STC15F单片机的主要功能是通过双串口对数据进行接收、判断、处理,并发出相应的指令。例如ZigBee向单片机发十六进制 4B A1 3C单片机判断得知电视控制端温度过高(60℃)。单片机自动报警并通知智能手机进行显示报警(切断电源由电视端自动独立完成,不依靠单片机)。
蓝牙的主要功能是与智能手机进行配对、通讯,它利用串口与单片机连接进行数据通讯。
ZigBee协调模块也由串口与单片机进行连接通讯,它的主要功能是对终端设备进行组网通讯,把单片机发出的指令转发给终端设备,把终端设备发来的指令通过串口发送给单片机。
主机介绍完毕,下面我们详细介绍一下各个终端模块:
一、电视、音响、窗帘等控制模块:
先上图片:
由电路可知,模块由变压器供电,电压通过7805、AS1117降压3.3V输向主控Zigbee芯片,继电器由12V电压供电。
Zigbee通过P0.3 IO口对硬按键进行监视,通过单总线(P1.0)对温度传感器进行检测,通过P1.3 IO口对状态指示灯D2进行控制,通过P1.5 IO口对继电器进行控制,通过P0.6 IO口对蜂鸣器进行控制。
模块上都会有两个指示灯,红灯(电源通断指示)、绿灯(与主机连接状态指示)如果绿灯一直闪烁说明模块没能连接到主机,连接好主机的模块绿灯不再闪烁。
每个模块上都配有一个硬按键K,可以通过智能手机与模块上的硬按键双向控制,按键按下触发事件,并改变通断状态,模块内的继电器能承受10A的电流,2000W的功率,可以满足一般家电需求。
模块会一直处于接收状态,当模块收到手机发出的通断指令时,开关做出相应动作。
模块上配有DS18B20温度传感器并把传感器放到插座接触部位,当发生过流、过载或者插头松动引发过热时模块会自动断电并且通知主机自动报警,此时我们无法进行开关操作,必须由手机或模块上的硬按键解除警报。
模块还会每隔一段时间向主机发送当前状态,包括开关的通断状态、CPU的电压状态、插座的温度等。
二、电灯控制模块:
图片:
由电路可知,模块由变压器供电,电压通过7805、AS1117降压3.3V输向主控Zigbee芯片,继电器由12V电压供电。
Zigbee通过P0.4 IO口对硬按键进行监视,通过P1.0 IO口对状态指示灯D2进行控制,通过P1.5 IO口对继电器进行控制。
同样,电灯模块上也有两个指示灯,红灯(电源通断指示)、绿灯(与主机连接状态指示)如果绿灯一直闪烁说明模块没能连接到主机,连接好主机的模块绿灯不再闪烁。
每个模块可以通过智能手机与模块上的硬按键双向控制,按键按下触发事件,并改变通断状态,模块内的继电器能承受10A的电流,2000W的功率,对于电灯来说绰绰有余。
模块会一直处于接收状态,当模块收到手机发出的通断指令时,开关做出相应动作。
模块会每隔一段时间向主机发送当前状态,包括开关的通断状态、CPU的电压状态等。
三、空调控制模块:
图片:
由电路可知,模块由变压器供电,电压通过7809、AS1117降压3.3V输向主控Zigbee芯片,继电器由12V电压供电。
Zigbee通过P2.2 IO口对硬按键进行监视,通过单总线(P1.0)对温度传感器进行检测,通过P0.7 IO口对状态指示灯D2进行控制,通过P1.5 IO口对继电器进行控制,通过P0.6 IO口对蜂鸣器进行控制。
同样,空调模块上也有两个指示灯,红灯(电源通断指示)、绿灯(与主机连接状态指示)如果绿灯一直闪烁说明模块没能连接到主机,连接好主机的模块绿灯不再闪烁。
每个模块可以通过智能手机与模块上的硬按键双向控制,按键按下触发事件,并改变通断状态,模块内的继电器能承受30A的电流,6000W的功率,可以满足一般壁挂空调。
模块会一直处于接收状态,当模块收到手机发出的通断指令时,开关做出相应动作。
模块会每隔一段时间向主机发送当前状态,包括开关的通断状态、CPU的电压状态、插座的温度等。
四、温湿度光亮度传感器:
图片:
