手機(jī)藍(lán)牙遙控不僅節(jié)約了給遙控器更換電池所耗費的成本和時間，同時也使操作的便利性得到很大的提高。綜合各個方面，本文利用單片機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)，手機(jī)藍(lán)牙通信技術(shù)與移動通信技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了一套智能家居系統(tǒng)。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，無線傳輸，單片機(jī)控制模塊，顯示模塊等四大部分組成。本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉，控制靈活，應(yīng)用性比較強。因此，不僅在市場推廣上有顯著的實際意義，在學(xué)術(shù)研究上也有一定的教學(xué)與教育意義。 第二章 智能家居的概念及組成

10、2.1智能家居的概念20世紀(jì)80年代初，隨著大量采用電子技術(shù)的家用電器面市，住宅電子化（HE,Homen Electronics）出現(xiàn)。80年代中期，將家用電器、通信設(shè)備與安保防災(zāi)設(shè)備各自獨立的功能綜合為一體后，形成了住宅自動化概念（HA,Home Automation）。80年代末，由于通信與信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了對住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備通過總線技術(shù)進(jìn)行監(jiān)視、控制與管理的商用系統(tǒng)，這在美國稱為Smart Home，也就是現(xiàn)在我們所說的智能家居系統(tǒng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居已經(jīng)成為當(dāng)前的一個前言課題，智能家居的應(yīng)用將帶來一場家庭居住環(huán)境向智能化的飛躍。智能家居的應(yīng)

11、用將為居住的生活環(huán)境帶來極大的便利性與舒適性。2.2智能家居的組成及框圖2.2.1系統(tǒng)主要組成系統(tǒng)主要有以下部分組成：1）STC12C5A60S2單片機(jī)，單片機(jī)為整個系統(tǒng)的控制核心，單片機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收處理以及遙控指令的發(fā)出，STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)置8路AD以及2路串口，有效的使外圍設(shè)計電路得到簡化。2）DS18B20溫度傳感器、DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集溫度范圍-30°-125°采集溫度范圍廣，和單片機(jī)直接單總線數(shù)據(jù)傳輸，電路簡單成本低。3）DHT11濕度傳感器、DHT11負(fù)責(zé)環(huán)境濕度的采集，和單片機(jī)之間單總線數(shù)據(jù)傳輸，濕度測量范圍20%-90%。4）MQ

12、-2煙霧傳感器、MQ-2煙霧監(jiān)測傳感器模塊采集室內(nèi)易燃?xì)怏w及煙霧濃度值，煙霧傳感器需接單片機(jī)AD端口，單片機(jī)對采集到的模擬電壓值實現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換。5）HC-05藍(lán)牙模塊，HC-05藍(lán)牙模塊采用目前市場主流的藍(lán)牙2.0模塊，實現(xiàn)和手機(jī)藍(lán)牙的通信。6）SIM900A移動GSM通信模塊，SIM900A實現(xiàn)手機(jī)短信的發(fā)送。7）4路繼電器開關(guān)，繼電器開關(guān)控制4路LED燈來模擬家電的控制8）LCD12864液晶顯示器，液晶顯示溫度、濕度、煙霧濃度以及4路家用電器的開啟和關(guān)閉的狀態(tài)。2.2.2系統(tǒng)組成框圖系統(tǒng)組成框圖如圖2-1所示：LCD12864液晶顯示屏STC12C5A60S2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路DS18B2

13、0溫度傳感器手機(jī)藍(lán)牙模塊DHT11濕度傳感器4路繼電器開關(guān)MQ-2煙霧監(jiān)測傳感器GSM報警模塊電路HC-05藍(lán)牙模塊圖2-1系統(tǒng)硬件組成框圖第三章 智能家居系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1電源管理系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)電源設(shè)計是整個設(shè)計開始前，首先要解決的問題，一個電源設(shè)計的好壞直接決定整個設(shè)計的成敗，一個系統(tǒng)電源的設(shè)計不僅要考慮系統(tǒng)的電壓是否達(dá)到系統(tǒng)的要求，還要考慮系統(tǒng)電源的功耗問題，如果電源輸出帶載能力不足，會造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)的情況出現(xiàn)，同時電源設(shè)計還要考慮到濾波和散熱問題。3.1.1電源管理系統(tǒng)方案選擇結(jié)合所學(xué)電路基礎(chǔ)知識，通過查找相關(guān)資料和可行性論證，系統(tǒng)電源電路可通過以下方案來實現(xiàn)系統(tǒng)對電源性能要求的指標(biāo)，

14、各方案介紹如下所述。方案一：直接采用干電池供電，目前市場上干電池多為單節(jié)1.5V，如果要滿足單片機(jī)對工作電壓的要求，需要3-4節(jié)干電池串聯(lián)后給系統(tǒng)來供電，采用干電池供電優(yōu)點是：體積小移動方便，當(dāng)電池電量不足時候容易更換，不足之處是續(xù)航能力較差，電量較低的時候會出現(xiàn)功耗不足，造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)，綜上采用干電池給系統(tǒng)供電不是一個完美的設(shè)計方案。方案二：采用電腦usb接口給系統(tǒng)供電，由于電腦usb接口輸出電壓為直流5V電壓，可以滿足單片機(jī)對工作電壓的要求，同時程序調(diào)試需要采用電腦軟件編程下載，采用usb給系統(tǒng)供電也較為方便，usb供電外圍電路相對簡單，設(shè)計成本較低，不足之處是usb端口驅(qū)動

