【基于單片機(jī)的智能家居無(wú)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)12000字（論文）】

第一章、前言1.1研究背景及意義1.1.1研究背景隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化控制向著智能化、無(wú)線化方向發(fā)展。很多工業(yè)控制的終端是移動(dòng)的，這需要智能化程度更高、更靈活簡(jiǎn)便的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來(lái)滿足全面自動(dòng)化控制的需要，因此智能化無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著電子信息技術(shù)迅猛發(fā)展，人們對(duì)智能窗戶的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，方便及舒適的智能窗簾是適應(yīng)現(xiàn)代化辦公和生活環(huán)境的迫切需要。智能窗戶控制系統(tǒng)必將成為未來(lái)住宅的發(fā)展趨勢(shì)，走進(jìn)普通居民的窗戶，進(jìn)一步提高居民的窗戶生活品質(zhì)與品味。智能窗簾作為其中的一個(gè)重要組成部分，其發(fā)展也標(biāo)志著智能窗戶的發(fā)展程度，現(xiàn)在的智能窗簾控制系統(tǒng)集現(xiàn)代光、機(jī)、電為一體，是智能窗戶的理想選擇，盡力達(dá)到完美與和諧的統(tǒng)一。1.1.2意義本設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)代化家庭和生活環(huán)境的迫切需要，以單片機(jī)AT89C51為主控芯片，利用光強(qiáng)度傳感器BH1750FVI、溫濕度傳感器、紅外對(duì)管等傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用智能窗簾控制器。其取代了傳統(tǒng)的手動(dòng)推拉窗操作，以一種人性化的工作模式適應(yīng)人們?nèi)找孀非蠛?jiǎn)單、方便、舒適的生活方式。本設(shè)計(jì)中介紹了自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成以及軟件設(shè)計(jì)過(guò)程，以盡最大可能滿足不同人對(duì)窗簾開(kāi)閉的不同需求。系統(tǒng)的整體主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分由單片機(jī)擴(kuò)展的外圍電路以及各種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)控制功能的接口電路組成；軟件部分主要由單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其特定控制功能的各種程序組成。本課題就是從各個(gè)角度來(lái)撰寫(xiě)設(shè)計(jì)這個(gè)軟件和程序，利用在學(xué)校里學(xué)到的知識(shí)，最后做出課題和實(shí)物來(lái)。1.2研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)1.2.1研究?jī)?nèi)容無(wú)線智能控制報(bào)警系統(tǒng)是智能化家居的重要組成部分，是應(yīng)用傳感器等高科技技術(shù)，將危險(xiǎn)信號(hào)進(jìn)行處理和傳輸?shù)囊环N方式。其能夠在第一時(shí)間檢測(cè)到危險(xiǎn)信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行報(bào)營(yíng)。通過(guò)將危險(xiǎn)信號(hào)反饋到相應(yīng)的通訊設(shè)備上讓人們了解到危險(xiǎn)信息，并及時(shí)的對(duì)危險(xiǎn)情況做出處理，進(jìn)而制止危險(xiǎn)的進(jìn)一步擴(kuò)大和確保了住宅建筑物的安全。本研究使用單片機(jī)作為主機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)報(bào)警的火災(zāi)情報(bào)，使用單片機(jī)控制效率、更先進(jìn)的預(yù)防效果。及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，實(shí)時(shí)火災(zāi)防止偷竊、恢復(fù)經(jīng)濟(jì)損失具有良好的現(xiàn)實(shí)意義。在我國(guó)，智能安全系統(tǒng)將是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)方向智能住宅建設(shè)，防火，防盜報(bào)警系統(tǒng)是當(dāng)前火災(zāi)報(bào)警的熱點(diǎn)。1.2.2系統(tǒng)總體方案論證（1）該設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、顯示和報(bào)警模塊功能。（2）紅外防盜報(bào)警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、智能報(bào)警，按鍵控制電路，控制電路和相關(guān)的控制管理軟件。（3）鍵盤主要起到方便使用者的功能，使用者可以根據(jù)鍵盤的使用說(shuō)明以及自己的需要來(lái)按下按鍵從而達(dá)到自己的目的，鍵盤的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔大方，這樣很好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。（4）顯示屏幕主要是顯示使用者所按下的按鍵所對(duì)應(yīng)的數(shù)字，讓使用者能夠更加直觀的明白遠(yuǎn)程控制家居在當(dāng)前情況下所進(jìn)行的工作。（5）AT89C51是遠(yuǎn)程控制紅外熱釋電報(bào)警的核心控制部件，單片機(jī)的可編程性以及便于操作的特性都決定了使用AT89C51的核心控制作用。檢測(cè)火災(zāi)、盜情信號(hào)，當(dāng)有火災(zāi)時(shí)，熱釋電紅外傳感器來(lái)檢測(cè)報(bào)警情況，如果有火災(zāi)發(fā)生會(huì)自動(dòng)觸發(fā)傳感器，實(shí)現(xiàn)災(zāi)情報(bào)警通知。第二章、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)以及紅外無(wú)線技術(shù)2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2.2.1設(shè)計(jì)基本功能無(wú)線智能控制報(bào)警系統(tǒng)是智能化家居的重要組成部分，是應(yīng)用傳感器等高科技技術(shù)，將危險(xiǎn)信號(hào)進(jìn)行處理和傳輸?shù)囊环N方式。