蓝牙的家居开关自动控制系统的设计(附件)
摘 要本设计采用STC89C52单片机为主控芯片，结合HC-05蓝牙模块，通过软件编程结合硬件实物来完成一款无线家电开关控制系统的设计与制作。此蓝牙遥控家电开关系统主要电路模块包括单片机最小系统、HC-05蓝牙模块、液晶LCD12864显示电路、电源系统电路、继电器开关电路。系统所使用的主要元器件包括STC89C52单片机、HC-05工业级2.0蓝牙模块、液晶显示屏采用中文液晶LCD12864、家用电器开关采用DC-5V松乐继电器开关。在整个系统中蓝牙指令的接受和传输由工业级的HC-05蓝牙模块来完成；蓝牙模块在整个系统中负责蓝牙指令的接收和传输；继电器开关实现家电开关的自动控制，属于典型的弱电信号控制型开关，目前已经在市场上得以很好的推广，在本毕业设计中为了使系统设计直观便捷，用LED灯的亮灭来模拟家器的开启和关闭；系统LCD12864液晶实时显示4种家电开关的开启与关闭状态。整个设计将实现一下的功能系统接收到手机蓝牙发送的指令后能够正确的对指令解析；家电开关开启和关闭要有输出指示灯提示，通过继电器控制的灯的亮灭来模拟对应电器的开启和关闭；系统具备液晶显示界面，用来显示所控制家电的开启和关闭状态；系统需要设计完成4路家电开关的开启与关闭控制，相互之间不能有干扰，若本设计代替就是家电开关，不仅提高加点的性价比，而且便于操作，再者整个系统设计思路清晰，设计成本较低，实用性强，具有较高的使用和推广价值。??????
目 录
1绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题研究的目的和意义 1
1.3国内外研究现状和发展趋势 2
1.4系统的设计任务和要求 2
2蓝牙家电开关控制系统总体方案设计 3
2.1系统设计方案比较与可行性论证 3
2.2系统设计方案的选择 5
3 蓝牙家电开关控制系统硬件设计 6
3.1电源管理系统设计 6
3.1.1电源管理系统方案选择 6
3.1.2电源管理系统电路设计 7
3.2 HC05蓝牙通信系统设计 8
3.2.1蓝牙型号的选取及论证 8
3.2.2蓝牙通信电路设计 8
3.2.3蓝牙模块功能测试 9 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.2.4蓝牙模块与手机蓝牙之间的设置与匹配 10
3.3 单片机最小系统设计 12
3.3.1系统单片机型号的选择与论证 12
3.3.2系统单片机最小系统电路设计 12
3.3.3系统单片机最小系统电路测试 13
3.4 家电控制电路设计 13
3.5 系统显示电路设计 14
4 蓝牙家电开关控制系统软件设计 16
4.1系统软件编程环境介绍 16
4.2系统主程序流程图 16
4.3系统蓝牙通信模块子程序 18
4.4系统单片机子程序 19
5 系统的组装与调试 20
5.1系统的组装与焊接 20
5.2系统的调试 20
5.3系统的功能测试与检验 21
总 结 22
致 谢 24
参考文献 25
附录A系统硬件实物图 26
附录B 系统电路图 27
附录C 系统源程序 28
1 绪 论
1.1 课题背景
随着生活条件的逐步提高，很多家用电器已经进入了各家各户，例如，电视机，冰箱，洗衣机，空调等等，而且更新的非常快，但是，由于电器种类的逐渐增多，然而在一些较早的家庭中预留的家用电器的开关相对较少，因此大家为了满足多种家电可以同时使用，只能外接很多的电源插板才可以实现，可是这种方式不仅存在很多安全隐患，而且也不方便使用，所以新的科技产品所必将取代传统的机械式开关。
就目前而言，传统的机械按键开关仍然是应用最广的。但是，家电的价格随着人们生活水平不断提高而降低，使得越来越多的家庭都能够负担的起这些家电的使用，并且家电也的确给人们带来了很多方便和娱乐，所以每家每户都会有很多家电，但是很多时候人们把新的家电购回来才发现室内电源开关有限的问题，因此电源插板流入很多家庭，而且重新装修布线又使家电降低了性价比。因此，近几年开发智能家居开关的设计成为很多公司的投资项目，智能家居开关采用的继电器已经在很多遥控家电开关中得到了普及和应用。目前市场上传统的遥控器功能过于单一，人们经常为分辨遥控器而犯愁，因而多功能遥控器成为了发展的方向。
于20世纪末国外已经大量推行无线遥控开关系统，蓝牙遥控开关于美国最早用在工业计算机而非用在家电上，例如，我们熟知的电脑蓝牙上传功能，蓝牙无线打印功能等。进入二十一世纪以来，蓝牙技术因手机蓝牙控制设备的应用而在日常生活中得以大量推广。现在除苹果手机，几乎所有的安卓手机都具有蓝牙控制设备。
1.2 课题研究的目的和意义
随着社会的发展，各种家电走进了千家万户，使得人民生活水平得以提高，与此同时，家电大量增加而传统机械式遥控器功能单一也为很多家庭带来了许多不便于困惑。智能家居控制系统具有划时代的跳跃，因为通过手机蓝牙得以控制的方式不再受到遥控器型号的影响，使用手机蓝牙遥控无需更换电池，这就使家电的性价比和便利性都得到了很大提高。本设计简单、可靠、价低，灵活，应用性强，在市场易于推广而且对学术研究有显著的实际意义。
1.3 国内外研究现状和发展趋势 ?