15、能力較弱，如果設(shè)備擴(kuò)展功能較多的話，usb輸出的電流將達(dá)不到系統(tǒng)對功耗的要求，采用usb作為整個系統(tǒng)的電源輸出不利于系統(tǒng)后期功能的擴(kuò)展。方案三：采用開關(guān)電源給系統(tǒng)供電，開關(guān)電源效率高，功耗足，完全可以滿足系統(tǒng)對電源功耗的要求，不足之處是開關(guān)電源電路設(shè)計較為復(fù)雜，設(shè)計成本較高，由于mos管處于高頻工作狀態(tài)下，系統(tǒng)高頻干擾較難處理，高頻干擾容易對單片機(jī)造成干擾，同時開關(guān)電源散熱較難處理。方案四：采用直流電源同時增加LDO電源管理芯片進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)壓，由于系統(tǒng)單片機(jī)需要直流5V電壓供電，藍(lán)牙模塊需要3.3V直流電源供電，因而系統(tǒng)采用單一的電源不能同時滿足單片機(jī)和藍(lán)牙模塊的電壓需求，系統(tǒng)電源管理電路需要

16、增加5V和3.3V的電壓管理芯片，系統(tǒng)采用直流9V供電，5V電壓輸出采用LM7805穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后輸出給單片機(jī)及板上的5V電壓系統(tǒng)供電，3.3V的電壓采用RT9193-3.3V穩(wěn)壓輸出給系統(tǒng)的HC-05藍(lán)牙模塊供電。鑒于以上幾種電源管理方案的綜合比較，系統(tǒng)采用方案四作為整個系統(tǒng)的電源管理系統(tǒng)電路方案設(shè)計。3.1.2電源管理系統(tǒng)電路設(shè)計系統(tǒng)電源管理系統(tǒng)電路主要包括5V穩(wěn)壓輸出電路，5V轉(zhuǎn)3.3V穩(wěn)壓電路，電源濾波電路和電源輸出指示電路。系統(tǒng)9V轉(zhuǎn)直流5V電壓部分電路如圖3-1所示，5V轉(zhuǎn)3.3V穩(wěn)壓電路如圖3-2所示。圖3-1系統(tǒng)電源管理電路圖3-2 系統(tǒng)電源管理電路圖3-1為系統(tǒng)5V輸出電壓管

17、理電路，其中J1為DC005電源輸入接口，用于鏈接DC9V直流電源，SW為系統(tǒng)電源開關(guān)，用于控制整個系統(tǒng)的電源的開啟與關(guān)閉，C0為電解電容，一般取值在220uf到680uf之間，此 電解電容是用于濾除電源線上存在的高頻干擾，U1為三端穩(wěn)壓芯片LM7805，LM7805輸入電壓范圍在7-16V情況下，穩(wěn)定輸出直流5V電壓，輸出穩(wěn)定度在5V正負(fù)0.05mv的波動內(nèi)變化，能夠很好的保證單片機(jī)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，電容C1和C2分別用于濾除輸出電壓上存下的低頻干擾和高頻干擾，LED為電源指示燈，當(dāng)系統(tǒng)電源輸出正常的情況下LED燈點亮，電阻R1為1K阻值的限流電阻，保證LED在允許的工作電流下工作，避免LE

18、D被電流過高造成的損壞。圖3-2為系統(tǒng)5V轉(zhuǎn)3.3V電源管理電路，VCC為5V電壓輸入，C1為濾波電容，U5為RT9193-3.3V穩(wěn)壓芯片，U5的第5腳為3.3V電壓輸出，C13和C14為輸出電壓濾波電容，分別用于濾除高頻和低頻干擾，C12為LDO電源芯片的啟動電容。3.2 GSM移動通信系統(tǒng)設(shè)計3.2.1 GSM移動通信方案選擇及論證目前市場上GSM移動通信模塊常用的有西門子公司的TC35i，華為的GTM900B，希姆通的SIM900系列，幾種GSM模塊價格相差不大，功能也均可滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求，以下對以上三種方案的選擇進(jìn)行論證比較，最終選擇其中的一種方案作為系統(tǒng)GSM通信的最終方案。方案

19、一：采用西門子公司生產(chǎn)的TC35i作為系統(tǒng)GSM移動通信模塊，西門子TC35系列的TC35i是西門子推出的無線模塊，功能上與TC35兼容，設(shè)計緊湊，大大縮小了用戶產(chǎn)品的體積。TC35i與GSM 2/2+兼容、雙頻(GSM900/GSMl800)、RS232數(shù)據(jù)口、符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計，TC35i不足之處為市場上較難買到，市場上現(xiàn)有的基本為二手拆機(jī)模塊，穩(wěn)定性存在一定的隱患，同時模塊接口為非標(biāo)準(zhǔn)接口模式，電

20、路連接較為麻煩，從在靠操作性及穩(wěn)定性上考慮，TC35i不是最好的選擇。方案二：采用華為公司生產(chǎn)的GTB900B移動通信模塊，其工作頻段 EGSM900/GSM1800 雙頻 最大發(fā)射功率 EGSM900/GT800 Class4(2W) ，華為GTM900B是TC35i的很好的替代品，在功能上完全可以媲美TC35i模塊，唯一不足的是GTM900B模塊接口依然采用非標(biāo)準(zhǔn)的接線方式，這樣不便于電子設(shè)計的DIY制作，在硬件接線上存在較大的難度，非專業(yè)人員焊接的成功率較低。方案三：SIM900A 是SIMCom公司推出新款緊湊型產(chǎn)品，它屬于雙頻GSM/GPRS模塊，完全采用SMT標(biāo)準(zhǔn)封裝形式

21、，從而極大的方便了設(shè)計開發(fā)人員的前期設(shè)計，SIM900A僅適用于中國市場，其性能穩(wěn)定，外觀精巧，性價比高，能滿足當(dāng)前GSM開發(fā)的多種需求。SIM900A采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，工作頻率為GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz，可以低功耗實現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸。另外，SIM900A的尺寸大小為24x24x3mm，能適用于M2M應(yīng)用中的各類設(shè)計需求，尤其適用于緊湊型產(chǎn)品設(shè)計。鑒于以上三種方案的優(yōu)缺點，綜合標(biāo)價論證后，系統(tǒng)設(shè)計采用方案三作為系統(tǒng)GSM移動通信方案。3.2.2 GSM移動通信電路設(shè)計GSM移動通信模塊采用SIM900A作為控制核心，加以外圍輔助電路實現(xiàn)系統(tǒng)

