基于物联网的家庭电源开关系统设计(附件)【字数：7815】
摘 要本课题设计了一种家庭电源开关控制系统，能够实现通过手机蓝牙实现对电视、空调以及微波炉的远程无线启闭，并能够通过液晶屏或者手机屏幕实现启闭状态等功能。在硬件实现方案上，将STM32微处理器作为主控核心，对外部的LCD1602液晶显示电路、蓝牙通信电路、继电器驱动电路和AT24C02型EEPROM电路设计进行驱动控制，将每一项指标功能进行执行。在软件实现方案上，使用C语言搭建各个性能对应的子程序模块，经过主程序对各个子程序的灵活调用，执行各项功能。为了证明该系统设计的正确性和合理性，本课题还对这种类型的家庭电源开关控制系统进行了多个角度的工作测试，在测试过程中，这款家庭电源开关控制系统可以完美执行各项指标功能，符合预期要求，如果将它推向市场，有益于降低其平均成本。
目 录
一、 引言 1
二、 家庭电源开关系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 家庭电源开关系统主控电路设计 4
（二） 手机蓝牙APP通信电路设计 5
（三） 电视/空调/微波炉开关电路设计 6
（四） 液晶显示电路设计 7
（五） 数据存储电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 家庭电源开关系统的主程序流程设计 10
（二） 手机蓝牙APP通信子程序流程设计 11
（三） 液晶屏显示子程序设计 13
（四） 数据存储子程序流程设计 14
五、 实物制作与功能调试 16
总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
家庭电源开关控制系统的发展脉路以电子科学技术作为主导，实现了全面的数字化，直到发展到今天，这一阶段的家庭电源开关系统仍旧是处于持续的改进和优化状态，技术人员通过将大量的智能传感器和微处理器等全新技术植入到软硬件内部后，使家庭电源开关系统可以通过目标代码的控制，实现从简单到复杂的不同智能表现，研发者能够通过修改程序代码等方法实现对系统的功能更新和 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
维护，彻底改变了以往的系统形态，我们常说的家庭电源开关控制系统，事实上是一种可以通过主控器件的强大控制作用而实现多种功能的电子控制系统，在经过多年的发展后，目前市面上的一切家庭电源开关系统都已经实现了全面数字化，可以实现对数据的快速处理，以此执行各类目标功能，通过对关联资料进行收纳和分析后能够知道，家庭电源开关系统在这几年的主要发展趋向是朝着微型化和智能化去的，之所以这几种概念获得了特别的重视，是由于在如今的技术水平背景下，人们对于家庭电源开关系统现有的功能，总体上是比较满意的，而对其更加高的工作性能，如人机体验、高速化、更快的工作速率，这一些指标是永无止境的，而且随着用户人群的不断扩展，这些需求也在不断被提出，本次毕业设计将要设计的该款家庭电源开关控制系统将以课题的发展背景作为前提，通过对大量设计案例进行分析，综合其中一些优秀的设计要素和广泛存在的缺点，将其中的设计要点进行提取并且嵌入到本家庭电源开关控制系统中，而对于普遍存在的缺陷，本次论文将通过电路优化和软件程序的优化，尽量剔除这些不可避免的设计缺点，从而使得最终设计出的系统具有较高的性能和竞争优势。
近几年来国家投入了大量的资金开始进行关键芯片的自主研发，现如今已经获得了比较显著的成果，许多新型研发结构和片商亦参与其中，相信在接下来一段时间，内地就可以将全面自主设计的家庭电源开关系统推向用户并且进行大量生产，在这一些高档家庭电源开关系统关联产品中，内部的大多数重点元件都需要进口，特别是主控器件部分，这一些关键部分仍然需要国外提供，而国产芯片尽管在近几年中进行了很多的研发，因为起步较晚，投入市场的国产芯片种类较少，另外很多是借鉴国外芯片进行复制，在性能上尚且无法和类似功能的进口芯片相媲美，这是如今国内研发家庭电源开关系统所遇到的关键问题。
本次毕业设计以家庭电源开关系统作为研究对象，通过对其各项预期功能指标的推敲，确定了STM32微处理器的主控核心地位，下面需要对这种型号的家庭电源开关控制系统的硬件系统和软件系统的设计，为了可以更加完善的对各项功能指标进行研发，本论文需要对以下内容进行设计：
1、实现STM32微处理器对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2、设计蓝牙无线通信电路，以HC05型蓝牙模块作为核心模块，通过STM32微处理器构建UART总线，使其能够驱动蓝牙电路实现无线数据收发；
3、设计继电器启闭控制电路，通过STM32微处理器普通GPIO管脚的驱动控制，实现对后级电路的启闭控制；
4、能够实现对家庭电源开关控制系统重要数据的存储和读取，采用AT24C02型EEPROM芯片作为存储部分，通过STM32微处理器的IIC接口进行驱动控制；
家庭电源开关系统的方案设计
对于这款家庭电源开关控制系统的研发内容来说，分为硬件电路和软件程序两个部分，其中硬件电路最为重要，系统硬件的运行效果以及稳定性将决定软件程序代码的执行效率和工作性能，这里首先在硬件层面，对这款家庭电源开关控制系统的实现方案进行设计，如下图的结构框图所示，STM32微处理器最小系统将作为关键部分，通过该部分实现对各个外围电路模块的驱动控制。按键电路用于实现对电视、空调以及微波炉的终端启闭，该电路主要由机械按键组成；液晶屏模块主要用于实现对电器启闭状态的显示，该电路由LCD1602液晶屏以及电阻等组成；继电器组由三个小型继电器构成，用于实现对电视、空调以及微波炉的启闭；蓝牙模块由HC05蓝牙构成，用于实现与手机进行通信，不但接收手机发送过来的指令，同时向手机实时传递电视、空调和微波炉的启闭状态，在手机屏幕上进行显示，这就是各模块的主要功能介绍。
