基于單片機(jī)控制的智能家居控制系統(tǒng)（含電路圖、程序）

共64頁(yè) 字?jǐn)?shù)：23998

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī),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(jì)主要任務(wù) 6
2 方案設(shè)計(jì) 7
2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與分析 7
2.1.1單片機(jī)控制部分 7
2.1.2系統(tǒng)工作流程部分 8
2.2遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)與分析 8
2.2.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(hào)采集設(shè)計(jì)與分析 9
2.3.1 防火災(zāi)發(fā)生傳感器 9
2.3.2可燃?xì)怏w泄漏傳感器 10
2.3.3防盜傳感器 10
2.3.4 信號(hào)采集設(shè)計(jì)與分析 10
2.4 GSM模塊的接口與設(shè)計(jì) 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(xué)習(xí)遙控設(shè)計(jì) 11
2.5.1 紅外學(xué)習(xí)遙控的設(shè)想 11
2.5.2 紅外學(xué)習(xí)遙控的實(shí)現(xiàn) 11
3 硬件電路設(shè)計(jì) 12
3.1相關(guān)芯片及模塊簡(jiǎn)介 12
3.1.1 MCU SM8952AC25P簡(jiǎn)介 12
3.1.2 雙音多頻收發(fā)器MT8870簡(jiǎn)介 12
3.1.3 ISD2500系列單片語(yǔ)音錄放簡(jiǎn)介 13
3.1.4 固態(tài)繼電器(SSR)簡(jiǎn)介 13
3.2 遠(yuǎn)程控制電路設(shè)計(jì) 13
3.2.1振鈴檢測(cè)電路 13
3.2.3 雙音頻解碼電路 15
3.2.4 語(yǔ)言提示電路 16
3.3 電源電路設(shè)計(jì) 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(jì) 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(jì) 18
3.5 紅外學(xué)習(xí)遙控電路設(shè)計(jì) 19
3.5.1 紅外學(xué)習(xí)遙控接收電路設(shè)計(jì) 19
3.5.2 紅外學(xué)習(xí)遙控發(fā)送電路設(shè)計(jì) 19
4 軟件部分 19
4.1 下位機(jī)編程 19
4.1.1 主控單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 19
4.1.2遠(yuǎn)程控制程序設(shè)計(jì) 21
4.1.3短信息發(fā)送程序設(shè)計(jì) 22
4.1.4紅外學(xué)習(xí)遙控程序設(shè)計(jì) 23
4.2 上位機(jī)（PC機(jī)）編程 24
4.2.1 用戶界面的設(shè)計(jì) 24
4.2.2 串行通信的實(shí)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(jì) 27
5.2.2系統(tǒng)硬件調(diào)試 27
5.3軟件及聯(lián)機(jī)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(jì)是信息化的世紀(jì)，各種電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)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(guò)手機(jī)或電話在任何時(shí)候、任意地點(diǎn)對(duì)家中的任意電器（空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光、音響、DVD錄像機(jī)）進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；也可以在下班途中，預(yù)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(shí)現(xiàn)都僅僅是打一個(gè)簡(jiǎn)單的電話。此外，該系統(tǒng)還可使家庭具有多途徑報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等多種功能，如果不幸出現(xiàn)某種險(xiǎn)情，您和110可以在第一時(shí)間獲得通知以便進(jìn)一步采取行動(dòng)。舒適、時(shí)尚的家居生活是社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)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(duì)家里的電器、燈光、電源、家庭環(huán)境進(jìn)行方便地控制，使人們盡享高科技帶來(lái)的簡(jiǎn)便而時(shí)尚的現(xiàn)代生活。
實(shí)現(xiàn)智能化離不開運(yùn)算和控制單元，本系統(tǒng)采用MCU(SM8952AC25P)作為主控器件，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件由單片機(jī)擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、輸入/出設(shè)備以及各種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的過(guò)程中，應(yīng)不斷調(diào)整軟、硬件，協(xié)調(diào)地進(jìn)行軟、硬件設(shè)計(jì)，以提高工作效率，當(dāng)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本課題完成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)其開發(fā)過(guò)程的系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試，根據(jù)開發(fā)的實(shí)際需要，相互協(xié)調(diào)、交叉，有機(jī)的進(jìn)行。本設(shè)計(jì)的MCU與各個(gè)芯片和模塊的接口、各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都嚴(yán)格遵循國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，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(yuǎn)程控制是基于電話交換網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際雙音頻通信標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)，單片機(jī)通過(guò)MT8870識(shí)別來(lái)自電話程控交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)，用戶只需撥通家中的電話可以根據(jù)系統(tǒng)的語(yǔ)音提示進(jìn)行按鍵選擇以實(shí)現(xiàn)用戶身份的識(shí)別、遠(yuǎn)程控制和安防操作；各種傳感器的檢測(cè)是利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將多路被測(cè)量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)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(dòng)終端的硬件電路可以完成短消息收發(fā)等功能。
在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)，面對(duì)各種檢測(cè)對(duì)象和大量控制單元，需要利用各種接口標(biāo)準(zhǔn)和MCU進(jìn)行連接，再經(jīng)過(guò)MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)控。而此時(shí)采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)不僅具有采集控制方便、簡(jiǎn)單、靈活等優(yōu)點(diǎn)，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(jì)統(tǒng)正是把MT8870、TC35 modem與SM8952AC25P單片機(jī)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，順利的完成了本設(shè)計(jì)的要求。并且實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)型遠(yuǎn)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(yīng)用于工農(nóng)業(yè)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人值守崗位的遠(yuǎn)程監(jiān)控等。
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