未来智能化家居与互联网的设计
2017年3月17日【】科技是时代进步的齿轮，智能是科技的代名词，科技为生活服务，所以智能家居成为现在时代科技迅速发展的重要标志。试想一下，每天梦中醒来，优雅的音乐代替聒噪的闹钟，电视机正播放着今天的天下要闻。离家后，轻触一下“离开”键 ，所有的灯都会关闭。每天下班回到家，客厅的灯自动打开，浴室的热水已经准备好。这些只是智能家居的一小部分，更多的是个性化自定义功能，根据使用者的自身习惯来定义功能。本设计使用STC89C51单片机，用C语言编写程序，以窗帘作为家用电器的代表，主要实现窗帘的自动开关与闭合，并对室内布防，实现防盗报警功能。本设计以两个限位器控制直流电器正转与反转，并防止窗帘过卷。遥控与收发部分使用的是SC226和SC2272编码、解码芯片。本设计还有智能光感自动系统，可以根据光线的强弱自动调节窗帘的开关与闭合；人体感应模块可以感应人体，并在感应到人体时发出报警。
目录
一、概述 5
（一）选题背景与意义 5
（二）主要任务 5
二、系统总体方案及硬件设计 6
（一）设计思路 6
（二）工作原理 6
（三）系统硬件设计 7
1.主控芯片 7
2 .单片机最小系统 7
3.遥控发射模块参数 8
4.遥控电路设计 9
5.光线检测模块 10
6.正反转控制模块 11
7.指示灯显示模块 11
8.人体感应模块 12
9.蜂鸣器模块 13
10.按键模块 14
三、系统程序设计及仿真 15
（一）系统流程图 15
（二）程序设计与仿真 16
四、硬件调试 18
五、课程设计体会 19
参考文献 21
附1：仿真图 22
附2：系统原理图 23
附3：源程序 24
一、概述
科技在进步，时代在发展，智能家居在我国虽然属于一个新兴产业，但这几年的发展非常迅速。随着需求的日益强烈，产品供不应求。产品求购指数呈爆炸式增长。
（一）选题背景与意义
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
智能家居作为近年来火热产业，处于融合演变期，市场出现明显增长趋势。过几年，智能家居定会进入一个快速发展时期，协议与技术正逐步融合。即使智能家居正在逐步发展，但是它的发展也受到了一些阻碍。主要问题是没有一个标志性的权威产品，导致智能家居的控制系统在研究和设计发面没有在市场上得到很好地适应。
（二）主要任务
智能家居包括智能灯光、智能家电、室内环境控制、安全布防等部分。智能灯光在原理上和智能窗帘相同，但智能窗帘比自动灯光在设计上难度更大，所以本设计着重介绍智能窗帘的设计。本设计的主要任务是实现窗帘的机械化，主要功能如下：
一键开关窗帘：分别设置开/关按键，通过按键控制窗帘的开关；
自动开关窗帘：通过感光模块感应光线的强弱自动控制窗帘的开关；
防止窗帘过卷：通过限位器判断窗帘的位置，自动控制开关动作的停止；
人体感应报警：使用人体感应模块感应背景和人体温度差来判断是否有人进入，当布防模式打开时，人体感应模块工作，当感应到人体时，蜂鸣器鸣叫，达到报警的目的；
系统运行指示灯：使用不同颜色发光二极管，显示不同的工作模式；
无线遥控功能：使用SC2262和SC2272单片机配合做收发模式，实现无线遥控功能。
二、系统总体方案及硬件设计
本设计使用C语言在STC89C51单片机上进行编程，结合无线收发射模块、两个限位器控制模块还有蜂鸣器、人体感应模块等方面进行设计的。
（一）设计思路
智能窗帘使用STC89C51单片机，使用C语言进行编写。以直流电机控制窗帘代替灯泡，设计更复杂，更贴近生活。使用两个继电器控制直流电机的正反转，从而实现窗帘的开关和闭合。使用两个红外感应器探测窗帘的位置，防止窗帘过卷。遥控部分使用SC2262和SC2272编码解码芯片，达到无线控制的效果。设置一个手动布防按钮，当人体感应模块感应到人体时，嗡鸣器发出报警声，再按一下布防按钮撤销布防，嗡鸣器停止报警。
系统框架如图所示：
图（1）系统框架图
（二）工作原理
