蓝牙遥控空调控制系统设计
摘 要本文结合了大学所学的专业知识，设计了一款以HC-05型蓝牙以及DS18B20温度传感器等作为核心元件的智能空调系统，设计出了一款能够实现温度检测、制冷和加热等功能的空调控制系统，并且能够通过手机蓝牙实现对温度的设置并接收空调系统参数，完成了大学学习生涯里的最后一门作业。系统的主要特点是采用了模拟电路与数字电路相互配合的控制模式，通过模拟电路的高速特性和数字电路的准确特性，将检测过程快速性以及输出结果高精度性等优点表现地淋漓尽致，另外本系统在成本、功耗以及使用稳定度上皆有很高的表现，不但如此，电路中的芯片全部采用了直插引脚封装，当出现损坏等情况时，能够快速地实现维修和更换等操作。经过了多次的实验验证以及电路改进，本系统表现出了很高的准确性和实用特点，适合推向未来的智能空调控制市场，能够大幅度降低目前智能空调系统的生产成本并且降低性价比大幅度提高。
目录
一、 引言 1
（一） 智能空调的发展背景 1
（二） 空调控制系统的发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制芯片的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三） 温度传感器简介 5
（四） HC05主从一体式蓝牙模块介绍 5
（五） HK4100FDC5V继电器介绍 6
（六） LCD1602显示器介绍 7
三、 硬件系统设计 8
（一） 智能空调系统的系统结构框图设计 8
（二） 最小系统设计 8
（三） 温度传感器电路设计 9
（四） HC05蓝牙模块电路设计 10
（五） 加热器/制冷器电路设计 10
（六） 显示器电路设计 11
（七） 按键电路 12
四、 软件系统设计 14
（一） 智能空调系统的软件工作流程设计 14
（二） 温度传感器工作流程设计 14
1. 复位操作 15
2. 读数据操作 15
3. 写数据操作 16
（三） HC05蓝牙模块收发信息流程设计 16
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（四） 继电器控制流程图设计 17
（五） 显示器工作流程设计 18
五、 系统仿真与调试 20
总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
附录一 原理图 26
附录二 元件列表 27
附录三 程序 28
引言
智能空调的发展背景
所谓“智能空调”是指其内部由按键、显示器、温度采集模块、微处理器模块等组成的控制系统根据用户的要求实现多功能调控的空调，与传统的空调相比，更加灵活聪明。空调作为一种家用电器，自发明以来就十分受人欢迎。在十九世纪三十年代，也就是第二次工业革命时期，中国工程师卡里尔就已发明出了第一代空调，那时的空调基本由电压控制器和电机构成，人们可以通过控制风速调节器内部的分压线圈对电空调的风速进行转变，分压线的不同位置对应着不同的电压，当把风速开关转动到不同位置时，其内部的指针就会碰触到分压线而获得不同的风速，这就是最初使用空调的方法了。追溯至今，空调的使用已经接近两个世纪的时间了，空调的生产遍及世界上几乎每个国家，这也就是为什么空调被越来越多人选择，沿用到现在的原因。随着科技的飞速发展，微处理技术和智能概念逐步发展成熟，它们也被很好的运用到了生活中常用的家用电器中，其中之一就是智能空调。智能空调由于集成技术以及传感技术的快速发展而多次进行设计和改进，空调控制系统中装入种类、功能各异的传感器，例如温度传感器，它可以通过检测室温实现智能反馈——微处理器根据室温的高、低，来控制空调发出冷、热气，如果室内无人时，空调会自动停止工作，这就降低了电源的损耗。“智能家居”这一名词出现得非常早，但它真正进入我们的生活却有些“迟缓”，智能家居除了以舒适性为目的外，更重要的是增添了人们所不知的强大的功能特点，比如通过智能安防，室内防盗，防劫，防燃气泄漏以及紧急求助，就像在家安置了一个电子保安，时刻守护生命财产安全；或是通过手机远程控制家中一切，随心所欲，随时随地。智能家居涵盖范畴广，常用的是照明、电视、空调、窗帘和音频设备等，在以舒适性以及高效性为最终目的的同时，实现了人们对于生活质量的更高追求。可见，设计出高性能的智能空调不仅能够提高生活质量，带来愉逸安宁的生活，而且还能促进智能家居系统的发展，所以本文将围绕智能空调，来讨论智能空调的设计方法和原理。