22、短信的收發(fā)功能，系統(tǒng)電路圖如圖3-3所示。圖3-3 SIM900A GSM通信模塊電路圖圖3-3所示，U7為SIM900A核心模塊，J6為SMA天線接口，用于接棒狀天線，KEY1為開機(jī)啟動按鍵，模塊也可以通過軟件程序啟動，SIM-PKEY接單片機(jī)IO口即可通過高低電平來控制模塊的開啟，LED1為模塊工作電源指示燈，LED2為開機(jī)信號指示燈，當(dāng)按下開機(jī)鍵后，LED2以較高的閃爍頻率閃爍，當(dāng)搜索到移動基站信號后LED2會改變閃爍頻率，當(dāng)我們看到LED2以亮60ms滅3000ms的頻率閃爍的時候代表模塊已經(jīng)啟動正常，可以正常收發(fā)短信了或者撥打電話了。U8為SIM卡接口，J5為外接單片機(jī)的引腳端口，用

23、于和單片機(jī)控制部分相連接。3.2.3 GSM移動通信電路功能測試GSM移動通信模塊設(shè)計完成后，首先需要保證模塊工作正常，在模塊安裝到系統(tǒng)中之前首先要通過串口調(diào)試助手測試模塊收發(fā)短信和撥打電話是否正常，具體測試方法如下所述。當(dāng)模塊焊接完成后，我們通過串口調(diào)試助手SSCOM來測試一下，首先打開串口調(diào)試助手sscom33.exe，選擇正確的COM號（連接到ATK-SIM900A模塊的COM端口），然后設(shè)置波特率為115200，勾選發(fā)送新行（必選即sscom自動添加回車換行功能），然后發(fā)送AT到ATK-SIM900A模塊，具體操作如圖3-4所示：圖3-4 GSM模塊功能測試界面上圖中，我們發(fā)送了2次A

24、T指令，第一次看到有亂碼，這是因為模塊上電后，還沒有實現(xiàn)串口同步，在收到第一次數(shù)據(jù)(不一定要AT指令)后，模塊會自動實現(xiàn)串口同步（即自動識別出了通信波特率），后續(xù)通信就不會出現(xiàn)亂碼了。因為SIM900A具有自動串口波特率識別功能（識別范圍：波特率1200115200），所以我們的電腦(或設(shè)備)可以隨便選擇一個波特率（不超過識別范圍即可），來和模塊進(jìn)行通信，這里我們選擇最快的115200。從圖3-4可以看出，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以和SIM900A模塊進(jìn)行通信了，我們通過發(fā)送不同的AT指令，就可以實現(xiàn)對SIM900A的各種控制了。SIM900A模塊提供的AT命令包含符合GSM07.05、GSM07.07

25、和ITU-T Recommendation V.25ter的指令，以及SIMCOM自己開發(fā)的指令。接下來我們介紹幾個常用的AT指令的測試：1， AT+CPIN？該指令用于查詢SIM卡的狀態(tài)，主要是PIN碼，如果該指令返回：+CPIN:READY，則表明SIM卡狀態(tài)正常，返回其他值，則有可能是沒有SIM卡。2， AT+CSQ該指令用于查詢信號質(zhì)量，返回SIM900A模塊的接收信號強度，如返回：+CSQ: 24,0，表示信號強度是24（最大有效值是31）。如果信號強度過低，則要檢查天線是否接好了？3， AT+COPS?該指令用于查詢當(dāng)前運營商，該指令只有在連上網(wǎng)絡(luò)后，才返回運營商，否則返回空，如返

26、回：+COPS:0,0,"CHINA MOBILE"，表示當(dāng)前選擇的運營商是中國移動。4， AT+CNUM該指令用于查詢本機(jī)號碼，必須在SIM卡在位的時候才可查詢，如返回：+CNUM: "","quot;,129,7,4，則表明本機(jī)號碼為3.3 HC-05藍(lán)牙通信系統(tǒng)設(shè)計3.3.1藍(lán)牙型號的選取及論證目前市場上主流的藍(lán)牙為2.0的藍(lán)牙模塊，同時市場上基于安卓系統(tǒng)的藍(lán)牙手機(jī)也均采用藍(lán)牙2.0作為藍(lán)牙通信設(shè)備，目前只有蘋果操作系統(tǒng)的手機(jī)和個別的高端手機(jī)上面采用藍(lán)牙4.0的藍(lán)牙接口，考慮到通用性和兼容

27、性，系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙2.0模塊作為系統(tǒng)藍(lán)牙的設(shè)計方案。常用的藍(lán)牙2.0標(biāo)準(zhǔn)的模塊有HC-05和HC-06兩種，下面通過對兩種藍(lán)牙模塊的介紹和對比論證，選擇其中一款藍(lán)牙模塊作為系統(tǒng)的藍(lán)牙通信設(shè)計方案。方案一：采用HC-05藍(lán)牙模塊，HC-05藍(lán)牙模塊是一款高性能的藍(lán)牙主從一體串口通信模塊，它可以和多種帶藍(lán)牙功能的電腦、手機(jī)、PAD等智能終端進(jìn)行配對，該模塊支持非常寬的波特率范圍：4800-1382400，并且可兼容5V和3.3V單片機(jī)系統(tǒng)，使用方便連接靈活具有較高的性價比，同時HC-05為工業(yè)級產(chǎn)品，性能穩(wěn)定、可靠性較高。方案二：采用HC-06藍(lán)牙模塊，HC-06藍(lán)牙為從設(shè)備，他可以與其它2.