智能窗帘使用STC89C51单片机,收发模块使用SC2262/SC2272 编码解码芯片，使用红外遥控进行控制；不同颜色的发光二极管用以区别不同的工作状态；利用控制直流电机的正反转，管理窗帘的开闭状态；利用人体感应器感应人体，实现防盗功能；利用光敏电阻检测环境光线的变化，实现窗帘的自动化控制；更加人性化的做法是为了防止窗帘过卷，采取用红外感应器检测窗帘位置的方式。
（三）系统硬件设计
1.主控芯片
智能窗帘的主控芯片是STC89C51,这个主控芯片是功耗较低的一个8位中央处理器，是4K容量并具备编程能力的Flash Rom。因为他可编程的特性，使得市场上的各种嵌入式计算机都在使用STC89C51芯片。单片机引脚如图（2）所示：
图（2）单片机引脚
2 .单片机最小系统
最小系统的主要用时钟电路、复位电路、存储路径控制组成。
时钟电路顾名思义，就是像时钟一样的震荡电路。在89C51单片机中由引脚XTAL1和XTAL2接石英晶体谐振器构成自激振荡器。如图（3）所示，系统可以凭借分析各种不同情况选择石英晶体。
图（3）时钟电路
复位电路主要有上电自动复位和手动按键复位两种方式。上电复位就是接通电源后，无需手动操作，就依靠C3充电完成复位。手动复位就是手动按键使单片机复位。其结构如下图。
图（4）复位电路
3.遥控发射模块参数
通讯方式：调幅AM
工作频率：315MHZ
频率稳定度：±75KHZ
发射功率：≤500MW
静态电流：≤0.1UA
发射电流：3～50MA
工作电压：DC 3～12V
传输距离：>500m
本模块具有声表稳定、性能稳定、工作电压范围宽的特点。发射模块工作频率为315MHZ，频率非常稳定。数据模块使用ASK调制方式，功耗低。发射模块应安装在电路板边缘，远离其他元器件，以避免干扰。遥控发射模块发射距离随环境变化而变化，还与其本身的电压、信号频率等有关。最大发射距离大约800m。
4.遥控电路设计
遥控电路设计采用SC2262和SC2272编码解码芯片组成，SC2262是 2262 系列用于红外遥控的专用芯片，它是一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编码电路，SC2262最多可有 12 位(A0A11)三态地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，任意组合可提供 531441 地址码，SC2262最多可有 6 位(D0D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出，可用于遥控发射电路。
目录
一、概述 5
（一）选题背景与意义 5
（二）主要任务 5
二、系统总体方案及硬件设计 6
（一）设计思路 6
（二）工作原理 6
（三）系统硬件设计 7
1.主控芯片 7
2 .单片机最小系统 7
3.遥控发射模块参数 8
4.遥控电路设计 9
5.光线检测模块 10
6.正反转控制模块 11
7.指示灯显示模块 11
8.人体感应模块 12
9.蜂鸣器模块 13
10.按键模块 14
三、系统程序设计及仿真 15
（一）系统流程图 15
（二）程序设计与仿真 16
四、硬件调试 18
五、课程设计体会 19
参考文献 21
附1：仿真图 22
附2：系统原理图 23
附3：源程序 24
一、概述
科技在进步，时代在发展，智能家居在我国虽然属于一个新兴产业，但这几年的发展非常迅速。随着需求的日益强烈，产品供不应求。产品求购指数呈爆炸式增长。
（一）选题背景与意义
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
智能家居作为近年来火热产业，处于融合演变期，市场出现明显增长趋势。过几年，智能家居定会进入一个快速发展时期，协议与技术正逐步融合。即使智能家居正在逐步发展，但是它的发展也受到了一些阻碍。主要问题是没有一个标志性的权威产品，导致智能家居的控制系统在研究和设计发面没有在市场上得到很好地适应。
（二）主要任务
智能家居包括智能灯光、智能家电、室内环境控制、安全布防等部分。智能灯光在原理上和智能窗帘相同，但智能窗帘比自动灯光在设计上难度更大，所以本设计着重介绍智能窗帘的设计。本设计的主要任务是实现窗帘的机械化，主要功能如下：