为了更好的方便人们的居家生活，智能家电控制的概念已经深入民心，众多的科技工作者为了设计出更加完美的智能家电控制系统也在进行着不懈的努力，由于受限于技术瓶颈和我国在这方面起步较晚的影响，我国的智能家电控制系统尚未得到很好的普及和推广，而且应用中的大叔依然离不开普通的遥控插座，据统计，目前在我国已经应用了智能家电控制的家庭中有将近80%的用户依旧是通过普通的遥控插座模式来实现的家电的无线遥控控制，由于采用此种设计模式技术瓶颈低，开发周期短，开发费用低，因而能够更快的融入市场并且得到很好的推广和应用，但是采用此种模式还是存在着诸多的不足之处，由于接通电源的遥控插座是要靠专门的遥控器来进行遥控，很多时候操作还要带上专门的遥控器，在这种情况下，与手机遥控控制的蓝牙控制系统在方便性上还是逊色不少，同时遥控插座由于其结构和使用寿命的因素很难在住宅装修的时候便设计安装到墙内，因而必须漏装在墙外方可使用，如此对室内的美观以及安全性方面都会带来一定的不足之处。
随着中国科技的飞速发展，各项技术瓶颈逐步得到打破，中国的技术人员已经在从传统的遥控技术飞跃到高端的通信行列，随着蓝牙通信、GSM通信、GPRS通信的逐步完善，传统的无线遥控家电控制器必将被新技术新产品所淘汰。基于蓝牙的家电控制不论在性价比，美观，操作的便利度，成本等等多方面都有这独特的优势。所以基于蓝牙的家电控制系统必将成为未来一段时间内家用电器最为理想的遥控控制终端。
1.4 系统的设计任务和要求
本毕业设计主要包括以下几部分任务与要求：（1）系统能够实现对手机蓝牙发送的指令接收并解析；（2）家电开关开启和关闭由LED灯来模拟替代；（3）通过液晶LCD显示屏来显示所控制家电的开启和关闭状态；（4）系统设计4路家电开关在互不影响的前提下顺利完成其开启与关闭控制。
2 蓝牙家电开关控制系统总体方案设计
2.1 系统设计方案比较与可行性论证
经过大量查阅相关资料，本文选择以下三种设计方案进行分析和比较，然后进行相应方案的论证和可行性分析，最终选择一个可行性较高的方案作为系统最终的设计方案来进行设计。
目 录
1绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题研究的目的和意义 1
1.3国内外研究现状和发展趋势 2
1.4系统的设计任务和要求 2
2蓝牙家电开关控制系统总体方案设计 3
2.1系统设计方案比较与可行性论证 3
2.2系统设计方案的选择 5
3 蓝牙家电开关控制系统硬件设计 6
3.1电源管理系统设计 6
3.1.1电源管理系统方案选择 6
3.1.2电源管理系统电路设计 7
3.2 HC05蓝牙通信系统设计 8
3.2.1蓝牙型号的选取及论证 8
3.2.2蓝牙通信电路设计 8
3.2.3蓝牙模块功能测试 9 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.2.4蓝牙模块与手机蓝牙之间的设置与匹配 10
3.3 单片机最小系统设计 12
3.3.1系统单片机型号的选择与论证 12
3.3.2系统单片机最小系统电路设计 12
3.3.3系统单片机最小系统电路测试 13
3.4 家电控制电路设计 13
3.5 系统显示电路设计 14
4 蓝牙家电开关控制系统软件设计 16
4.1系统软件编程环境介绍 16
4.2系统主程序流程图 16
4.3系统蓝牙通信模块子程序 18
4.4系统单片机子程序 19
5 系统的组装与调试 20
5.1系统的组装与焊接 20
5.2系统的调试 20
5.3系统的功能测试与检验 21
总 结 22
致 谢 24
参考文献 25
附录A系统硬件实物图 26
附录B 系统电路图 27
附录C 系统源程序 28
1 绪 论
1.1 课题背景
随着生活条件的逐步提高，很多家用电器已经进入了各家各户，例如，电视机，冰箱，洗衣机，空调等等，而且更新的非常快，但是，由于电器种类的逐渐增多，然而在一些较早的家庭中预留的家用电器的开关相对较少，因此大家为了满足多种家电可以同时使用，只能外接很多的电源插板才可以实现，可是这种方式不仅存在很多安全隐患，而且也不方便使用，所以新的科技产品所必将取代传统的机械式开关。
