基于單片機控制的智能家居控制系統(tǒng)（含電路圖、程序）

共64頁 字數(shù)：23998

關(guān)鍵詞：單片機,智能家居
目 錄
引言 3
1 緒 論 4
1.1課題背景 4
1.2智能家居控制系統(tǒng)的概述 5
1.3 課題研究的目的及意義 6
1.4 系統(tǒng)設(shè)計主要任務(wù) 6
2 方案設(shè)計 7
2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計與分析 7
2.1.1單片機控制部分 7
2.1.2系統(tǒng)工作流程部分 8
2.2遠程控制設(shè)計與分析 8
2.2.1控制系統(tǒng)設(shè)計分析 8
2.2.2 控制要求 9
2.2.3單元功能模塊 9
2.3傳感器信號采集設(shè)計與分析 9
2.3.1 防火災發(fā)生傳感器 9
2.3.2可燃氣體泄漏傳感器 10
2.3.3防盜傳感器 10
2.3.4 信號采集設(shè)計與分析 10
2.4 GSM模塊的接口與設(shè)計 10
2.4.1 TC35模塊組成 10
2.4.2 TC35模塊通信電路 10
2.4.3 TC35模塊與MCU連接方式 10
2.5 紅外學習遙控設(shè)計 11
2.5.1 紅外學習遙控的設(shè)想 11
2.5.2 紅外學習遙控的實現(xiàn) 11
3 硬件電路設(shè)計 12
3.1相關(guān)芯片及模塊簡介 12
3.1.1 MCU SM8952AC25P簡介 12
3.1.2 雙音多頻收發(fā)器MT8870簡介 12
3.1.3 ISD2500系列單片語音錄放簡介 13
3.1.4 固態(tài)繼電器(SSR)簡介 13
3.2 遠程控制電路設(shè)計 13
3.2.1振鈴檢測電路 13
3.2.3 雙音頻解碼電路 15
3.2.4 語言提示電路 16
3.3 電源電路設(shè)計 17
3.3.1 5V開關(guān)電源穩(wěn)壓器電路 17
3.3.2 其他電源穩(wěn)壓器電路 17
3.4 TC35短消息模塊電路設(shè)計 17
3.4.1 TC35短消息模塊接口電路 17
3.4.2 TC35短消息模塊控制設(shè)計 18
3.5 紅外學習遙控電路設(shè)計 19
3.5.1 紅外學習遙控接收電路設(shè)計 19
3.5.2 紅外學習遙控發(fā)送電路設(shè)計 19
4 軟件部分 19
4.1 下位機編程 19
4.1.1 主控單片機系統(tǒng)軟件設(shè)計 19
4.1.2遠程控制程序設(shè)計 21
4.1.3短信息發(fā)送程序設(shè)計 22
4.1.4紅外學習遙控程序設(shè)計 23
4.2 上位機（PC機）編程 24
4.2.1 用戶界面的設(shè)計 24
4.2.2 串行通信的實現(xiàn) 24
4.2.3控件MSComm使用方法 25
5 系統(tǒng)制作及調(diào)試 26
5.1使用的儀器儀表及工具 27
5.2硬件制作與調(diào)試 27
5.2.1系統(tǒng)PCB板的設(shè)計 27
5.2.2系統(tǒng)硬件調(diào)試 27
5.3軟件及聯(lián)機調(diào)試 28
5.3.1主控程序調(diào)試 28
5.3.2短消息發(fā)送調(diào)試 28
6 結(jié)論 29
謝 辭 30
附錄1 32
附錄2 54
附錄3 62
引言

21世紀是信息化的世紀，各種電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動了人類文明的巨大進步。本文介紹的數(shù)字化家居控制系統(tǒng)可以使得人們可以通過手機或電話在任何時候、任意地點對家中的任意電器（空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光、音響、DVD錄像機）進行遠程控制；也可以在下班途中，預先將家中的空調(diào)打開、讓熱水器提前燒好熱水、電飯煲煮好香噴噴的米飯……；而這一切的實現(xiàn)都僅僅是打一個簡單的電話。此外，該系統(tǒng)還可使家庭具有多途徑報警、遠程監(jiān)控等多種功能，如果不幸出現(xiàn)某種險情，您和110可以在第一時間獲得通知以便進一步采取行動。舒適、時尚的家居生活是社會進步的標志，智能家居控制系統(tǒng)能夠在不改變家中任何家電的情況下，對家里的電器、燈光、電源、家庭環(huán)境進行方便地控制，使人們盡享高科技帶來的簡便而時尚的現(xiàn)代生活。
實現(xiàn)智能化離不開運算和控制單元，本系統(tǒng)采用MCU(SM8952AC25P)作為主控器件，單片機應用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件由單片機擴展的存儲器、輸入/出設(shè)備以及各種實現(xiàn)單片機系統(tǒng)控制要求的接口電路和有關(guān)的外圍電路芯片或部件組成；軟件由單片機應用系統(tǒng)實現(xiàn)其特定控制功能的各種工作程序和管理程序組成。在單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的過程中，應不斷調(diào)整軟、硬件，協(xié)調(diào)地進行軟、硬件設(shè)計，以提高工作效率，當系統(tǒng)硬件和軟件緊密配合、協(xié)調(diào)一致，就可以組成高性能的單片機應用系統(tǒng)。本課題完成了單片機應用系統(tǒng)其開發(fā)過程的系統(tǒng)的總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計和系統(tǒng)調(diào)試，根據(jù)開發(fā)的實際需要，相互協(xié)調(diào)、交叉，有機的進行。本設(shè)計的MCU與各個芯片和模塊的接口、各項標準都嚴格遵循國家有關(guān)標準，為以后的產(chǎn)品化提供了良好的基礎(chǔ)。
本系統(tǒng)的電話遠程控制是基于電話交換網(wǎng)絡(luò)的國際雙音頻通信標準DTMF通信方式，程控交換信令作為系統(tǒng)控制命令，采用MT8870雙音頻編解碼電路實現(xiàn)，單片機通過MT8870識別來自電話程控交換機的網(wǎng)絡(luò)的控制信號，用戶只需撥通家中的電話可以根據(jù)系統(tǒng)的語音提示進行按鍵選擇以實現(xiàn)用戶身份的識別、遠程控制和安防操作；各種傳感器的檢測是利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將多路被測量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)過單片機進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)實時測控；短消息發(fā)送部分采用基于SIEMENS TC35 GSM模塊TC35 modem 和TI公司的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3238等器件構(gòu)成的移動終端的硬件電路可以完成短消息收發(fā)等功能。
在設(shè)計本系統(tǒng)時，面對各種檢測對象和大量控制單元，需要利用各種接口標準和MCU進行連接，再經(jīng)過MCU進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)實時測控。而此時采用單片機來實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)不僅具有采集控制方便、簡單、靈活等優(yōu)點，而且可以大幅度提高采各模塊和芯片的協(xié)調(diào)性，從而大大提高系統(tǒng)的可利用性。此次系統(tǒng)設(shè)計統(tǒng)正是把MT8870、TC35 modem與SM8952AC25P單片機有機的結(jié)合起來，順利的完成了本設(shè)計的要求。并且實現(xiàn)了學習型遠程紅外遙控功能，為控制紅外家電和設(shè)備提供了良好的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)也可應用于工農(nóng)業(yè)中,實現(xiàn)對無人值守崗位的遠程監(jiān)控等。
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