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家居助手

专家
2014-02-23 15:58:51    评分

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。

此文档的相关视频来自:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13349




关键词: 单片机     遥控器     仿真器     传感器    

高工
2014-02-23 16:16:43    评分
2楼
现在医学院也有工程类专业了?

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