其能夠在第一時(shí)間檢測(cè)到危險(xiǎn)信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行報(bào)營(yíng)。通過(guò)將危險(xiǎn)信號(hào)反饋到相應(yīng)的通訊設(shè)備上讓人們了解到危險(xiǎn)信息，并及時(shí)的對(duì)危險(xiǎn)情況做出處理，進(jìn)而制止危險(xiǎn)的進(jìn)一步擴(kuò)大和確保了住宅建筑物的安全。自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)基本功能：（1）手動(dòng)控制：該功能是根據(jù)用戶的需求通過(guò)按鍵進(jìn)行窗簾的開(kāi)關(guān)，此功能可以使窗簾的開(kāi)閉處于任何一種狀態(tài)；（2）光照自動(dòng)控制：系統(tǒng)可以根據(jù)用戶設(shè)定的光照強(qiáng)度值通過(guò)感光器采集光照自動(dòng)開(kāi)光窗簾；（3）時(shí)間控制：此功能是根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間一次性開(kāi)關(guān)窗簾，并顯示當(dāng)前溫度。（4）溫度報(bào)警系統(tǒng)：可以自行設(shè)置溫度報(bào)警溫度。（5）時(shí)間顯示及鬧鐘系統(tǒng)：可以自行設(shè)置鬧鐘時(shí)間。（6）手動(dòng)自動(dòng)控制按鍵隨時(shí)切換。2.2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于紅外數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)設(shè)計(jì)的智能窗簾網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，其典型的原理框圖為圖1.1。利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的紅外技術(shù)來(lái)對(duì)整棟辦公大樓的窗簾進(jìn)行集中控制管理。根據(jù)室外溫度、光照強(qiáng)度等參數(shù)控制窗簾或者窗戶，同時(shí)可以起到節(jié)約能源和美化整棟建筑幕墻的作用。但是這種方案把每個(gè)辦公室的溫度和光強(qiáng)的情況統(tǒng)一化了，沒(méi)有按照每個(gè)辦公室的實(shí)際需要而進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，使其在廣泛利用方面有一定的局限性。圖2.1圖2.1基于紅外技術(shù)的智能窗簾網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)開(kāi)始程序初始化判斷窗簾初始化狀態(tài)打開(kāi)關(guān)閉是否有強(qiáng)光或者較大濕度是否有弱光或者濕度低否否向紅外模塊發(fā)射關(guān)窗信號(hào)向紅外模塊發(fā)射開(kāi)窗信號(hào)A根據(jù)光照來(lái)開(kāi)閉窗簾主要原理是用光敏電阻采集外界的光強(qiáng)度，從光傳感器采集的信號(hào)利用信號(hào)校正電路放大，濾波后輸入單片機(jī)。傳入的信號(hào)由AT89C51單片機(jī)來(lái)控制，并且做出響應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止。顯示模塊是用來(lái)顯示自動(dòng)窗簾控制器的各種狀態(tài)。鍵盤作為輸入設(shè)備，通過(guò)不同按鍵來(lái)控制單片機(jī)進(jìn)行各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。2.2紅外通信技術(shù)介紹2.2.1紅外通信系統(tǒng)基本組成紅外無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般由發(fā)射部分、信道部分和接收器三部分組成。發(fā)射部分：主要包括紅外發(fā)射器和編解碼控制器，其主要功能就是將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼后再發(fā)射出去；信道部分：信道是傳輸信息的載體，本系統(tǒng)是以紅外線作為傳輸媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模唤邮詹糠郑褐饕t外接收器和解碼控制器，其主要功能就是完成接收信號(hào)的正確解調(diào)和解碼。圖2.3所示的就是一個(gè)最基本的紅外無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。圖2.3紅外通信系統(tǒng)基本組成2.2.2紅外通信系統(tǒng)工作原理紅外無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳輸載體的一種無(wú)線通信技術(shù)。發(fā)送端將需要傳送的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制到38kHz的載波上，并驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光脈沖的形式發(fā)送出去；接收端將接收到的光脈沖轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，最后還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。其實(shí)紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，這樣可以增加信號(hào)的抗干擾能力，以便利用紅外信道進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)傳輸。2.2.3通信協(xié)議紅外無(wú)線通信作為一種成熟的通信技術(shù)，目前已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用協(xié)議。紅外數(shù)據(jù)委員會(huì)(IrDA)作為一個(gè)工業(yè)機(jī)構(gòu)間協(xié)作組織于1993年由HP、COMPAQ、INTEL等發(fā)起成立，旨在建立開(kāi)放的紅外數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)。目前，IrDA規(guī)定了紅外物理層協(xié)議(IrPHY)、紅外鏈路訪問(wèn)層協(xié)議(IrLAP)、紅外鏈路管理層協(xié)議(IrLMP)，并且還規(guī)定了一些專門的應(yīng)用層協(xié)議。協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。圖2.3紅外通信協(xié)議結(jié)構(gòu)紅外物理層協(xié)議是規(guī)定了自由空間中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電器設(shè)備之間采用半雙工通信的紅外鏈接標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定串行紅外(SIR)數(shù)據(jù)發(fā)射速率分別至115.2Kpbs、0.576Mbps、1.152Mbps、4Mbps、16Mbps。