就目前而言，传统的机械按键开关仍然是应用最广的。但是，家电的价格随着人们生活水平不断提高而降低，使得越来越多的家庭都能够负担的起这些家电的使用，并且家电也的确给人们带来了很多方便和娱乐，所以每家每户都会有很多家电，但是很多时候人们把新的家电购回来才发现室内电源开关有限的问题，因此电源插板流入很多家庭，而且重新装修布线又使家电降低了性价比。因此，近几年开发智能家居开关的设计成为很多公司的投资项目，智能家居开关采用的继电器已经在很多遥控家电开关中得到了普及和应用。目前市场上传统的遥控器功能过于单一，人们经常为分辨遥控器而犯愁，因而多功能遥控器成为了发展的方向。
于20世纪末国外已经大量推行无线遥控开关系统，蓝牙遥控开关于美国最早用在工业计算机而非用在家电上，例如，我们熟知的电脑蓝牙上传功能，蓝牙无线打印功能等。进入二十一世纪以来，蓝牙技术因手机蓝牙控制设备的应用而在日常生活中得以大量推广。现在除苹果手机，几乎所有的安卓手机都具有蓝牙控制设备。
1.2 课题研究的目的和意义
随着社会的发展，各种家电走进了千家万户，使得人民生活水平得以提高，与此同时，家电大量增加而传统机械式遥控器功能单一也为很多家庭带来了许多不便于困惑。智能家居控制系统具有划时代的跳跃，因为通过手机蓝牙得以控制的方式不再受到遥控器型号的影响，使用手机蓝牙遥控无需更换电池，这就使家电的性价比和便利性都得到了很大提高。本设计简单、可靠、价低，灵活，应用性强，在市场易于推广而且对学术研究有显著的实际意义。
1.3 国内外研究现状和发展趋势 ?
为了更好的方便人们的居家生活，智能家电控制的概念已经深入民心，众多的科技工作者为了设计出更加完美的智能家电控制系统也在进行着不懈的努力，由于受限于技术瓶颈和我国在这方面起步较晚的影响，我国的智能家电控制系统尚未得到很好的普及和推广，而且应用中的大叔依然离不开普通的遥控插座，据统计，目前在我国已经应用了智能家电控制的家庭中有将近80%的用户依旧是通过普通的遥控插座模式来实现的家电的无线遥控控制，由于采用此种设计模式技术瓶颈低，开发周期短，开发费用低，因而能够更快的融入市场并且得到很好的推广和应用，但是采用此种模式还是存在着诸多的不足之处，由于接通电源的遥控插座是要靠专门的遥控器来进行遥控，很多时候操作还要带上专门的遥控器，在这种情况下，与手机遥控控制的蓝牙控制系统在方便性上还是逊色不少，同时遥控插座由于其结构和使用寿命的因素很难在住宅装修的时候便设计安装到墙内，因而必须漏装在墙外方可使用，如此对室内的美观以及安全性方面都会带来一定的不足之处。
随着中国科技的飞速发展，各项技术瓶颈逐步得到打破，中国的技术人员已经在从传统的遥控技术飞跃到高端的通信行列，随着蓝牙通信、GSM通信、GPRS通信的逐步完善，传统的无线遥控家电控制器必将被新技术新产品所淘汰。基于蓝牙的家电控制不论在性价比，美观，操作的便利度，成本等等多方面都有这独特的优势。所以基于蓝牙的家电控制系统必将成为未来一段时间内家用电器最为理想的遥控控制终端。
1.4 系统的设计任务和要求
本毕业设计主要包括以下几部分任务与要求：（1）系统能够实现对手机蓝牙发送的指令接收并解析；（2）家电开关开启和关闭由LED灯来模拟替代；（3）通过液晶LCD显示屏来显示所控制家电的开启和关闭状态；（4）系统设计4路家电开关在互不影响的前提下顺利完成其开启与关闭控制。
2 蓝牙家电开关控制系统总体方案设计
2.1 系统设计方案比较与可行性论证
经过大量查阅相关资料，本文选择以下三种设计方案进行分析和比较，然后进行相应方案的论证和可行性分析，最终选择一个可行性较高的方案作为系统最终的设计方案来进行设计。
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