图1 家庭电源开关系统内部框图设计
系统硬件设计
家庭电源开关系统主控电路设计
目 录
一、 引言 1
二、 家庭电源开关系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 家庭电源开关系统主控电路设计 4
（二） 手机蓝牙APP通信电路设计 5
（三） 电视/空调/微波炉开关电路设计 6
（四） 液晶显示电路设计 7
（五） 数据存储电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 家庭电源开关系统的主程序流程设计 10
（二） 手机蓝牙APP通信子程序流程设计 11
（三） 液晶屏显示子程序设计 13
（四） 数据存储子程序流程设计 14
五、 实物制作与功能调试 16
总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
家庭电源开关控制系统的发展脉路以电子科学技术作为主导，实现了全面的数字化，直到发展到今天，这一阶段的家庭电源开关系统仍旧是处于持续的改进和优化状态，技术人员通过将大量的智能传感器和微处理器等全新技术植入到软硬件内部后，使家庭电源开关系统可以通过目标代码的控制，实现从简单到复杂的不同智能表现，研发者能够通过修改程序代码等方法实现对系统的功能更新和 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
维护，彻底改变了以往的系统形态，我们常说的家庭电源开关控制系统，事实上是一种可以通过主控器件的强大控制作用而实现多种功能的电子控制系统，在经过多年的发展后，目前市面上的一切家庭电源开关系统都已经实现了全面数字化，可以实现对数据的快速处理，以此执行各类目标功能，通过对关联资料进行收纳和分析后能够知道，家庭电源开关系统在这几年的主要发展趋向是朝着微型化和智能化去的，之所以这几种概念获得了特别的重视，是由于在如今的技术水平背景下，人们对于家庭电源开关系统现有的功能，总体上是比较满意的，而对其更加高的工作性能，如人机体验、高速化、更快的工作速率，这一些指标是永无止境的，而且随着用户人群的不断扩展，这些需求也在不断被提出，本次毕业设计将要设计的该款家庭电源开关控制系统将以课题的发展背景作为前提，通过对大量设计案例进行分析，综合其中一些优秀的设计要素和广泛存在的缺点，将其中的设计要点进行提取并且嵌入到本家庭电源开关控制系统中，而对于普遍存在的缺陷，本次论文将通过电路优化和软件程序的优化，尽量剔除这些不可避免的设计缺点，从而使得最终设计出的系统具有较高的性能和竞争优势。
近几年来国家投入了大量的资金开始进行关键芯片的自主研发，现如今已经获得了比较显著的成果，许多新型研发结构和片商亦参与其中，相信在接下来一段时间，内地就可以将全面自主设计的家庭电源开关系统推向用户并且进行大量生产，在这一些高档家庭电源开关系统关联产品中，内部的大多数重点元件都需要进口，特别是主控器件部分，这一些关键部分仍然需要国外提供，而国产芯片尽管在近几年中进行了很多的研发，因为起步较晚，投入市场的国产芯片种类较少，另外很多是借鉴国外芯片进行复制，在性能上尚且无法和类似功能的进口芯片相媲美，这是如今国内研发家庭电源开关系统所遇到的关键问题。
本次毕业设计以家庭电源开关系统作为研究对象，通过对其各项预期功能指标的推敲，确定了STM32微处理器的主控核心地位，下面需要对这种型号的家庭电源开关控制系统的硬件系统和软件系统的设计，为了可以更加完善的对各项功能指标进行研发，本论文需要对以下内容进行设计：
1、实现STM32微处理器对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2、设计蓝牙无线通信电路，以HC05型蓝牙模块作为核心模块，通过STM32微处理器构建UART总线，使其能够驱动蓝牙电路实现无线数据收发；
3、设计继电器启闭控制电路，通过STM32微处理器普通GPIO管脚的驱动控制，实现对后级电路的启闭控制；
4、能够实现对家庭电源开关控制系统重要数据的存储和读取，采用AT24C02型EEPROM芯片作为存储部分，通过STM32微处理器的IIC接口进行驱动控制；
家庭电源开关系统的方案设计
对于这款家庭电源开关控制系统的研发内容来说，分为硬件电路和软件程序两个部分，其中硬件电路最为重要，系统硬件的运行效果以及稳定性将决定软件程序代码的执行效率和工作性能，这里首先在硬件层面，对这款家庭电源开关控制系统的实现方案进行设计，如下图的结构框图所示，STM32微处理器最小系统将作为关键部分，通过该部分实现对各个外围电路模块的驱动控制。按键电路用于实现对电视、空调以及微波炉的终端启闭，该电路主要由机械按键组成；液晶屏模块主要用于实现对电器启闭状态的显示，该电路由LCD1602液晶屏以及电阻等组成；继电器组由三个小型继电器构成，用于实现对电视、空调以及微波炉的启闭；蓝牙模块由HC05蓝牙构成，用于实现与手机进行通信，不但接收手机发送过来的指令，同时向手机实时传递电视、空调和微波炉的启闭状态，在手机屏幕上进行显示，这就是各模块的主要功能介绍。
图1 家庭电源开关系统内部框图设计
系统硬件设计
家庭电源开关系统主控电路设计
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/156.html
