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作者:宿州学院 毛友文 胡才 丁鹏鹏

指导老师:李彪 秦雷

作品简介:

　　开发背景：

　　随着社会经济的飞速发展，科学技术水平的不断提高，在军事及工业生产等领域已陆续实现智能化并都有向民用方向发展的趋势。家庭智能化的发展会是将来发展的一个方向，家庭、宿舍的智能化将会给人们生活带来极大的便利，并且智能化的实现可以帮助减少安全事故等安全隐患的发生，一旦发生如火灾的等可将损失降到最低。智能宿舍系统的开发具有广阔的市场前景，基于公共网络(物联网)的智能宿舍将是一个普遍的发展方向。

　　结构说明：

　　本系统主要由主控芯片(IAP15F2K61S2)模块、GSM(物联网)模块、烟雾传感器模块、时钟模块、无线数据传输模块(24L01)、系统供电模块、8*8*8光立方模块、按键模块、彩屏显示器模块、温度传感器模块、被控用电器模块(灯，热水器，风扇，MP3)模块组成。GSM模块接收指令由单片机进行数据处理实现各个模块间的相互通讯，实现智能化。

　　功能与使用说明：

　　1：用电器的手机短信及手动双控制。被控用电器不仅保留了传统的手动控制还实现了手机短信的远程智能控制并且将各用电器的状态显示在显示器上。系统上电启动时，自动检测各个被控用电器的状态，通过控制继电器使各用电器均初始化为关闭状态，手动控制时，只要将对应的开关按到相反的状态就能实现用电器的开关;短信远程控制时，系统接收到指令后自动检测需要被控制的状态然后根据指令做出相应的动作。短信和手动控制互不影响。

　　2:有害气体及烟雾报警。当室内发生火灾或有害气体泄漏，系统发送短信到手机。

　　3：无线温度时间传输到8*8*8光立方显示器上，通信距离可达20米以上。

　　4：热水器内设有温度传感器，并且系统可以通过按键或者手机短信设定加热温度，当水温加热到设定温度时，系统自动断开加热器电源

　　5：彩屏实时显示系统各个模块的状态、时间、当前室温、加热器水温及系统设定温度、系统接收到的短信指令，发送指令。

　　设计特色：

　　本系统采用手动和短信双控制方式，方便实用。整个系统实用彩屏作为显示器，清楚的显示各个模块的状态，8*8*8的光立方无线显示系统的室温和时间，炫丽实用。热水器部分可手或手机短信动设定温度并且有智能保护，更加的实用，一个短信就可以控制加热器的开关。本套系统实用方便，操作简单，市场前景巨大。

平台选型说明:

　　本系统主控芯片选的是STC15F2K61S2系列单片机，该单片机是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/高可靠

　　/低功耗/超强抗干扰的新一代805 单片机，采用STC第八代加密技术，加密性超强，指令代码

　　完全兼容传统8051但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟，±1%温飘，常温下温飘5‰，

　　5MHz~35MHz宽范围可设置，省掉昂贵的外部晶振。3路PWM/PCA，8路高速 10位A/D转

　　换(30万次/秒)，针对电机控制，强干扰场合。

　　在 Keil C 开发环境中，选择 Intel 8052 编译，头文件包含即可。

设计说明:

　　GSM模块原理图

　　GSM模块通过MAX232电平转换与单片机的窗口连接进行数据的发送和接收，GSM接收到的短信指令传给单片机，再由单片机进行数据的处理。GSM是本系统的核心部分。

　　时钟和温度及烟雾传感器原理图

　　系统含有时钟芯片，通过单片机读取时间并显示在彩屏显示器上;两个温度传感器分别测室温和加热器水温，并且显示在显示器上，手机发送指令给系统，系统可将当前室温发送给手机，水温传感器主要检测水温，当水温超过设定温度时系统会自动关闭加热器;烟雾传感器检测到烟雾或有害气体时候系统将会发送短信到手机。

　　彩屏显示器原理图

　　系统各个模块的的状态实时的在显示器上显示，包括时间、用电器的开关状态、室温、水温、GSM发送接收数据、烟雾等

　　键盘模块原理图

　　单片通过按键扫描程序检测那个按键被按下并执行相应的程序，本系统按键为时钟调整和加热器温度设定按键。

　　无线模块24L01连接原理图

　　通过此模块将时间和温度传送到光立方上滚动显示出来，通信距离在20米以内。

　　短信手动开关双控制用电器原理图

　　本系统采用独特创新的电路设计实现了对家用电器的手动和手机短信双控制。手动开关使用双刀双掷开关，开关的中线作为输出端，其他两个端子分别接在VCC和GND上，这样中间的中线可以输出高电平或低电平，继电器亦是如此。双刀双掷开关的另一半也是这样接，但是中间的中线连接到单片机的I/O口上，这样单片机就可以读出手动开关输出的状态从而让单片机执行相应的程序。继电器通过光耦隔离连接74HC573芯片，此芯片不仅可以实现单片机I/O口的扩展，也可增强驱动电流。通过单片机可以控制相应用电器所对应的继电器的状态，这样就实现了手动和手机短信的双控制。以照明灯为例：开启启动后，单片机首先检测照明灯开关的状态输出的高低电平，如果开关对应的输出高电平，那么单片机就使控制照明灯的继电器输出高电平，同理，当检测到开关输出低电平时单片机就会控制继电器也输出低电平。这样不管在开机前手动开关处于什么状态，在开机后照明灯始终是关的状态，这就是系统初始化的判断，此设计解决了只能手动或只能短信控制的缺点，并且工作稳定易于控制，安全性高，比如家里停电了用电器忘了关，这样当人不在家即使来电了用电器也不会工作，大大增加了安全性。在MP3和风扇前都有以整流桥结构为基础的放反接装置，大大提高了系统的性能和实用价值。

　　光立方原理图

　　此光立方采用8*8*8的512个LED的结构，可显示数字、字母动画等，光立方通过24L01无线模块与系统通信，系统将时间和室温传给光立方并且在光立方上滚动显示，非常的炫丽美观，通信距离可达20m。

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