鏈路訪問(wèn)層協(xié)議是在物理層協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)一步規(guī)定了通信協(xié)議中堆棧的分配。目前只對(duì)LOS方式作了規(guī)定，該鏈路協(xié)議適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸。紅外鏈路管理層協(xié)議為多個(gè)軟件應(yīng)用能夠獨(dú)立、同時(shí)地操作入口提供支持，從而共享一個(gè)IrLAP連接。第三章、智能家居無(wú)線控制硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)小系統(tǒng)3.1.1單片機(jī)的選用微處理器AT89C51單片機(jī)作為主要控制器，是ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高績(jī)效CMOS8有4k字節(jié)flash單片機(jī)可擦只讀程序存儲(chǔ)器和獲取數(shù)據(jù)128字節(jié)的隨機(jī)存取內(nèi)存(RAM)，設(shè)備采用ATMEL公司的高密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)，生產(chǎn)，和標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令，8-芯片，如果RST持續(xù)高水平，單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)在循環(huán)。每次復(fù)位后，單片機(jī)程序?qū)牡谝粋€(gè)新的執(zhí)行。由設(shè)計(jì)的要求，只要做小型集成最小系統(tǒng)應(yīng)用在小型控制單元。單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)仿真只能單片機(jī)，并沒(méi)有為用戶提供一般的最小系統(tǒng)。單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路原理圖如圖3.1所示。圖3.1最小系統(tǒng)圖圖3.2AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)的硬件電路原理圖3.1.2時(shí)鐘模塊硬件電路DS1302是一個(gè)高性能、低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302和微控制器連接只需要三行，采用三線SPI接口與CPU同步通信發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)或多個(gè)字節(jié)的RAM中的數(shù)據(jù)。在此系統(tǒng)中，AT89C51單片機(jī)為主要設(shè)備，DS1302的設(shè)備和從設(shè)備接收數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)。DS1302為每一位讀者需要16個(gè)時(shí)鐘脈沖，8地址前脈沖輸入操作和寫(xiě)命令。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中系統(tǒng)時(shí)鐘所采用的晶振為50MHz的有源晶振，活躍的晶體主要使用3.3V直流電源，該電源系統(tǒng)時(shí)鐘電路。該時(shí)鐘電路是單片機(jī)最小系統(tǒng)中常用的系統(tǒng)時(shí)鐘電路，因此該設(shè)計(jì)電路非?？尚?，穩(wěn)定性也很好。圖3.3時(shí)鐘模塊硬件電路圖3.1.3復(fù)位電路在MCS單片機(jī)系列，廣泛使用復(fù)位電路如圖3.4所示，其有效時(shí)間就持續(xù)24個(gè)振蕩周期以上才能完成復(fù)位操作。RST銷復(fù)位信號(hào)輸入，復(fù)位信號(hào)的有效高度，RST有一定寬度的脈沖，可以有效地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。在12MHz時(shí)鐘時(shí)，通常C7可取22μF，R2可取1kΩ，需持續(xù)2μs以上才能完成復(fù)位操作。圖3.4復(fù)位電路隨著時(shí)間的增加，電容電壓值增加緩慢，和RST銷上的電壓逐漸降低，當(dāng)RST銷的電壓值降至較低水平，單片機(jī)恢復(fù)正常，呼吁電動(dòng)復(fù)位。3.1.4單片機(jī)晶振電路眾所周知，單片機(jī)的正常運(yùn)行離不開(kāi)時(shí)鐘元件產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率。而常用的時(shí)鐘元件為晶體振蕩器，其產(chǎn)生的晶振是單片機(jī)所有指令正常執(zhí)行的前提。這時(shí)的時(shí)鐘電路需要外界的定時(shí)原件來(lái)加以輔助，外部原件可通過(guò)XT2的進(jìn)出兩個(gè)端口與電路連接，從而產(chǎn)生自激振蕩。這個(gè)外部原件一般都是一個(gè)并聯(lián)諧振電路，其中包含石英晶振和瓷片電容。其電路圖如下3.5所示。圖3.5單片機(jī)晶振電路3.2系統(tǒng)外接采集節(jié)點(diǎn)模塊電路3.2.1獨(dú)立控制鍵電路鍵盤是人機(jī)交互的重要部件。鍵盤包括2個(gè)獨(dú)立按鍵S2和S3，一端與單片機(jī)的P1.3和P1.4口相連，另一端接地，當(dāng)按下任一鍵時(shí)，P1口讀取低電平有效。系統(tǒng)上電后，進(jìn)入鍵盤掃描子程序，以查詢的方式確定各按鍵，完成溫度初值的設(shè)定。鍵盤操作模塊在電風(fēng)扇底座部分有一個(gè)3x3小矩陣鍵盤，可以進(jìn)行風(fēng)的強(qiáng)度、類型、定時(shí)等系統(tǒng)設(shè)置，按鍵電路圖如圖3.6所示。圖3.6按鍵控制原理圖圖3.7遙控操作版面3.2.2LCD顯示模塊的電路設(shè)計(jì)液晶顯示采用LCD12864，這樣就算是在不使用計(jì)算機(jī)的情況下，控制系統(tǒng)系統(tǒng)也能正常運(yùn)行，并且能具有直觀的可視性。在顯示模塊方面我們使用的是液晶屏，以下對(duì)液晶顯示屏作簡(jiǎn)單的介紹。同CRT顯示器相比，LCD顯示器的平面顯示技術(shù)零件少、桌面占據(jù)少、耗電量較小，但CRT技術(shù)更為穩(wěn)定成熟。圖3.8AT89C51L單片機(jī)中LCD的電路圖圖3.9LCD系統(tǒng)總線圖在AT89C51L單片機(jī)的LCD控制器是用來(lái)傳輸視頻數(shù)據(jù)，有VD(23:0)共引腳23個(gè)用于傳送視頻資料，并產(chǎn)生諸如VDENS，VSYNC，VCLK，HSYNC等必要的控制信號(hào)，其中VDENS是數(shù)據(jù)有效標(biāo)志信號(hào)端口，VCLK是像數(shù)時(shí)鐘信號(hào)端口，VSYNC是指幀同步信號(hào)端口，HSYNC是指行同步信號(hào)端口。