28、0標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙設(shè)備之間進(jìn)行通信，但是它只能作為從設(shè)備，沒法充當(dāng)主設(shè)備來使用，同時HC-05為普通消費級別的芯片，在可靠性和穩(wěn)定性上比HC-05稍差一些，優(yōu)點是價格相比HC-05較低，在一些低端的應(yīng)用場合已經(jīng)對成本控制要求較高的場合應(yīng)用較為普及。通過對上述兩種方案的比較，由于系統(tǒng)藍(lán)牙通信作為整個系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，充分考慮到穩(wěn)定度的要求，系統(tǒng)最終采用HC-05藍(lán)牙模塊作為系統(tǒng)藍(lán)牙通信設(shè)計的方案選擇。3.3.2 藍(lán)牙通信電路設(shè)計系統(tǒng)藍(lán)牙通信電路采用HC-05模塊作為核心，加以外圍電路完成系統(tǒng)藍(lán)牙通信電路的設(shè)計，藍(lán)牙部分電路設(shè)計如圖3-5所示。圖3-5 藍(lán)牙遙控通信部分電路如圖3-5所示，U6為

29、系統(tǒng)藍(lán)牙通信模塊HC-05模塊，二極管D5、D6和電阻R10、R11組成電平轉(zhuǎn)換電路以保證系統(tǒng)可以同時在5V和3.3V的電壓下工作，D7為藍(lán)牙模塊工作狀態(tài)指示燈，其工作狀態(tài)有以下三種：一，在模塊上電的同時把BS-KEY引腳設(shè)置為高電平（或接到VCC）此時D7以亮一秒滅一秒的頻率慢閃，模塊進(jìn)入AT狀態(tài)，此時波特率為固定的38400。二，在模塊上電的同時把BS-KEY引腳設(shè)置為低電平（或接地），此時D7以一秒閃爍2次的頻率快閃，表示模塊進(jìn)入可配對狀態(tài)，如果此時再將BS-KEY引腳電平置高，模塊會進(jìn)入AT狀態(tài)，但是D7的閃爍頻率不變。三，模塊配對成功，此時D7雙閃，一次閃2下，2秒閃一次。系統(tǒng)有了D

30、7指示燈就能夠很直觀的判斷模塊的當(dāng)前狀態(tài)，方便使用。3.3.3藍(lán)牙模塊功能測試藍(lán)牙模塊電路設(shè)計焊接好后，為了保證模塊能夠正常使用，首先要測試一下藍(lán)牙模塊收發(fā)功能是否正常，具體測試過程如下所述。首先HC-05模塊通過usb轉(zhuǎn)TTL模塊連接到電腦串口，連接方式如圖3-6所示。圖3-6藍(lán)牙模塊與TTL模塊接線方式圖HC-05模塊出廠設(shè)置為從模式，所以發(fā)送AT+ROLE？得到的返回值為+ROLE：0，發(fā)送AT+ROLE=1即可設(shè)置模塊為主機(jī)，若返回值為OK應(yīng)答則模塊設(shè)置成功，注意串口調(diào)試助手要勾選發(fā)送新行，這樣就能自動發(fā)送回車了，具體操作界面如圖3-7所示。圖3-7 藍(lán)牙模塊測試操作界面圖3.3.4藍(lán)

31、牙模塊與手機(jī)藍(lán)牙之間的設(shè)置與匹配系統(tǒng)HC-05藍(lán)牙模塊設(shè)置為從設(shè)備，手機(jī)藍(lán)牙為主設(shè)備，當(dāng)手機(jī)安裝好藍(lán)牙串口助手后，打開藍(lán)牙調(diào)試助手界面，搜索藍(lán)牙設(shè)備，然后選擇鍵盤模式，設(shè)置鍵盤指令即可，具體操作過程可以參考圖3-8。圖3-8藍(lán)牙配對操作演示過程圖3.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計3.4.1系統(tǒng)單片機(jī)型號的選擇與論證單片機(jī)為整個系統(tǒng)的控制核心，選擇一款合適的單片機(jī)對整個系統(tǒng)設(shè)計的成功與否起著至關(guān)重要的作用，目前市場上單片機(jī)種類型號千差萬別，從基礎(chǔ)的8位單片機(jī)到高端的64位單片機(jī)，價格從幾元到上百元不等，如此眾多的單片機(jī)，如何才能選擇一款適合本設(shè)計的型號呢？首先要從設(shè)計的功能上著手，由于系統(tǒng)功能相對較少，

32、只是實現(xiàn)SF6氣體濃度的測試，因而不需要選擇引腳多的太高端的單片機(jī)；其次要考慮到設(shè)計的成本要求，目前市場上8位單片機(jī)相比16位以上單片機(jī)具有很好的價格優(yōu)勢，考慮到8位單片機(jī)完全能夠達(dá)到設(shè)計的功能要求，因而本設(shè)計首選單片機(jī)是8位單片機(jī)；最后還需要考慮到單片機(jī)在設(shè)計過程中程序編譯調(diào)試的可操作性以及實用性，鑒于以上各種原因考慮，本設(shè)計最終選擇市場上較為普及的8位單片機(jī)作為系統(tǒng)的單片機(jī)，具體型號選擇宏晶科技生產(chǎn)的STC12C5A60S2單片機(jī)，此單片機(jī)內(nèi)置了8位AD，無需再外接其它AD模塊，使整個外圍電路設(shè)計得到很大的簡化，同時也使設(shè)計成本得到了降低。3.4.2系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)

33、電路為整個系統(tǒng)的控制核心，用于控制這個系統(tǒng)的正常運行，單片機(jī)最小系統(tǒng)電路主要有STC12C5A60S2單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路組成，此部分電路圖如圖3-9所示。圖3-9 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖系統(tǒng)主控電路由單片機(jī)、時鐘振蕩電路與復(fù)位電路組成。STC12C5A60S2中有一個構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和 XTAL2分別是該放大器的輸入和輸出端，用于外接晶體振蕩器，Y1為11.0592M的晶體振蕩器，選擇11.0592M是為了便于計算單片機(jī)運行的周期，Y1兩端的電容 C2，C3 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。電容C2和C3應(yīng)選擇瓷片電容，至于點熱鬧過容值的大小沒有嚴(yán)