由电路可知,模块由3节5号电池供电,电压通过两个二极管降压3.3V输向主控Zigbee芯片,温湿度模块4.5V电池供电,光照传感器由3.3V稳压二极管供电。
Zigbee通过通过单总线(P0.4)对温湿度传感器进行检测,通过P0.5 IO口对光照亮度电压进行AD采集,通过P1.0 IO口对状态指示灯D1进行控制。
同样,温湿度光亮度模块上也有两个指示灯,红灯(电源通断指示)、绿灯(与主机连接状态指示)如果绿灯一直闪烁说明模块没能连接到主机,连接好主机的模块绿灯不再闪烁。
模块每隔一段时间对当前状态进行采集并发回主机处理显示,发送完毕后模块进入休眠状态,功耗电流小于100uA,模块利用定时器唤醒,所以三节干电池可以工作数月甚至上年,如果电压过低模块会将电池状态发回主机提示更换电池。
五、人体红外传感器:
图片:
由电路可知,模块由3节5号电池供电,电压通过两个二极管降压3.3V输向主控Zigbee芯片,温湿度模块4.5V电池供电,光照传感器由3.3V稳压二极管供电。
Zigbee通过通过单总线(P0.4)对温湿度传感器进行检测,通过P0.5 IO口对光照亮度电压进行AD采集,通过P1.0 IO口对状态指示灯D1进行控制。
同样,温湿度光亮度模块上也有两个指示灯,红灯(电源通断指示)、绿灯(与主机连接状态指示)如果绿灯一直闪烁说明模块没能连接到主机,连接好主机的模块绿灯不再闪烁。
模块每隔一段时间对当前状态进行采集并发回主机处理显示,发送完毕后模块进入休眠状态,功耗电流小于100uA,模块利用定时器唤醒,所以三节干电池可以工作数月甚至上年,如果电压过低模块会将电池状态发回主机提示更换电池。
六、烟雾煤气检测:
图片:
由电路可知,模块由3节5号电池供电,电压通过两个二极管降压3.3V输向主控Zigbee芯片,烟雾煤气模块4.5V电池供电。
Zigbee通过P0.6 IO口对烟雾煤气模块状态进行采集,通过P0.3 IO口对蜂鸣器进行控制,通过P0.7 IO口对模块反应烟雾煤气浓度的模拟电压进行AD采集,通过P1.0 IO口对状态指示灯D1进行控制。
同样,烟雾煤气模块上也有两个指示灯,红灯(电源通断指示)、绿灯(与主机连接状态指示)如果绿灯一直闪烁说明模块没能连接到主机,连接好主机的模块绿灯不再闪烁。
烟雾煤气传感器使用前需要预热,模块每隔一段时间就要当前状态进行采集,采集之前对模块进行30秒的预热,预热完成后对模块的模拟电压值进行AD采集,电压越大烟雾煤气浓度越大,当浓度大于阈值时模块进行警报并把浓度值发回主机,在没有事件发生时模块将每隔一段时间向主机发送一次当前浓度,发送完毕后模块进入休眠状态,模块利用定时器唤醒。
以上所有模块介绍完毕。
作品特色
先进性:采用现今流行的安卓智能手机来实现和房间内的各个模块的交互,可以通过手机来控制各个模块进行相应的动作(如灯的亮灭、电视的开关等),各个监控模块可以将当前环境的各项参数(如温度、湿度、烟雾浓度等)实时在手机显示界面上显示。最为突出的优点:不用任何控制器就可以通过自身携带的手机对家中的电器进行智能控制。相比以前的智能家居摆脱了控制器数量繁多、不能随身携带且操作繁琐的缺点,使智能家居系统的理念得到进一步完善与延伸。
实用性:拥有两种控制模式:本地控制和手机远程控制,充分摆脱房内空间限制,操作简单且手机界面采用图形图像化的控制界面,让操作所见即所得。该作品摒弃了只能充作摆设的功能,节省人员时间,以人性化为主。能够检测一些容易忽视的电器隐患(如插头和插座接触不良造成过热而引发火灾等),从而为人们提供一个舒适、安全、方便的生活环境。
创新性:采用ZigBee进行组网,并把各个模块加入到物联网中,其特点是近距离、低功耗、低成本。和传统的智能家居相比较,省去了详细设计的成本。该技术完全可以依靠个人喜好进行模块的自行摆放,充分体现人性化。采用蓝牙技术实现手机终端与主机的通讯,手机都自带蓝牙,因此使用较为方便。
系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2483