3.2.3報(bào)警提醒模塊蜂鳴器使用PNP三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，蜂鳴器使用的是交流蜂鳴器。當(dāng)在BEEP輸入一定頻率的脈沖時(shí)，蜂鳴器蜂鳴，改變輸入頻率可以改變蜂鳴器的響聲。因此可以利用一個(gè)PWM來(lái)控制BEEP，通過(guò)改變PWM的頻率來(lái)得到不同的聲響，也可以用來(lái)播放音樂(lè)。若把JP7斷開(kāi)，Q4截止，蜂鳴器停止蜂鳴。圖3.10蜂鳴電路圖3.3智能家居傳感器模塊的選用3.3.1光敏傳感器窗簾自動(dòng)控制系統(tǒng)的光控功能是可以根據(jù)光照的強(qiáng)弱來(lái)自動(dòng)控制窗簾的開(kāi)閉的，因此需要用到光照傳感元器件，在本設(shè)計(jì)中采用了光敏電阻。應(yīng)用光控原理工作，天亮窗簾自動(dòng)打開(kāi)，天黑窗簾自動(dòng)關(guān)閉。由運(yùn)放組成比較電路，同向輸入端有兩個(gè)電阻分壓得到一個(gè)電壓值，作為基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，而反相輸入端用一個(gè)光敏電阻對(duì)外部環(huán)境的光線進(jìn)行采集，利用光敏電阻暗時(shí)電阻大，亮?xí)r電阻小的特點(diǎn)，來(lái)確定反向輸入端的電壓值。圖3.11光敏傳感器3.3.2溫度傳感模塊采用單總線專用技術(shù)，既可通過(guò)串行口線，也可通過(guò)其它I/O口線與微機(jī)接口，無(wú)須經(jīng)過(guò)其它變換電路，直接輸出被測(cè)溫度值（9位二進(jìn)制數(shù)，含符號(hào)位）測(cè)溫范圍為-55℃-+125℃，測(cè)量分辨率為0.0625℃。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM，溫度傳感器，非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL，高速暫存器。DS18B20的管腳排列如圖3.12所示。圖3.12DS18B20管腳圖在硬件上，DS18B20與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是VCC接外部電源，GND接地，I/O與單片機(jī)的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí)UDD、GND接地，I/O接單片機(jī)I/O。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電阻.我們采用的是第一種連接方法，如圖2.12所示:把DS18B20的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的13管腳連接，再加上拉電阻。圖3.13溫度傳感電路圖3.3.3水管道泄漏檢測(cè)設(shè)計(jì)對(duì)于家庭水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，第一步應(yīng)該進(jìn)行采集壓力信號(hào)序列，然后進(jìn)行相關(guān)的壓力信號(hào)的變化趨勢(shì)分析，從而可以對(duì)于家庭水管道正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，即是否是處于故障狀態(tài)。圖3.14基于個(gè)壓力傳感器的管道泄漏檢測(cè)示意圖一種基于4個(gè)壓力傳感器的管道泄漏檢測(cè)方案如圖3.14所示，根據(jù)傳感器檢測(cè)到負(fù)壓波的順序可以判斷負(fù)壓波是由于泄漏產(chǎn)生的還是正常操作而產(chǎn)生的。通過(guò)這種方法，可以基本判定負(fù)壓力波的性質(zhì)，避免誤報(bào)。用這種方法的好處是不需要使用流量計(jì)。負(fù)壓波的基礎(chǔ)上強(qiáng)化各傳感器數(shù)據(jù)采集的信號(hào)同步關(guān)系，通過(guò)采樣頻率與時(shí)間標(biāo)簽的換算分別確定管道泄漏點(diǎn)上游和下游的泄漏負(fù)壓波的速度。3.4紅外數(shù)據(jù)傳感模塊3.4.1熱釋電紅外傳感器RE200B紅外傳感器工作原理與紅外線有關(guān)，當(dāng)環(huán)境溫度改變時(shí)，這樣可以相互抵消，避免出現(xiàn)檢測(cè)誤差。通常RE200B熱電晶體的熱釋電紅外傳感器，氧化膜，過(guò)濾器，阻力和場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的部分。無(wú)線電遙控器系統(tǒng)前端檢測(cè)部分主要是各種類型的探測(cè)器，最主要的是入侵探測(cè)器。紅外熱釋電晶體可以停止不需要或其他光進(jìn)入傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖3.15所示。另外，兩個(gè)晶體的參數(shù)會(huì)同時(shí)發(fā)生變化，該傳感器使用時(shí)，D端接電源正極，S端為信號(hào)輸出、G端接電源負(fù)極。圖3.15紅外傳感器結(jié)構(gòu)圖圖3.16熱釋電紅外傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖在人們的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)體系的光調(diào)制器一般采用多樣型菲涅耳透鏡，發(fā)揮雙重作用的紅外輻射收集器和調(diào)制器。BISS0001由運(yùn)算放大器，電壓比較器，控制器，狀態(tài)定時(shí)器延時(shí)時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間計(jì)時(shí)器和其他特殊混合信號(hào)集成電路組成。3.4.2紅外無(wú)線發(fā)射電路設(shè)計(jì)振級(jí)由晶體管VT1與電容C2、C3、C4、C5、變?nèi)荻O管C3和電感L1組成西勒振蕩器。振蕩信號(hào)由C7弱耦合到射隨器，然后送至功放。在數(shù)據(jù)采集模塊的一部分，系統(tǒng)采用STC89C51單片機(jī)作為前端產(chǎn)業(yè)聚集中心控制單元，主要完成數(shù)據(jù)收集處理。圖3.17無(wú)線遙控發(fā)射電路2.4.3紅外無(wú)線電接收電路遙控器紅外傳感器接收到紅外信號(hào)BISS0001產(chǎn)出損失SCMP1.0口，TEL0表示接STC89C51是的P1.0口，通過(guò)對(duì)P1.0電平的判斷。鑒頻電路采用MC3361。本振為27MHz，與高放送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生500KHz的中頻信號(hào)。此信號(hào)通過(guò)窄帶陶瓷濾波器（FL）送回MC3361進(jìn)行鑒頻。