一键开关窗帘：分别设置开/关按键，通过按键控制窗帘的开关；
自动开关窗帘：通过感光模块感应光线的强弱自动控制窗帘的开关；
防止窗帘过卷：通过限位器判断窗帘的位置，自动控制开关动作的停止；
人体感应报警：使用人体感应模块感应背景和人体温度差来判断是否有人进入，当布防模式打开时，人体感应模块工作，当感应到人体时，蜂鸣器鸣叫，达到报警的目的；
系统运行指示灯：使用不同颜色发光二极管，显示不同的工作模式；
无线遥控功能：使用SC2262和SC2272单片机配合做收发模式，实现无线遥控功能。
二、系统总体方案及硬件设计
本设计使用C语言在STC89C51单片机上进行编程，结合无线收发射模块、两个限位器控制模块还有蜂鸣器、人体感应模块等方面进行设计的。
（一）设计思路
智能窗帘使用STC89C51单片机，使用C语言进行编写。以直流电机控制窗帘代替灯泡，设计更复杂，更贴近生活。使用两个继电器控制直流电机的正反转，从而实现窗帘的开关和闭合。使用两个红外感应器探测窗帘的位置，防止窗帘过卷。遥控部分使用SC2262和SC2272编码解码芯片，达到无线控制的效果。设置一个手动布防按钮，当人体感应模块感应到人体时，嗡鸣器发出报警声，再按一下布防按钮撤销布防，嗡鸣器停止报警。
系统框架如图所示：
图（1）系统框架图
（二）工作原理
智能窗帘使用STC89C51单片机,收发模块使用SC2262/SC2272 编码解码芯片，使用红外遥控进行控制；不同颜色的发光二极管用以区别不同的工作状态；利用控制直流电机的正反转，管理窗帘的开闭状态；利用人体感应器感应人体，实现防盗功能；利用光敏电阻检测环境光线的变化，实现窗帘的自动化控制；更加人性化的做法是为了防止窗帘过卷，采取用红外感应器检测窗帘位置的方式。
（三）系统硬件设计
1.主控芯片
智能窗帘的主控芯片是STC89C51,这个主控芯片是功耗较低的一个8位中央处理器，是4K容量并具备编程能力的Flash Rom。因为他可编程的特性，使得市场上的各种嵌入式计算机都在使用STC89C51芯片。单片机引脚如图（2）所示：
图（2）单片机引脚
2 .单片机最小系统
最小系统的主要用时钟电路、复位电路、存储路径控制组成。
时钟电路顾名思义，就是像时钟一样的震荡电路。在89C51单片机中由引脚XTAL1和XTAL2接石英晶体谐振器构成自激振荡器。如图（3）所示，系统可以凭借分析各种不同情况选择石英晶体。
图（3）时钟电路
复位电路主要有上电自动复位和手动按键复位两种方式。上电复位就是接通电源后，无需手动操作，就依靠C3充电完成复位。手动复位就是手动按键使单片机复位。其结构如下图。
图（4）复位电路
3.遥控发射模块参数
通讯方式：调幅AM
工作频率：315MHZ
频率稳定度：±75KHZ
发射功率：≤500MW
静态电流：≤0.1UA
发射电流：3～50MA
工作电压：DC 3～12V
传输距离：>500m
本模块具有声表稳定、性能稳定、工作电压范围宽的特点。发射模块工作频率为315MHZ，频率非常稳定。数据模块使用ASK调制方式，功耗低。发射模块应安装在电路板边缘，远离其他元器件，以避免干扰。遥控发射模块发射距离随环境变化而变化，还与其本身的电压、信号频率等有关。最大发射距离大约800m。
4.遥控电路设计
遥控电路设计采用SC2262和SC2272编码解码芯片组成，SC2262是 2262 系列用于红外遥控的专用芯片，它是一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编码电路，SC2262最多可有 12 位(A0A11)三态地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，任意组合可提供 531441 地址码，SC2262最多可有 6 位(D0D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出，可用于遥控发射电路。
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