34、格的限定，只是電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度的穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，推薦電容使用30pF士l0pF。STC12C5A60S2單片機(jī)為高電平復(fù)位使能，在單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計中需要保證上電的時候能夠復(fù)位單片機(jī)，同時當(dāng)系統(tǒng)運行 過程中出現(xiàn)出現(xiàn)跑飛或者進(jìn)入死循環(huán)的時候能夠通過相應(yīng)的按鍵實現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位，因而單片機(jī)復(fù)位需要有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種復(fù)位方式，復(fù)位電路設(shè)計如圖3-1所示，其中 S1為復(fù)位按鍵。上電復(fù)位的工作原理為：通電時，電容兩端相當(dāng)于短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容C1充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即

35、為低電平，單片機(jī)開始正常工作；按鍵復(fù)位的工作原理為：當(dāng)S1被按下后，電容C1迅速放電,使RST引腳為高電平，從而實現(xiàn)復(fù)位。當(dāng)S1彈起后，電源通過10K的電阻放電，電平變?yōu)榈碗娖剑瑥?fù)位停止。3.4.3系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路測試單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計完成后，首先要驗證一下最小系統(tǒng)電路是否能夠工作，首先要保證晶振正常起震，檢測晶振起震可以用示波器觀察晶振引腳的輸出波形，觀察是否有震蕩波形輸出，如果晶振起震，最小系統(tǒng)基本就可以工作了，然后單片機(jī)置入相應(yīng)的IO 端口控制程序，此時可以控制一個簡單的燈的亮滅來驗證程序是否正常運行。除此之外還有驗證最小系統(tǒng)的復(fù)位電路是否能夠起到正常復(fù)位的功能。3. 數(shù)字傳感

36、器監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)傳感器監(jiān)測部分主要包括DS18B20溫度監(jiān)測傳感器、DHT11濕度監(jiān)測傳感器、MQ-2煙霧監(jiān)測傳感器，各部分介紹如下所述。3.5.1 溫度傳感器的選型及硬件電路設(shè)計早期常見的溫度控制系統(tǒng)多數(shù)是模擬電路設(shè)計，主要是使用熱敏電阻或使用鉑電阻，或使用熱電偶等，其溫度控制的準(zhǔn)確度和精確度都不太好。如今，數(shù)字技術(shù)高速發(fā)展，早先的溫度控制系統(tǒng)也被基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品所替代。其中溫度傳感器DS18B20應(yīng)用非常廣泛，它在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面有很大的改進(jìn)。而隨著高性能和低成本的單片機(jī)的不斷發(fā)展，新式無線溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，它的功能強大，體積小，重量輕，靈

37、活耐用，備受大家青睞。因此，本系統(tǒng)選用的是美國DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20 溫度傳感器。選用該傳感器的原因有：DS18B20與微處理器僅需要一條線即可實現(xiàn)雙向通訊，簡化連接難度;無需其他的AD轉(zhuǎn)化器件，降低成本，也減少了硬件制板的費用;可供使用電壓范圍大：3.0V到5.5V都可以使用，器件的功耗較低;測溫分辨率高，最高可達(dá)0.125度，便于溫度精確控制。溫度測量部分電路如圖3-10所示。圖3-10溫度測量部分電路圖圖3-10中DQ1接單片機(jī)的IO端口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信，R2為10K的上拉電阻，當(dāng)接51單片機(jī)的P0口時此上拉電阻必須要接，如果接其它單片機(jī)IO口的話此上拉電阻可以不接，

38、因為單片機(jī)的其它IO口有內(nèi)置的上拉電阻。3.5.2濕度傳感器的選型及硬件電路設(shè)計濕度傳感器采用DHT11單總線數(shù)字型傳感器，DHT11 是瑞士Sensirion 公司推出的基于CMOSens 技術(shù)的新型溫濕度傳感器。它是一種全新的基于智能傳感器設(shè)計理念的新型傳感器，該傳感器將溫度、濕度傳感器、信號調(diào)理、數(shù)字變換、串行數(shù)字通信接口、數(shù)字校準(zhǔn)全部集成到一個高集成度、體積極小的芯片當(dāng)中，利用它可以同時測量目標(biāo)對象的溫度和濕度，并實現(xiàn)數(shù)字式輸出。在現(xiàn)代工業(yè)中，利用微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的工業(yè)控制越來越廣泛。特別是由于傳輸距離、現(xiàn)場狀況等諸多可能出現(xiàn)的因素的影響，微控制器與傳感器之間的通訊數(shù)據(jù)常會發(fā)生無法

39、預(yù)測的錯誤。為了防止錯誤所帶來的影響, 在數(shù)據(jù)的接收端必須進(jìn)行差錯校驗。本文基于溫濕度內(nèi)漏檢測系統(tǒng)而編寫的傳感器DHT11和微控制器之間的串行通訊系統(tǒng),介紹了一種軟件差錯校驗方案循環(huán)冗余校驗法,克服了傳統(tǒng)差錯檢驗法對數(shù)據(jù)行或列的偶數(shù)個錯誤不敏感、漏判概率高等缺點，使校驗過程既簡單實用又成本低廉。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括了相對濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14位A/D轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)存儲器（E2PROM）、隨機(jī)存取存儲器（RAM）、狀態(tài)寄存器、循環(huán)冗余校驗碼（CRC）寄存器、單總線接口、控制單元、加熱器及低電壓檢測電路。工作原理：該傳感器的測量原理是首先利用兩只傳感器分別產(chǎn)生相對濕度或溫度的信號，然后經(jīng)過