無(wú)線電遙控接收電路如圖3.18：圖3.18無(wú)線電遙控接收電路3.5PC機(jī)串口通信電路設(shè)計(jì)51單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。為了使單片機(jī)能夠與PC機(jī)進(jìn)行紅外無(wú)線通信，在設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)特增加了串口電路，串口通信部分只設(shè)在主機(jī)電路部分，在從機(jī)電路中不設(shè)此模塊。因?yàn)殡娔X的串口是RS—232C接口，是符合EIA（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）RS—232C規(guī)范的外部總線標(biāo)準(zhǔn)接口。在單片機(jī)與PC機(jī)通信電路之間應(yīng)添加轉(zhuǎn)換電路將TTL或CMOS電平與RS—232C電平進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用的是MAXIM公司的MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片，MAX232C屬于MAXIM公司的通用串行接收/發(fā)送驅(qū)動(dòng)芯片，芯片引腳如圖3.19所示。其實(shí)它就是起一個(gè)電壓變換作用，將高電平變成低電平，低電平變成高電平，但與普通的反向器又有所不同的是它還具有升壓的功能。圖3.19MAX232引腳圖MAX232外部電路也非常簡(jiǎn)單，只需接幾個(gè)0.1uF電容就可以了；典型應(yīng)用如圖3.20所示。圖3.20MAX232典型應(yīng)用原理圖PC機(jī)和MAX232接口的連接非常簡(jiǎn)單，在一般的應(yīng)用中，只需有三條線即可完成通信，分別是串口接頭DB9的第2腳RXD與MAX232的輸出相連，第3腳TXD與MAX232的輸入相連，然后在共地，最后，通過(guò)串口線連接到電腦的串口上就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信了，不過(guò)在通信的過(guò)程中一定要特別注意雙方的波特率一定要相同，否則，通信是不可能成功的，具體的電路如圖3.21所示。圖3.21PC機(jī)與MAX232的電路圖第四章、智能家居無(wú)線控制軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1匯編語(yǔ)言由于C語(yǔ)言具有功能豐富，表達(dá)能力強(qiáng)，使用靈活方便，應(yīng)用面廣，目標(biāo)程序效率高，可移植性好等特點(diǎn)，固我們選中其為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，用AT89C51開(kāi)發(fā)的ADS1.2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。AT89C51使用C語(yǔ)言編程基本規(guī)則。在應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中，若所有的編程任務(wù)均由匯編語(yǔ)言來(lái)完成，其工作量巨大，并且不易移植。由于AT89C51的程序執(zhí)行速度較高，存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)速度和存儲(chǔ)量也很高，因此，C語(yǔ)言的特點(diǎn)充分發(fā)揮，使得應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)時(shí)間大為縮短，代碼的移植十分方便，程序的重復(fù)使用率提高，程序架構(gòu)清晰易懂，管理較為容易等等。因此，C語(yǔ)言的在AT89C51編程中具有重要地位。在AT89C51程序的開(kāi)發(fā)中，需要大量讀寫(xiě)硬件寄存器，盡量縮短程序的執(zhí)行時(shí)間，因此部分初始化代碼一般使用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)，比如AT89C51的啟動(dòng)代碼，AT89C51的操作系統(tǒng)的移植代碼等，除此之外，絕大多數(shù)代碼可以使用C語(yǔ)言來(lái)完成。C語(yǔ)言使用的是標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言，嵌入式AT89C51開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)際上是C語(yǔ)言的一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，開(kāi)發(fā)環(huán)境和AT89C51硬件密切相關(guān)。將匯編程序以文件的形式加入項(xiàng)目當(dāng)中，通過(guò)ATPCS（AT89C51/ThumbProcedureCallStandard）的規(guī)定與C程序相互調(diào)用與訪問(wèn)。4.2統(tǒng)軟件總設(shè)計(jì)主程序構(gòu)成無(wú)限循環(huán)，主要完成單片機(jī)初始化，關(guān)中斷，菜單顯示內(nèi)容初始化，按鍵控制，電機(jī)運(yùn)行，計(jì)時(shí)等功能。主程序軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖4.1所示。開(kāi)始開(kāi)始關(guān)中斷設(shè)置推顯示短路帽？觸發(fā)控制外部觸發(fā)？設(shè)置時(shí)間到點(diǎn)？開(kāi)始計(jì)時(shí)電機(jī)工作完成？電機(jī)停止YNYNNYYN圖4.1主程序軟件設(shè)計(jì)流程圖啟動(dòng)主程序，先關(guān)中斷并且設(shè)置堆棧，接著初始化寄存器，初始化顯示內(nèi)容；然后根據(jù)短接帽是否連接執(zhí)行相應(yīng)的操作。4.3系統(tǒng)軟件子程序設(shè)計(jì)4.3.1步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：（1）判斷旋轉(zhuǎn)方向；（2）按順序傳送控制脈沖；（3）判斷所要求的控制步數(shù)是否傳送完畢。步進(jìn)電機(jī)工作流程圖如4.2所示。開(kāi)始開(kāi)始步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)？傳送正轉(zhuǎn)的脈沖序列傳送反轉(zhuǎn)的脈沖序列傳送步數(shù)是否完畢？傳送步數(shù)是否完畢？返回圖4.2步進(jìn)電機(jī)工作流程圖4.3.2鍵盤程序設(shè)計(jì)在單片機(jī)處理按鍵操作后都延時(shí)5ms，如果確定是按鍵后再延時(shí)12ms，這樣基本可以避免鍵盤的抖動(dòng)。然后由單片機(jī)運(yùn)行鍵碼分析，并執(zhí)行相應(yīng)的命令，顯示并且返回。圖4.3是鍵盤設(shè)計(jì)流程圖。兩次調(diào)用顯示程序兩次調(diào)用顯示程序返回開(kāi)始按鍵？