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作者：济宁医学院医学信息工程学院 黎玉建 杨通通 王敏

指导教师：孔英

　　作品简介

　　开发背景：科学技术的发展进步的本质是为了更好的服务人类，随着人们生活质量的快速提升，人们不断追求更方便更智能的生活方式，因此家居智能化必然是一种不可阻挡的潮流。身为当代大学生，将来欲有所建树，必紧握时代之命脉，故我小组设计了一款家居助手，旨在辅助人们拥有更舒适的居家生活。

　　功能与使用说明：

　　(1) 主界面显示当前的日期时间和温湿度。

　　(2) 可使用按键和遥控两种操作方式，实现了多级菜单切换和设置。

　　(3) 闹钟的设置与开启。添加了普通家用遥控器的测试与解码和高温报警(可扩展为GSM模块，实现手机报警)。

　　(4) 具有智能和安全两种待机模式，安全模式下(主人长期离家开启)，当感应到有人类在范围内活动，实施报警;智能模式下(主人正常起居生活时开启)，如果在设置的安全范围之外有人类活动进行报警，如果在设置的安全时间之内即判定为主人在家的情况下，不进行报警，若光线较暗，则开启灯光。

　　作品特色：①运用了多级菜单，使用了按键遥控两种控制方式，可以更好的进行人机交互。②使用了HC—SR04超声波测距模块，当人体离开时，LED关闭显示，实现了节能和与环境的较好融合。③具有模式设置，适应多种情况，实现初步智能。

　　平台选型说明

　　选用平台类型及说明：

　　采用宏晶公司最新STC15系列IAP15F2K61S2芯片，ISP/IAP,在系统可编程/在应用可编程，无需编程器，无需仿真器，可当仿真器使用。增强型8051CPU,1T,单时钟/机器周期，速度比普通8051快8-12倍，61K字节片内。

　　设计说明

　　本作品可分为三大模块：(1)处理模块为IAP15F2K61S2电路(2)感应模块主要由DHT11模块、光敏电阻、HC—SR501人体热释电模块、红外接收发送模块、HC—SR04超声波测距模块等 (3)显示与输出模块由12864液晶模块、蜂鸣器和LED灯。如下图：

　　为实现上述功能可将整体系统分为四个子系统：人体热释电系统、调控系统、温湿度传感器系统和声波测距系统。

　　(1)人体热释电系统

　　人体热释电系统主要实现对人体活动的感应和对光线强弱的处理，及其感应数据的联合处理。

　　HC—SR501采用可重复/不可重复触发方式选择，感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔的输出0-3次，一分钟后进入待机状态进行工作，当人进入其感应范围时，则输出高电平，人离开感应范围时则自动延时关闭高电平，输出低电平。光敏电阻在弱光和黑暗的条件下呈现高电阻，而在强光照下呈现低电阻，因此在弱光下电阻两端电压高，光照下两端电压低，运用STC15F2K单片机的A/D转换将电压值转换为数字量，并与HC—SR501电平信号传入单片机进行判断处理。

　　当单片机判断处于安全模式下，若传来HC—SR50高电平信号这触发蜂鸣器报警。当单片机判断处于智能模式下且在设置活动时间内，若来HC—SR50高电平信号且光敏电阻电压值的数字量大于设置的门限值时，则LED灯接通，模拟照明设备开启。

　　(2)调控系统

　　调控系统实现了用户对产品的时间和模式的设置及各种选择，单片机通过按键和红外接收器获取用户命令，并执行对应的命令，通过12864液晶显示执行的结果。

　　(3)温湿度传感器系统

　　温湿度传感器系统主要实现了温度和湿度的实时获取显示，当达到门限值时做出对应动作。MCU发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集，用户可选择读取部分数据。从模式下，DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集，如果没有接收到主机发送开始信号，DHT11不会主动进行温湿度采集。采集数据后转换到低速模式。

　　获取的数据通过单片机驱动LED显示在液晶屏上，当温度过高是接通蜂鸣器(可扩展为GSM模块，实现手机报警)。

　　DHT11模块设计原理

　　(4)超声波系统

　　超声波系统用于测量用户与产品的距离，开启和关闭LED液晶。该模块内部发出 8 个 40kHz 周期电平并检测回波，一旦检测到有回波信号则输出回响信号，回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。

　　HC—SR04超声波测距模块电路图

　　单片机通过返回数据与设置数据比较对12864液晶模块进行操作，实现液晶的显示与待机。

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