智能家居环境监测控制系统的设计
引言
目录
引言 1
（一） 智能家居环境监测系统的发展背景 1
（二） 智能家居环境监测系统的发展现状 1
（三） 主要内容 2
一、系统的方案设计 2
二、 系统硬件设计 3
（一） 智能家居环境监测系统的主控电路设计 3
（二） 显示电路设计 5
（三） 室内温湿度检测电路设计 6
（四） 家居环境参数异常报警设计 7
（五） 室内亮度检测电路设计 7
（六） 时间日期数据输出电路设计 8
三、 系统软件设计 8
（一） 智能家居环境监测系统的主程序设计 9
（二） DHT11温湿度检测子程序设计 10
（三） 室内环境参数异常报警子程序设计 11
（四） 室内光照强度采集子程序设计 12
结束语 12
参考文献 14
致 谢 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 元件列表 18
附录四 源程序 19
引言
智能家居环境监测系统的发展背景
智能家居环境监测系统的发展现状
前不久一份科学技术杂志刊登了一篇文章称，嵌入式以太网的发展已遍布了好多技术领域，这其中物联网即为一个典型，本课题所设计的这类智能家居环境监测控制系统亦将通过以太网或者其他无线网络的联络形成一个星罗棋布的互联网，因此在某些使用环境，这类互联网把必需众多节点而且进行工作才能够进行工作。文章称要完成智能家居环境监测控制系统网络的普及，企业有必要进一步增加这种系统的综合，将其成本进一步压缩，而国际上已经有些企业正在尝试通过STM32系列单片机中综合最高的F103单片机来构建智能家居环境监测控制系统。与此同时随着单片机技术的不断普及，智能家居环境监测控制系统再也不是工控领域中的专用了，它已遍布到了生产生活中的各个角落。
主要内容
本课题将以“智能家居环境监测控制系统”当作研究目标，选用了宏晶公司研发的STC89C51单片机作为控制核心，设计了 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
一款智能家居环境监测控制系统，完成了对家居环境中的温湿度参数进行实时检测并具有参数异常时进行报警的功能，同时还可以通过光敏探头对室内采光状况进行持续监测，通过这几项功能实现了家居生活的数字化和信息化，能够使得人们实时掌握家居环境的状况，并根据检测到的数据进行快速调整。
一、系统的方案设计
本课题设计的这款智能家居环境监测系统主要实现对家居环境中的温度、湿度以及光照强度三个重要参数进行检测，并且还能够对时间日期以及检测到的环境参数进行显示，本课题为了实现这些预期目标将进行方案设计，按照下图所示的结构框图对控制系统的硬件结构框架进行设计。在采集温度和湿度这两个功能上，对市面上常用的传感器进行了调研发现可以采用DHT11型温湿度传感器来作为实现方案，这款传感器能够同时实现对温度和湿度两项环境参数进行同时检测并以数字信号将检测结果送入到单片机内部进行处理和使用，在下图框图中可以看到这个器件与单片机之间直接进行连接，单片机在软硬件系统中将通过单总线对这个传感器进行驱动，实现对家居环境中的温湿度参数进行同时检测。而在光照强度检测方面，本课题通过下图中的光敏传感器部分来实现对家居环境中的光照强度进行实时监测，并且能够通过输出高低电平来实现对光照参数的强和弱两种状态进行表示，它与单片机的普通GPIO管脚进行连接。
在时间日期数据获取方面，本课题将通过DS1302时基电路来生成精确的时间日期数据并能够通过三线式串行接口与单片机进行连接，单片机在需要读取时间日期信息时，只需要通过三个普通GPIO管脚对该芯片中的时间日期数据进行读取，与此同时该芯片还具有备用电源供电管脚，即使系统失电该芯片也会在备用电源的供电情况下继续工作。
为了实现智能家居环境检测系统能够配备一个液晶显示效果的效果，本课题将为这款控制系统配置一个高清晰度的液晶屏幕，选用了目前单片机控制系统中常用的LCD1602液晶屏，单片机将能够通过并行接口对其进行驱动，对检测到的温湿度、光照以及时间日期等参数进行显示。
图1 智能家居环境监测控制系统硬件框图
系统硬件设计
智能家居环境监测系统的主控电路设计
AT89C52单片机简介
AT89C52属于一种FLASH型器件，所谓FLASH型器件指得是芯片内部早已集成了用来保存程序的FLASH存储器，有别于EEPROM型器件，EEPROM型的主控芯片必需使用人员自己构建目标代码的存储器，从而在本智能家居环境监测控制系统中应用AT89C52将可以大幅度压缩单片机最小系统电路的开发难度AT89C52在系统硬件构建上，研究人员只需为其设计晶振电路和时钟电路即可使其工作，通过VCC电压为其供电，此供电特点将使AT89C52与系统内的其他芯片和传感器互相兼容，能够使用相同电压源进行供电。
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图2 AT89C52单片机芯片
最小系统电路设计
复位电路由一片10uF电容、一片10kΩ电阻和一个贴片按键组成，复位电路的方式亦非常固定，遵循AT89C52官方资料给出的设计建议，必须将电容电阻进行串联而且施加+5V直流电压，按键两个引脚必需并联在电容的两端，其中电阻电容连接点必须与主控器件的RST管脚连接。
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图3 复位电路
时钟电路由一片12MHz的高频晶振和两片30pF电容组成，遵照设计文献提供的电路结构，所需要把两片电容依次连接在晶振的两个管脚，通过这种电路连线使得单片机内部自带的振荡器可以起振另外精准地工作在12M时钟信号下。
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