調(diào)用顯示程序延時(shí)分析按鍵，執(zhí)行YN圖4.3鍵盤設(shè)計(jì)流程圖在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)有兩性能很大一部分取決于鍵盤處理程序。在該設(shè)計(jì)中用以下思路設(shè)計(jì)的鍵處理程序。4.3.3系統(tǒng)顯示子程序因?yàn)橥ㄟ^(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，使單片機(jī)的數(shù)據(jù)以16進(jìn)制儲(chǔ)存于寄存器當(dāng)中，為了讓LED顯示需要轉(zhuǎn)換為BCD碼。本次采用軟件消抖，通過(guò)調(diào)用子程序延時(shí)來(lái)解決，可以很好地解決單片機(jī)的抖動(dòng)問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)HD7279驅(qū)動(dòng)HD7279選擇段、位碼LED顯示數(shù)據(jù)傳輸YNLED閃爍LED閃爍≤2m≥15m圖4.5LED顯示子程序流程圖4.3.4溫度測(cè)量子程序DS18B20程序流程圖如圖4.6所示：開(kāi)始開(kāi)始調(diào)初始化子程序設(shè)置跳過(guò)ROM命令CCH，調(diào)寫(xiě)命令子程序設(shè)置啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換命令44H，調(diào)寫(xiě)命令子程序調(diào)延時(shí)子程序調(diào)初始化子程序設(shè)置匹配命令BEH，調(diào)寫(xiě)命令子程序設(shè)置溫度數(shù)據(jù)存放位置，調(diào)寫(xiě)命令子程序讀出數(shù)據(jù)結(jié)束圖4.6DS18B20程序流程圖由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送。因此，在對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫(xiě)編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫(xiě)時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。系統(tǒng)還有一個(gè)循環(huán)顯示數(shù)碼管程序編輯及小部分元器件控制程序。4.3.5紅外無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸程序根據(jù)無(wú)線電紅外系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和電路原理，根據(jù)硬件連接和每個(gè)模塊的特點(diǎn)和功能芯片實(shí)現(xiàn)，初始化，包括紅外模塊輸入端口，端口輸入/輸出的單片機(jī)、串行端口輸入/輸出模塊的輸入端口。主程序的流程是通過(guò)紅外模塊接收光信號(hào)信息，然后傳送到單片機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。整體方案方框圖如圖4.7所示。圖4.7紅外發(fā)射程序控制流程圖發(fā)射部分的主程序，先進(jìn)行初始化，然后執(zhí)行鍵盤掃描。右邊是按鍵掃描程序，先是程序不斷掃描鍵盤是否有按鍵按下，如果有按鍵按下，便調(diào)用發(fā)射子程序和顯示子程序。圖4.8是紅外接收端的主程序，首先還是要進(jìn)行初始化，然后依據(jù)設(shè)定的顯示亮度數(shù)據(jù)設(shè)定調(diào)光脈沖延時(shí)值。圖4.8接收模塊流程圖4.3.6水管泄露檢測(cè)流程采用負(fù)壓波法作為家庭水管道泄漏檢測(cè)的方法。在采用負(fù)壓波對(duì)管道泄漏進(jìn)行檢測(cè)定位時(shí)，為減輕工況調(diào)整引起的干擾，在管道兩端各安裝兩個(gè)壓力傳感器，用于確定負(fù)壓波的傳播方向，該方法能夠有效地減少誤報(bào)率。水泄露檢測(cè)系統(tǒng)可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成段是否出現(xiàn)泄露的判斷同時(shí)找到泄露點(diǎn)位置。圖4.9水泄露檢測(cè)流程圖4.4ZigBee設(shè)備程序設(shè)計(jì)4.4.1基于ZigBee的無(wú)線信息采集與傳輸ZigBee是一種高可靠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站，通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無(wú)限擴(kuò)展。每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)資料。組建ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要包括兩個(gè)步驟：網(wǎng)絡(luò)初始化、節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)。如圖4.10所示為ZigBee組網(wǎng)流程中的主要環(huán)節(jié)。圖4.10ZigBee組網(wǎng)流程圖除此之外，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD）還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)（RFD）無(wú)線連接。在智能窗戶控制系統(tǒng)中，窗戶內(nèi)網(wǎng)采用的是星狀網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)通過(guò)串口與PC機(jī)相連的協(xié)調(diào)器上電后會(huì)開(kāi)始組網(wǎng)，組網(wǎng)完成后，此協(xié)調(diào)器具有控制器的功能，隨著另外兩個(gè)終端設(shè)備的加入，系統(tǒng)的窗戶內(nèi)網(wǎng)已經(jīng)完善，開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與傳輸。協(xié)調(diào)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與傳輸流程圖如4.11所示：圖4.11協(xié)調(diào)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與傳輸4.4.2Z-Stack協(xié)議棧研究針對(duì)ZigBee協(xié)議開(kāi)發(fā)的Z-Stack是一種半開(kāi)源協(xié)議棧。主要用來(lái)幫助開(kāi)發(fā)人員能夠更加方便的使用德州儀器公司生產(chǎn)的一系列ZigBee芯片來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。與ZigBee協(xié)議形成相對(duì)應(yīng)，Z-Stack也采取分層的編程設(shè)計(jì)，下面依據(jù)Z-Stack在IAR軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的目錄從上到下的順序。