空调控制系统的发展现状
近些年来智能家居概念的逐步兴起使得控制控制系统的发展走进了一个新的境地，国内外许多知名厂家为了满足客户需求，在空调控制系统中加入了很多更加人性化的传感器，使得空调控制系统更加灵活，不但如此以太网的飞速发展造成了空调控制系统朝着网络化发展，它将与其他多种设备共同组成一个完整的互联网络，这样使用者只需手中掌握一个遥控器就能够实现智能空调以及其他设备的统一操控，不但省却了传统的线路布局，更提升了空调的整体美观度。
本文主要研究内容
本文提出了采用8位型51单片机作为主控核心的智能空调控制系统，通过将这种性价比超高并且带有高稳定性性能的芯片嵌入到这种系统中，能够大幅降低目前市场上相关产品的生产成本，并且改进了相关产品所存在的普遍缺点。在论文的结构安排上，文章的第一章主要通过到图书馆以及互联网查阅资料对智能空调控制系统的发展背景进行了简要的阐述，并对目前国内外相关院校、企业或者兴趣小组的研究成果进行了调查与对比，从而分析出他们的研究现状；文章第二章快速确定了智能空调控制系统的主控核心单片机即51单片机，该核心确立后，通过查阅大量资料，选择出单片机外围模块要使用的型号，并对其性能特点进行了简单介绍；论文的第三章是智能空调控制系统的硬件设计章节，在这一部分，笔者将详细描述控制系统的硬件结构以及各个模块电路的设计过程；论文的第四章是软件设计章节，在这一部分，笔者将通过流程图形式对程序的设计过程进行详细的分析，本文将主要围绕以下几项功能指标对空调控制系统的进行设计：
1、具有制冷和加热两种模式；
2、当按下制冷模式按键后，可设置制冷，当温度高于设定温度时，继电器模块闭合，启动制冷器进行制冷，当高于设定温度时，关闭制冷器；
3、当按下加热模式按键后，可设置加热，当温度高于设定温度时，继电器模块断开，关闭加热器，当低于设定温度时，继电器闭合，开启加热器对房间内进行加热；
4、使用者可通过手机蓝牙串口这个app实现对温度的设置、加热/制冷模式的选择，并能够在手机上显示空调的运行状态；
5、具有显示功能，实时显示室内温度。
方案选择及元器件介绍
目录
一、 引言 1
（一） 智能空调的发展背景 1
（二） 空调控制系统的发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制芯片的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三） 温度传感器简介 5
（四） HC05主从一体式蓝牙模块介绍 5
（五） HK4100FDC5V继电器介绍 6
（六） LCD1602显示器介绍 7
三、 硬件系统设计 8
（一） 智能空调系统的系统结构框图设计 8
（二） 最小系统设计 8
（三） 温度传感器电路设计 9
（四） HC05蓝牙模块电路设计 10
（五） 加热器/制冷器电路设计 10
（六） 显示器电路设计 11
（七） 按键电路 12
四、 软件系统设计 14
（一） 智能空调系统的软件工作流程设计 14
（二） 温度传感器工作流程设计 14
1. 复位操作 15
2. 读数据操作 15
3. 写数据操作 16
（三） HC05蓝牙模块收发信息流程设计 16
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
（四） 继电器控制流程图设计 17
（五） 显示器工作流程设计 18
五、 系统仿真与调试 20
总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
附录一 原理图 26
附录二 元件列表 27
附录三 程序 28
引言
智能空调的发展背景