40、放大，分別送至A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、校準(zhǔn)和糾錯，最后通過單總線接口將相對濕度或溫度的數(shù)據(jù)送至微控器9。濕度測量電路如圖3-11所示。圖3-11 DHT11濕度采集電路DHT11第一腳接VCC，第二腳接單片機(jī)IO引腳實現(xiàn)和單片機(jī)之間的通信，第三腳為空接引腳，懸空即可，第四腳接GND。3.5.3 CO等有害氣體檢測電路設(shè)計CO等有害氣體及煙霧的檢測采用氣敏型模擬輸出傳感器，MQ-2以其應(yīng)用廣價格低，方案成熟的得到了很廣泛的應(yīng)用，本設(shè)計氣體采集電路也采用MQ-2實現(xiàn)，MQ-2的工作原理如下所述。MQ-2為載體催化燃燒式傳感元件，屬氣敏熱效應(yīng)傳感器。其特點是體積小、結(jié)構(gòu)簡單，功耗低、性能較穩(wěn)定及使

41、用壽命長。目前以成為國內(nèi)外檢測易燃易爆氣體的主要傳感元件，特別是我國和英、日、美諸國應(yīng)用尤為廣泛3。載體熱催化元件的結(jié)構(gòu)如圖3-12所示：圖3-12 載體熱催化元件結(jié)構(gòu)圖（1）催化劑。載體表面涂渡一層黑色鉑族金屬元素（如：鉑、鈀、銠等）。沼氣與氧氣在催化劑的作用下，產(chǎn)生強烈的氧化還原反應(yīng)，俗稱無焰燃燒。（2）載體。鉑絲線圈被型氧化鋁（型氧化鋁的熔點(2288K)和硬度(8.8)都很高）包圍，這個氧化物體稱載體。 載體澆注成均勻的多孔體，它不僅牢固的固定鉑絲線圈，多孔表面還可以提高催化劑反應(yīng)效果，提高催化劑的活性和提高抗毒性能。（3）鉑絲線圈。鉑絲線圈是元件的骨架，是一只用鉑絲繞制的小螺旋線圈，

42、正常工作時通過一個100200mA左右的電流，加熱催化劑，使催化劑達(dá)到起燃溫度，同時，又可利用鉑絲電阻值催化劑溫度而改變的性質(zhì)，測出鉑絲電阻增量。MQ-2傳感器采集電路如圖3-13所示。圖3-13 MQ-2氣體檢測電路圖圖3-13中U10為比較器LM393，比較器的作用是，當(dāng)采集到的濃度值高于設(shè)定的閥值的時候使輸出電平發(fā)生跳變，這樣當(dāng)系統(tǒng)單片機(jī)不具備AD轉(zhuǎn)換的時候可以通過監(jiān)測這個電平的跳變來判斷氣體的濃度值，可調(diào)電位器R18為氣體采集靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕，通過電位器的調(diào)節(jié)可以改變對氣體感應(yīng)的靈敏狀況。3.6 家電控制電路設(shè)計系統(tǒng)家電控制電路采用4路繼電器控制實現(xiàn)，4路繼電器分別控制空調(diào)開關(guān)、冰箱開關(guān)

43、、電視開關(guān)以及大門的開關(guān)。繼電器控制電路采用弱電控制強電的工作原理，單片機(jī)通過控制繼電器的斷開和吸合來控制外接家電的通斷，具體控制電路如圖3-14所示。圖3-14 系統(tǒng)家電控制電路圖如圖3-14所示，P14-P17分別接到單片機(jī)的IO口上，當(dāng)單片機(jī)輸出低電平的時候繼電器吸合，外部接家電的開關(guān)吸合接通，家電啟動工作；當(dāng)單片機(jī)輸出高電平的時候三極管斷開，繼電器外部開關(guān)斷開，外接的家電停止工作。考慮到實際的可操作性，以及能夠直觀的分辨出繼電器開發(fā)的接通和斷開，外部家電采用LED燈的亮滅來替代，當(dāng)對應(yīng)家電的LED燈點亮代表對應(yīng)家電電源接通，家電處于工作狀態(tài)，當(dāng)對應(yīng)的LED燈熄滅代表對應(yīng)的家電電源開關(guān)斷

44、開，家電停止工作。第四章 智能家居系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)軟件編程環(huán)境介紹系統(tǒng)軟件設(shè)計采用C語言編程，編譯環(huán)境為keil。keil c51 是美國Keil Software 公司出品的51 系列兼容單片機(jī)C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，和匯編相比，C 在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil c51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到keil c51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。Keil C51 可

45、以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE 本身或其它編輯器編輯C 或匯編源文件，然后分別有C51 及A51 編輯器編譯連接生成單片機(jī)可執(zhí)行的二進(jìn)制文件（.HEX），然后通過單片機(jī)的燒寫軟件將HEX 文件燒入單片機(jī)內(nèi)。軟件主要三個方面：一是初始化系統(tǒng)；二是數(shù)據(jù)采集；三是數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行顯示。這三個方面的操作分別在主程序中來進(jìn)行。程序采用模塊化的結(jié)構(gòu)，這樣程序結(jié)構(gòu)清楚，易編程和易讀性好，也便于調(diào)試和修改。4.2系統(tǒng)主程序流程圖系統(tǒng)主程序主要包括系統(tǒng)的初始化、數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)的顯示以及輸出控制等，系統(tǒng)主程序流程圖如圖4-1所示。開始控制繼電器信號輸出判斷是否接收