ZigBee網(wǎng)絡(luò)組建好后，已經(jīng)可以進(jìn)行通信，但是要完成具體應(yīng)用，還需要每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)遵循相同的控制協(xié)議?？刂茀f(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)的格式及時(shí)序，使每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)能夠解析數(shù)據(jù)的含義，準(zhǔn)確完成預(yù)定的功能，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)都必須遵循控制協(xié)議。4.4.3ZigBee設(shè)備程序框架及設(shè)備初始配置如圖4.12所示，ZigBee設(shè)備的程序框架包括:ZigBee設(shè)備硬件驅(qū)動(dòng)接口、用戶應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)。在Z-stack的操作系統(tǒng)中可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要編寫(xiě)不同的應(yīng)用程序，通過(guò)ZigBee設(shè)備硬件驅(qū)動(dòng)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制。圖4.12ZigBee設(shè)備的程序框架本文對(duì)ZigBee設(shè)備中的預(yù)先設(shè)計(jì)的任務(wù)定義不同的ID，當(dāng)觸發(fā)相關(guān)的任務(wù)時(shí)，可以通過(guò)ID進(jìn)行調(diào)度，當(dāng)同時(shí)啟動(dòng)若干個(gè)任務(wù)時(shí)，也可以通過(guò)ID號(hào)對(duì)不同的任務(wù)進(jìn)行區(qū)分，同時(shí)也可以根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的ID對(duì)應(yīng)程序的優(yōu)先級(jí)來(lái)確定運(yùn)行順序。ZigBee設(shè)備第一次加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要對(duì)其功能進(jìn)行定位并初始化，若節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)后并未設(shè)置其功能，則系統(tǒng)默認(rèn)為協(xié)調(diào)器設(shè)備。如圖4.13所示，ZigBee設(shè)備可以設(shè)置不同的功能按鍵，并對(duì)不同的案件預(yù)設(shè)不同的配置。圖4.13ZigBee設(shè)備的初始化配置流程4.5物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4.5.1網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)家中設(shè)備的功能，必須將設(shè)備與Internet網(wǎng)絡(luò)相連，通過(guò)在互聯(lián)網(wǎng)上交換客戶端和服務(wù)器端的數(shù)據(jù)，在物理網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)層之間將IP數(shù)據(jù)包采用一定的數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行接收和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)公有化。而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能，則必須通過(guò)TCP/IP協(xié)議棧的介入才能完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交互功能。對(duì)于運(yùn)行有嵌入式操作系統(tǒng)的微控制器的硬件設(shè)備，通常會(huì)將一個(gè)集成有TCP/IP協(xié)議棧的文件系統(tǒng)一直到系統(tǒng)操作系統(tǒng)中。本系統(tǒng)TCP協(xié)議采用了一系列簡(jiǎn)化機(jī)制，保證系統(tǒng)功能前提下提高系統(tǒng)的軟硬件資源利用率。4.5.2以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)以太網(wǎng)通信模塊是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)鍵，是本軟件系統(tǒng)的重點(diǎn)模塊之一。為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)功能，開(kāi)發(fā)者需自行添加底層網(wǎng)口驅(qū)動(dòng)程序。DM9000數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)流程如圖4.14所示。對(duì)于其他以太網(wǎng)通信參數(shù)的設(shè)置，主要包括在uipopt.h的頭文件里，用戶可根據(jù)系統(tǒng)需求在該文件中設(shè)置本機(jī)的MAC地址、網(wǎng)關(guān)地址、uip_buf緩沖區(qū)的大小以及支持的最大TCP事件連接數(shù)等參數(shù)。圖4.14DM9000數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)流程4.5.3Web服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)在Web頁(yè)面將控制攝像頭和空調(diào)溫度調(diào)節(jié)命令的請(qǐng)求發(fā)送給服務(wù)器端，也就是遠(yuǎn)端STM32主機(jī)，STM32執(zhí)行相應(yīng)程序后，可遠(yuǎn)程控制空調(diào)，也可將照片數(shù)據(jù)回傳到頁(yè)面上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交互功能。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程，如圖4.15所示。圖4.15Web服務(wù)器軟件實(shí)現(xiàn)流程第五章、PCB板設(shè)計(jì)與仿真5.1PCB板設(shè)計(jì)電路原理圖設(shè)計(jì)好之后，需要制作PCB電路板。首先要得到正確的網(wǎng)格表，對(duì)于某些原件的固定用腳等原理圖上沒(méi)有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò)上，沒(méi)有任何物理連接的可定義到地或保護(hù)地等。