所谓“智能空调”是指其内部由按键、显示器、温度采集模块、微处理器模块等组成的控制系统根据用户的要求实现多功能调控的空调，与传统的空调相比，更加灵活聪明。空调作为一种家用电器，自发明以来就十分受人欢迎。在十九世纪三十年代，也就是第二次工业革命时期，中国工程师卡里尔就已发明出了第一代空调，那时的空调基本由电压控制器和电机构成，人们可以通过控制风速调节器内部的分压线圈对电空调的风速进行转变，分压线的不同位置对应着不同的电压，当把风速开关转动到不同位置时，其内部的指针就会碰触到分压线而获得不同的风速，这就是最初使用空调的方法了。追溯至今，空调的使用已经接近两个世纪的时间了，空调的生产遍及世界上几乎每个国家，这也就是为什么空调被越来越多人选择，沿用到现在的原因。随着科技的飞速发展，微处理技术和智能概念逐步发展成熟，它们也被很好的运用到了生活中常用的家用电器中，其中之一就是智能空调。智能空调由于集成技术以及传感技术的快速发展而多次进行设计和改进，空调控制系统中装入种类、功能各异的传感器，例如温度传感器，它可以通过检测室温实现智能反馈——微处理器根据室温的高、低，来控制空调发出冷、热气，如果室内无人时，空调会自动停止工作，这就降低了电源的损耗。“智能家居”这一名词出现得非常早，但它真正进入我们的生活却有些“迟缓”，智能家居除了以舒适性为目的外，更重要的是增添了人们所不知的强大的功能特点，比如通过智能安防，室内防盗，防劫，防燃气泄漏以及紧急求助，就像在家安置了一个电子保安，时刻守护生命财产安全；或是通过手机远程控制家中一切，随心所欲，随时随地。智能家居涵盖范畴广，常用的是照明、电视、空调、窗帘和音频设备等，在以舒适性以及高效性为最终目的的同时，实现了人们对于生活质量的更高追求。可见，设计出高性能的智能空调不仅能够提高生活质量，带来愉逸安宁的生活，而且还能促进智能家居系统的发展，所以本文将围绕智能空调，来讨论智能空调的设计方法和原理。
空调控制系统的发展现状
近些年来智能家居概念的逐步兴起使得控制控制系统的发展走进了一个新的境地，国内外许多知名厂家为了满足客户需求，在空调控制系统中加入了很多更加人性化的传感器，使得空调控制系统更加灵活，不但如此以太网的飞速发展造成了空调控制系统朝着网络化发展，它将与其他多种设备共同组成一个完整的互联网络，这样使用者只需手中掌握一个遥控器就能够实现智能空调以及其他设备的统一操控，不但省却了传统的线路布局，更提升了空调的整体美观度。
本文主要研究内容
本文提出了采用8位型51单片机作为主控核心的智能空调控制系统，通过将这种性价比超高并且带有高稳定性性能的芯片嵌入到这种系统中，能够大幅降低目前市场上相关产品的生产成本，并且改进了相关产品所存在的普遍缺点。在论文的结构安排上，文章的第一章主要通过到图书馆以及互联网查阅资料对智能空调控制系统的发展背景进行了简要的阐述，并对目前国内外相关院校、企业或者兴趣小组的研究成果进行了调查与对比，从而分析出他们的研究现状；文章第二章快速确定了智能空调控制系统的主控核心单片机即51单片机，该核心确立后，通过查阅大量资料，选择出单片机外围模块要使用的型号，并对其性能特点进行了简单介绍；论文的第三章是智能空调控制系统的硬件设计章节，在这一部分，笔者将详细描述控制系统的硬件结构以及各个模块电路的设计过程；论文的第四章是软件设计章节，在这一部分，笔者将通过流程图形式对程序的设计过程进行详细的分析，本文将主要围绕以下几项功能指标对空调控制系统的进行设计：
1、具有制冷和加热两种模式；
2、当按下制冷模式按键后，可设置制冷，当温度高于设定温度时，继电器模块闭合，启动制冷器进行制冷，当高于设定温度时，关闭制冷器；
3、当按下加热模式按键后，可设置加热，当温度高于设定温度时，继电器模块断开，关闭加热器，当低于设定温度时，继电器闭合，开启加热器对房间内进行加热；
4、使用者可通过手机蓝牙串口这个app实现对温度的设置、加热/制冷模式的选择，并能够在手机上显示空调的运行状态；
5、具有显示功能，实时显示室内温度。
方案选择及元器件介绍
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