46、到藍(lán)牙開關(guān)指令？更新當(dāng)前顯示狀態(tài)蜂鳴器報警輸出GSM模塊發(fā)送報警短信判斷環(huán)境參數(shù)采集值是否超限？啟動溫度、濕度、CO采集環(huán)境參數(shù)以及家電狀態(tài)顯示系統(tǒng)初始化圖4-1 系統(tǒng)主程序流程下圖系統(tǒng)主程序流程如圖4-1所示，當(dāng)系統(tǒng)上電后首先完成各個組件的初始化，一個系統(tǒng)的初始化是程序運行必不可少的環(huán)節(jié)，系統(tǒng)初始化部分主要包括：單片機(jī)初始化、液晶顯示才初始化、各種傳感器初始化、藍(lán)牙模塊初始化、控制輸出的初始化等；初始化完成以后系統(tǒng)首先要啟動各種傳感器開始采集環(huán)境參數(shù)，并通過單片機(jī)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示；在數(shù)據(jù)采集顯示的同時，系統(tǒng)應(yīng)同時判斷這些環(huán)境參數(shù)是否超限，如果超限，系統(tǒng)應(yīng)立即執(zhí)行蜂鳴器報警輸出已經(jīng)G

47、SM短信報警指令發(fā)送；在以上程序的執(zhí)行運行過程中，如果系統(tǒng)接收到手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送的遙控指令，整個系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)通過中斷函數(shù)進(jìn)入家電控制程序當(dāng)中，實現(xiàn)家電開關(guān)的控制功能。4.3系統(tǒng)子程序流程介紹系統(tǒng)子程序主要包括環(huán)境參數(shù)采集子程序、藍(lán)牙遙控子程序、GSM短信發(fā)送子程序幾部分組成，下面對以上子程序一一進(jìn)行分析。4.3.1環(huán)境參數(shù)采集子程序環(huán)境參數(shù)采集主要包括溫度、濕度和一氧化碳?xì)怏w濃度的采集，此部分程序流程圖如圖4-2所示。開始?xì)怏w傳感器初始化濕度傳感器初始化DS18B20溫度傳感器初始化數(shù)據(jù)的AD轉(zhuǎn)換讀DHT11地址讀DS18B20地址讀DHT11數(shù)據(jù)讀DS18B20數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)，數(shù)據(jù)顯示輸出圖4-2

48、環(huán)境參數(shù)采集子程序4.3.2藍(lán)牙遙控子程序藍(lán)牙遙控子程序主要完成手機(jī)藍(lán)牙與系統(tǒng)HC-05藍(lán)牙模塊之間的串行通信，手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送指令，系統(tǒng)HC-05藍(lán)牙模塊接收指令并通過 串行通信的方式傳輸給單片機(jī)系統(tǒng)。此部分程序流程圖如圖4-3所示。開始初始化藍(lán)牙模塊藍(lán)牙模塊主從設(shè)置手機(jī)藍(lán)牙指令發(fā)送HC-05藍(lán)牙是否接收手機(jī)發(fā)送的藍(lán)牙指令？通過串口發(fā)送給單片機(jī)指令單片機(jī)完成指令操作4.3.3 GSM短信發(fā)送子程序開始開機(jī)啟動GSM模塊延時等待判斷是否滿足短信發(fā)送條件？發(fā)送短信報警信息到預(yù)設(shè)的號碼第五章 系統(tǒng)的組裝與調(diào)試5.1系統(tǒng)的組裝與焊接元件在安裝時，注意事項如下：1) 為避免因元器件發(fā)熱而減弱銅箔對基板的附

49、著力，并防止元器件的裸露銅盤與導(dǎo)線短路，安裝時元器件之間間距要保持12mm。2) 裝配時，應(yīng)該先安裝那些需要機(jī)械固定元器件，在此裝置中如穩(wěn)壓管、中心芯片插座。3) 各種元器件的安裝,應(yīng)該使它們的標(biāo)記(用色碼或字符標(biāo)注的數(shù)值,精度等)朝上面或易于是辨認(rèn)的方向，并注意標(biāo)記的讀書方向一致 (從左到右或從上到下)。2. 元件在焊接時，應(yīng)注意以下幾個方面：在元器件焊接之前應(yīng)該先用紗布將元器件的引腳打磨一遍，這樣可以將元件引腳氧化的部分去除掉，以便于焊接；在焊接過程中還要注意焊錫的量要得當(dāng)，過多可能造成電路短路，過少有可能造成虛焊；元器件焊完后，給發(fā)熱量大的元器件裝上散熱片，這用有利于散熱增加系統(tǒng)的穩(wěn)定；

50、最后可以在板子的四個角上安裝四個銅柱，一方面可以增加整個結(jié)構(gòu)的美觀，另一方面也可以使避免電路板放在導(dǎo)電體上發(fā)生短路的危險。通過以上步驟，一個完整的電路硬件部分就制作完成了，這時可以再檢查一下是否有元器件漏焊、焊錯的情況，以確保電路的正確。5.2系統(tǒng)的調(diào)試電路板實物做完以后，接下來的工作就是調(diào)試。這是理論指導(dǎo)實踐最重要的一步。調(diào)試工作需要耐心與恒心。所以在調(diào)試過程中必須保持冷靜的頭腦，較強的電路分析能力。一個系統(tǒng)的調(diào)試需要軟硬件結(jié)合調(diào)試。在軟硬件結(jié)合調(diào)試的過程中應(yīng)注意以下問題：1、首先先不要插芯片，要先測量一下各點的電壓，尤其是單片機(jī)工作電壓，藍(lán)牙模塊已經(jīng)GSM短信模塊電路工作電壓，在保證模塊工

51、作電壓正常的前提下再安插主要先芯片，不然會燒壞芯片或者模塊造成不可挽回的損失；2、測試過程中液晶屏幕不亮，經(jīng)檢查是液晶背光調(diào)節(jié)的問題，接上背光后問題解決；3、在手工焊接調(diào)試時還出現(xiàn)了P0口忘記接上拉電阻造成系統(tǒng)顯示器工作不正常。4、系統(tǒng)溫度、濕度測量的準(zhǔn)確度。我們將標(biāo)準(zhǔn)溫濕度計和系統(tǒng)的溫濕度傳感器探頭放在一起，選定若干不同溫度點，記錄下標(biāo)準(zhǔn)溫度計的溫度和溫度控制系統(tǒng)測量顯示的溫度進(jìn)行比較。5.3系統(tǒng)的功能測試與檢驗當(dāng)系統(tǒng)焊接組裝調(diào)試完成后，最后一步完成對系統(tǒng)各項功能指標(biāo)的測試與檢驗，具體測試過程如下所述。5.3.1 溫度的測量與檢驗本系統(tǒng)測量顯示溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度計測量溫度對比如表5-1所示。表5