另外需要注意的是電源線和地線就要寬一些，強(qiáng)電和弱電要做好隔離，模擬地和數(shù)字地也要隔離開(kāi)。設(shè)置好線與器件之間的安全距離，對(duì)于復(fù)雜有特殊要求的地方建議使用手工布地線和強(qiáng)電線。在自動(dòng)布線功能設(shè)置好之后，開(kāi)始自動(dòng)布線。如果不能完全布通，可以手工繼續(xù)。完成后做DRC檢驗(yàn)。最終，設(shè)計(jì)出PCB板如下圖所示。圖5.1、圖5.2、圖5.3、圖5.4分別為顯示板元件面主控板絲印面、主控板元件面、主控板焊接面。本文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的多路報(bào)警系統(tǒng)硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)顯示器接口連接LCD顯示器，通過(guò)工程面板接口連接工程面板，從而組成一套完整的報(bào)警裝置。圖5.1顯示板圖圖5.2主控板絲印面圖5.3主控板元件面圖5.4主控板焊接面5.2各模塊調(diào)試5.2.1電機(jī)模塊調(diào)試電動(dòng)機(jī)模塊P1=(P1&0x0f)|(0xf0&FFW[j]使得P1的高字節(jié)（FFW[j]的值依j的變化次循環(huán)）在不影響P1低字節(jié)的變化，去驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。調(diào)節(jié)延時(shí)函數(shù)即控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。FFW數(shù)組的值為{0x1f，0x3f，0x2f，0x6f，0x4f，0xcf，0x8f，0x9f}，這樣滿足電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。同理同理可以利用REV數(shù)組的值為{0x9f，0x8f，0xcf，0x4f，0x6f，0x2f，0x3f，0x1f}完成電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。5.2.2時(shí)鐘模塊調(diào)試經(jīng)過(guò)24小時(shí)過(guò)5秒的走時(shí)，測(cè)出和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間吻合，如圖5.5時(shí)鐘電路和程序正常。（a）測(cè)試前的走時(shí)（a）測(cè)試前的走時(shí)（b）24小時(shí)之后的走時(shí)圖5.6時(shí)鐘走時(shí)測(cè)試調(diào)試5.2.3濕度模塊調(diào)試圖4.13所示為室內(nèi)濕度值和向濕度傳感器加濕氣的比較（濕度值55%RH增加到81%RH），濕度傳感器模塊工作正常。（a）室內(nèi)濕度值（a）室內(nèi)濕度值（b）加濕氣后的濕度值圖5.7濕度傳感器調(diào)試5.2.4光線模塊調(diào)試在對(duì)著窗子較強(qiáng)的光線強(qiáng)度和室內(nèi)燈光調(diào)試對(duì)比(光線強(qiáng)度由224Lx減少到148Lx)測(cè)試圖如圖5.8所示。圖5.8光線強(qiáng)度傳感器測(cè)試調(diào)試圖5.8光線強(qiáng)度傳感器測(cè)試調(diào)試5.2.5紅外遙控按鍵解碼及調(diào)試將遙控器按鍵面板如圖5.9所示的按鍵解碼，其對(duì)應(yīng)的鍵值為圖5.10所示。00FF453A00FF463900FF473800FF443B00FF403F00FF433C00FF077800FF156A00FF097600FF166900FF199600FF0D7200FF0C7300FF186700FF5E2100FF087700FF1C6300FF5A2500FF432D00FF522D00FF4A35開(kāi)開(kāi)停關(guān)手/時(shí)間確定0設(shè)置123456789圖5.9遙控版面重新設(shè)計(jì)圖5.10遙控解碼值5.2.6紅外對(duì)管模塊調(diào)試將電路按照?qǐng)D連接起來(lái)，測(cè)得P00和P01的電壓都0.2V，用一張透光性不強(qiáng)的布料穿過(guò)紅外對(duì)管，此時(shí)，接收管截止，測(cè)得P00和P01的電壓都4.6V。2個(gè)全局變量openall（完全打開(kāi)）和closeall（完全關(guān)閉）分別為P00和P01的值，用于反饋信號(hào)（0.2V為低電平、4.6V為高電平），此時(shí)能夠使得電動(dòng)機(jī)在窗簾完全打開(kāi)和完全關(guān)閉時(shí)停下來(lái)。5.3系統(tǒng)整體調(diào)試結(jié)果經(jīng)模塊調(diào)試，各模塊的工作正常。將整體程序燒錄，系統(tǒng)整體整體工作如下：首先，程序初始化，其包括單片機(jī)、液晶、各傳感器等模塊的初始化。然后，進(jìn)入界面后按照DS1302原有的時(shí)間進(jìn)行走時(shí)，該界面也提供一個(gè)萬(wàn)年歷的功能，可以有用遙控查看時(shí)間（包括年、月、日、時(shí)、分、秒、星期的查看），如果不進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，就直接進(jìn)入自動(dòng)模式和手動(dòng)模式的任意切換，默認(rèn)下為自動(dòng)模式。其中，圖5.11為用遙控設(shè)置預(yù)設(shè)值的工作界面；圖5.12為自動(dòng)模式下光強(qiáng)變化工作圖片，預(yù)設(shè)置的最適宜光強(qiáng)為150Lx，室內(nèi)光強(qiáng)控制在窗簾在150+20Lx，如大于170就關(guān)閉窗簾調(diào)整，小于130則打開(kāi)窗簾調(diào)整。圖5.13是手動(dòng)模式下關(guān)窗工作圖片，在此工作模式下，窗簾的開(kāi)關(guān)不受預(yù)設(shè)值控制，只可以用遙控進(jìn)行開(kāi)關(guān)或者停等操作。圖5.11遙控設(shè)置預(yù)設(shè)值工作圖片圖5.11遙控設(shè)置預(yù)設(shè)值工作圖片圖5.12自動(dòng)模式下光強(qiáng)變化工作圖片圖5.12自動(dòng)模式下光強(qiáng)變化工作圖片圖5.13手動(dòng)模式下關(guān)窗工作圖片圖5.13手動(dòng)模式下關(guān)窗工作圖片第六章、結(jié)論與展望本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)地介紹了自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)。在總體方案設(shè)計(jì)中以光敏電阻和雨滴傳感器作為信號(hào)的傳感器，使得設(shè)計(jì)的檢測(cè)部分穩(wěn)定、準(zhǔn)確。以步進(jìn)電機(jī)作為信號(hào)輸出的執(zhí)行原件，控制簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。AT89C51單片