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智能寝室系统

专家
2013-01-18 10:55:21    评分

作者:金陵科技学院 郭行 崔晓明 周鑫
指导教师:姚健东

  作品简介

  智能寝室的设计概念与智能家居设计的概念大相近庭,本次所做的智能寝室系统是针对智能家居的一些功能进行裁剪和压缩,以便适应寝室自动化控制的需求。这就像嵌入式系统与个人电脑的操作系统的区别。
  本次设计以采用STC15F2K60S2以及STM32107VC,实现无线遥控、光敏二极管等传感器来制作一个家居智能控制系统。采用无线遥控器代替机械式开关,来控制寝室常用电器,如电脑、音响等。解脱了有线机械式开关的束缚,实现远距离,任意角度对常用电器进行开关控制。使用各式传感器,并由智能CPU来对家用电器进行自动化控制,如自动给开窗,自动开启室内照明等。这种控制才真正算得上是自动化家居。
  根据系统需要,其中控制部分包括了总控制器CPU、按键输入模块、防盗模块、光敏检测模块、遥控收发模块、自动化模块、温湿度指示模块、TFT显示控制模块、GPRS手机通信模块,等等。  

 

  平台选型说明

  STC15F2K60S2,STM32107VC以及安卓手机平台开发。

  设计说明

  【引言:】
  智能寝室的设计概念与智能家居设计的概念大相近庭,本次所做的智能寝室系统是针对智能家居的一些功能进行裁剪和压缩, 随着对智能家居的认识越来越深入,人们逐渐意识到智能化的真正主体是家居的智能化,更多地体现在家庭内部自动化。所以20世纪90 年代后期,一些企业开始引入国外的智能家居技术和产品在国内推广,还有一些大的集团公司也看好该领域,通过各种途径介入,促进整个行业迅速发展。正如当今如火如荼的家电行业,无论是白色家电,还是黑色家电,以及其他一些日用家电无不嵌入了自动化控制,其智能化程度已远是以前的普通家电所不及了。
  通过以上对智能家居的了解,可以根据现有的技术来完成对寝室系统的一体化设计,实现技术的专项应用。  

 

  第一章 课题描述

  1.课题简介
  本次设计以采用STC15F2K60S2以及STM32107VC,实现无线遥控、光敏二极管等传感器来制作一个家居智能控制系统。采用无线遥控器代替机械式开关,来控制寝室常用电器,如电脑、音响等。解脱了有线机械式开关的束缚,实现远距离,任意角度对常用电器进行开关控制。使用各式传感器,并由智能CPU来对家用电器进行自动化控制,如自动给开窗,自动开启室内照明等。这种控制才真正算得上是自动化家居。

  2.系统功能要求
  根据系统需要,其中控制部分包括了总控制器CPU、按键输入模块、防盗模块、光敏检测模块、遥控收发模块、自动化模块、温湿度指示模块、TFT显示控制模块、GPRS手机通信模块,等等。系统的基本框图如图1.1所示。  

 

  第二章 硬件电路设计

  3.系统基本电路介绍
  (1) 总控制器CPU模块,采用15F2K61S2,该款单片机是单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成高可靠复位电路,针对高速通信,智能控制,强干扰场合。在本系统中,因存在控制单元较多而带来的I/O口资源紧张的问题迎刃而解。15F2K61S2管脚排列如图3.1所示。  

 

  CPU模块电路原理图如图3.2所示。其中包括典型51单片机的时钟晶振电路、复位电路、和电源三大基本电路。还有就是各个模块的I/O连接,接下来还会详细说明,在这里就不再赘述。
  (2) 热释电人体感应模块。此模块是系统主要采用的传感器之一,主要作用是感应是否有人在附近,然后自动给出一系列控制,如LCD液晶是否显示,LED台灯是否点亮等。实物图如下  

 

  红外检测传感器一款具有较高性能的传感信号处理集成电路,它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置,特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域,或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。  

 

  热释电人体感应模块电路原理图如图3.8所示。  

 

  (3) 温度检测模块。采用同样是达拉斯公司出品的DS18B20数字温度传感器。
  温度传感器的种类众多,在应用与高精度、高可靠性的场合时 DALLAS(达拉斯)公司生产的 DS18B20 温度传感器当仁不让。超小的体积,超低的硬件开消,抗干扰能力强,精度高,附加功能强,使得 DS18B20 更受欢迎。  

 

  子CPU模块。该CPU采用STM32,该款CPU是ST公司设计生产单典型单片机。内含定时器,中断等内部资源,此外设有休眠中断唤醒功能,在系统中应用作低功耗设计,该设计会在第四章——软件系统设计中详述,在此不再赘述。子CPU模块电路如图3.12所示。  

 

  如图所示,同样包含了复位、时钟晶振、电源的电路,还有就是各I/O口的连接。
  (5) 噪声监测模块。该定时模块简单而实用如图  

 

  该模块能够监测寝室内的声音的分贝数,然后再根据时钟芯片提供的时间来确定对门,以及窗户等得开关
  (6) 温湿度监测模块。该模块功能强大,稳定性好,可以用来长时间地监测寝室的温湿度,且性价比非常高。
  实物效果图,如图3.15所示。  

 

  (7) 无线收发模块,是系统子模块中实用性比较强的一个模块。系统完成后的使用过程中,发现用以遥控电脑开关机、音响和台灯等非常实用方便。目前已被广泛用于汽车遥控钥匙、车库电动门遥控、报警器的设防与解防等。稍作改制,就可以用于各类电动玩具遥控、家用电器遥控及报警系统等。  


图3.16无线收发模块

  第三章 结束语

  本系统采用了15F2K61S2以及STM32两片单片机为控制核心,综合考虑了系统的电磁兼容、系统稳定、性价比,以无线遥控以及热释电、光敏二极管等传感器等技术配套完整、灵活的程序,完成了一个家居智能控制系统的各项功能设计。并通过测试以及系统的使用表明,该系统出色地完成了项目的基本要求。在通过各种方案的讨论及尝试,再经过多次的整体软硬件结合调试,不断地对系统进行优化,最终使其真正实现智能化。

  作品特色

  本系统采用了15F2K61S2以及STM32两片单片机为控制核心,综合考虑了系统的电磁兼容、系统稳定、性价比,以无线遥控以及热释电、光敏二极管等传感器等技术配套完整、灵活的程序,完成了一个家居智能控制系统的各项功能设计。并通过测试以及系统的使用表明,该系统出色地完成了项目的基本要求。在通过各种方案的讨论及尝试,再经过多次的整体软硬件结合调试,不断地对系统进行优化,最终使其真正实现智能化。本系统操作简单实用性高,更容易被大众消费者所接受。本系统的最大亮点就是应用了智能手机的控制更时尚更人性化。

系统演示视频:




关键词: 智能     寝室     系统     设计     控制     以及     遥控     传感器         

菜鸟
2017-06-07 10:12:40    评分
2楼
kankan

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