52、-1 溫度測量準(zhǔn)確度記錄表標(biāo)準(zhǔn)溫度計測量溫度（）本系統(tǒng)測量顯示溫度（）202528304060202528304061由上表記錄的測試結(jié)果可以得出，系統(tǒng)溫度測量滿足系統(tǒng)對溫度監(jiān)測的指標(biāo)要求。溫度測試功能達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果。5.3.2 濕度的測量與檢驗系統(tǒng)濕度測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)濕度計測試結(jié)果對比如表5-2所示。表5-2 濕度測量準(zhǔn)確度記錄表標(biāo)準(zhǔn)溫度計測量溫度（）本系統(tǒng)測量顯示溫度（）20%25%28%30%40%60%19%26%28%31%41%62%由上表記錄的測試結(jié)果可以得出，系統(tǒng)濕度測量結(jié)構(gòu)能夠很好的反應(yīng)實際環(huán)境濕度的變化，系統(tǒng)測試結(jié)果滿足系統(tǒng)對濕度監(jiān)測的指標(biāo)要求。濕度測試功能達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果

53、。5.3.3 氣體的測量與檢驗 系統(tǒng)氣體監(jiān)測環(huán)節(jié)主要為了監(jiān)測室內(nèi)易燃易爆及有毒氣體，為了測試方便，系統(tǒng)氣體監(jiān)測環(huán)節(jié)采用打火機(jī)噴出的氣體進(jìn)行實際的模擬監(jiān)測，當(dāng)氣體噴出的情況下觀察氣體的濃度值變化情況，同時監(jiān)測蜂鳴器報警功能和GSM短信是否能夠根據(jù)易燃?xì)怏w的濃度變化來做出相應(yīng)的短信報警指令發(fā)送。實際測試結(jié)果為：當(dāng)用打火機(jī)對準(zhǔn)MQ-2傳感器噴氣的過程中，氣體濃度顯示有最初的0005PPM逐步升高到0335PPM，同時能夠聽到蜂鳴器鳴笛報警，GSM短信發(fā)送功能正常，由此說明系統(tǒng)易燃?xì)怏w濃度監(jiān)測功能正常。5.3.4 藍(lán)牙遙控家電控制功能測試藍(lán)牙遙控測試主要完成4路繼電器的開啟和關(guān)閉，為了直觀的看出測試結(jié)

54、果，每路繼電器輸出開關(guān)上接一個LED指示燈，通過觀察對應(yīng)繼電器輸出的LED燈的亮滅來測試，具體測試過程如下所述。手機(jī)藍(lán)牙指令“A”控制第一路繼電器的的開啟和關(guān)閉，手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送指令“A”一次繼電器1吸合，LED1點亮，再次發(fā)送指令“A”繼電器1斷開，LED1熄滅。手機(jī)藍(lán)牙指令“B”控制第一路繼電器的的開啟和關(guān)閉，手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送指令“B”一次繼電器2吸合，LED2點亮，再次發(fā)送指令“B”繼電器2斷開，LED2熄滅。手機(jī)藍(lán)牙指令“C”控制第一路繼電器的的開啟和關(guān)閉，手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送指令“C”一次繼電器3吸合，LED3點亮，再次發(fā)送指令“C”繼電器3斷開，LED3熄滅。手機(jī)藍(lán)牙指令“D”控制第一路繼電器的的

55、開啟和關(guān)閉，手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送指令“D”一次繼電器4吸合，LED4點亮，再次發(fā)送指令“D”繼電器4斷開，LED4熄滅。5.4結(jié)束至此作為大學(xué)四年的最后總結(jié)，這意味著我的大學(xué)生涯也要畫上句號了，在此畢業(yè)設(shè)計過程中，鞏固了我在大學(xué)4年內(nèi)學(xué)過的知識，尤其是單片機(jī)和C語言編程方面的知識，同時通過這次畢設(shè)提高了單片機(jī)編程的能力，尤其是獲得的軟件調(diào)試經(jīng)驗，同時了解到了其它相關(guān)領(lǐng)域的知識，對今后的工作學(xué)習(xí)有著極大的幫助。 由于時間太倉促，經(jīng)驗不足，理論方面也相應(yīng)的存在不足，加上條件有限，仍存在著一些設(shè)計方面的問題，個人技能也有待提高。理論知識還要鞏固加強。但是寶貴的實踐經(jīng)驗還是對自己的提高有著極大的幫助。致 謝該智能家居系統(tǒng)的設(shè)計及論文的撰寫是在我的導(dǎo)師？的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，從論文的選題、研究、撰寫到定稿，都得到了？老師細(xì)心指導(dǎo)。？老師寬厚待人，對學(xué)生關(guān)懷備至，在工作上精益求精，對學(xué)生嚴(yán)格要求，鼓勵學(xué)生學(xué)以致用，敢于實踐，勇于創(chuàng)新，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。？老師具有豐富的科研經(jīng)驗與理論水平，其開明的學(xué)術(shù)思想、求實的科研作風(fēng)和對科學(xué)研究及發(fā)展趨勢的深刻認(rèn)識給我以極大的影響、啟迪和熏陶，令我受益匪淺。該設(shè)計及論文的圓滿完成是和？老師的細(xì)心關(guān)懷分不開的。在系統(tǒng)的設(shè)計和論文的研究工作中無不傾注著各位老師的心血和辛勤的汗