基于单片机的智能远程家电控制及安防系统的设计样本.doc
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1、 学校代码: 11059 学 号:Hefei University 毕业设计(论文)BACHELOR DISSERTATION论文题目: 基于单片机智能远程家电控制及安防系统设计 学位类别: 工学学士 学科专业: 自动化 作者姓名: 导师姓名: 丁健 完毕时间: 基于单片机智能远程家电控制及安防系统设计中文摘要随着人民生活水平提高和安全防范意识增强,人们开始关怀自己生活和工作环境,不但规定周边环境舒服化和人性化,对居住工作环境安全化和智能化也提出了更高规定,智能远程家电控制和安防系统将成为此后生活中必不可少构成某些。GSM网络是基于时分多址技术和频分多址技术通信网络体系,是国内覆盖面最广,功能
2、最强,顾客最多数字蜂窝移动通信网。通过中华人民共和国移动公司建成无缝覆盖全国GSM网,运用GSM短信技术传送警讯信息,具备安全可靠,安装以便等长处。本设计采用STC-12C5A60S2单片机作为主控芯片,配合GSMTC35模块控制继电器JQC-3FF闭合与关断,以达到远程控制家电目,安防系统使用热释人体红外传感器作为信号采集模块,若检测到有人侵入住宅,则通过GSM模块发短信到顾客手机完毕报警功能。如何实现这些功能,在本论文第三四章有详细简介。本设计为了更加以便操作,特别增长了LCD12864显示模块和按键,使顾客能更够加容易通过按键实现设防和撤防。核心词:GSM;串口通信;远程家电控制THE
3、DESIGN OF INTELLIGENT REMOTE HOME APPLIANCE CONTROL AND SECURITY SYSTEM BASED ON SINGLECHIPABSTRACTWith the improvement of peoples living standards and security awareness,people began to care about their living and working environment requires not only comfortable surroundings and humane,safe workin
4、g environment for living and intelligent also a higher requirements,intelligent remote home appliance control and security systems will become an essential part of life. GSM network is based on time division multiple access technology and frequency division multiple access technology,communication n
5、etwork system,is the most extensive coverage,most powerful,most users digital cellular mobile communication network. Built through China Mobiles seamless GSM network covering the whole country,the use of technology to send GSM SMS alert information,with safe,reliable,and easy installation.This desig
6、n uses STC-12C5A60S2 microcontroller as the master chip,with the TC35 GSM module control relay JQC-3FF closed and off,in order to achieve the purpose of remote control home appliances,security systems using pyroelectric infrared sensor body as a signal acquisition module,if it was detected housebrea
7、king,send text messages via the GSM module to the users phone to complete alarm function. How to achieve these functions,the third chapters in this thesis are described in detail.In order to more convenient to operate,This design added a LCD12864 display module and buttons,allowing users to more eas
8、ily achieved through the keys to arm and disarm.Keywords:GSM;Serial communication;Remote home appliance control目录第一章 绪论11.1研究背景11.2 智能家居来源11.3 智能家居在中华人民共和国发呈现状31.4 智能家居发展前景41.5 本章小结4第二章 系统构造及工作原理52.1 无线远程家电控制设计方案52.1.1 控制终端实现方式52.1.2 控制系统软件设计52.1.3 无线通信实现方式选取52.2 系统构成及功能简介62.3 本章小结6第三章 系统硬件设计83.1 核心
9、器件选型83.1.1TC35模块83.1.2 SIM卡电路103.2 单片机电源113.2.1 电源模块电路图113.2.2 LM7805简介113.3 热释红外传感器123.4 时钟电路133.5 单片机模块设计143.6 LCD12864显示电路153.7 家电控制模块163.8 本章小结16第四章 系统软件设计174.1 软件开发环境174.2 主程序设计174.3 远程控制模块设计204.4 本章小结21第五章 系统软硬件调试225.1 软件调试工具225.2 程序调试时惯用窗口225.3 GSM远程控制模块调试235.3.1 预测达到目的235.3.2 调试成果245.4 本章小结2
10、4第六章 结论266.1 系统总结266.2系统展望26道谢29附录一30附录二60附录三62第一章 绪论随着科技发展和人民生活水平提高,越来越多科技产品进入了人们寻常生活,为人们生活带来了极大便利。特别是各种远程控制系统,更是极大以便了人们寻常生活。本设计是一种通过发短信对家用电器和各种继电器进行远程控制系统。通过它,人们可以随时随处使用手机来控制各种家电或开关状态。1.1研究背景随着经济飞速发展,生活水平日益提高,人们对居住环境也有了更高规定,家居行业逐渐走向绿色环保、高科技智能化发展阶段,将来主流家居模式将是无线远程控制和远程安全防御。在千里之外就能手机遥控自己家用电器,实时监控家里安全
11、状况,早上离开家门时候,只要控制面板上按下“离家”模式,家庭家居设备将逐渐关闭,安防设备启动布防,在有人非法闯入家里状况下及时发短信告知到顾客,以保证家中安全。 下班路上,拿起手机轻轻一按,热水器已经提前启动,为您舒舒服服冲个热水澡做好准备;空调已按您指令自动打开,一进家门就是一种凉爽世界,舒服当 人;一身清爽之后,拿起自己手机,随心操控各类设备,畅快享有数码高清大片带来震撼;躺在软软床上,遥控灯光让环境变得温柔,远离一天嘈杂,享 受此时属于自己静谧;入睡之前,窗帘在手机指令下徐徐拉上,带着刚才满眼星光和您一同进入梦乡这一切智能化运作将咱们引入一种新行业,就是智能家居1。1.2 智能家居来源智
12、能家居概念来源甚早,但始终未有详细建筑案例浮现,直到1984年美国联合科技公司 (United Techno1ogies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)City Place Building时,才浮现了首栋“智能型建筑”,从此也揭开了全世界争相建造智能家居序幕。 最知名智能家居要算比尔盖茨豪宅。比尔盖茨在她“将来之路”一书中以很大篇幅描绘她正在华盛顿湖建造私人豪宅。她描绘她住宅是“由硅片和软件建成”并且要“采纳不断变化尖端技术”。通过7年建设,1997年,比尔盖茨豪宅终于建成。她这个豪宅完全按
13、照智能 住宅概念建造,不但具备高速上网专线,所有门窗、灯具、电器都可以通过计算机控制,并且有一种高性能服务器作为管理整个系统后台。 智能家居是IT技术(特别是计算机技术)、网络技术、控制技术向老式家电产业渗入发展必然成果。由社会背景之层面来看,近年来信 息化高度进展,通讯自由化与高层次化、业务量急速增长与人类对工作环境安全性、舒服性、效率性规定提高,导致家居智能化需求大为增长此外在 科学技术方面,由于计算机控制技术发展与电子信息通讯技术之成长,也促成了智能家居诞生。 20世纪80年代初,随着大量采用电子技术家用电器面市,住宅电子化浮现。80年代中期,将家用电器/通信设备与安全防范设备各 自独立
14、功能综合为一体后,形成了住宅自动化概念。80年代末,通信与信息技术发展,浮现了通过总线技术对住宅中各种通信/家电/安防设备进行监控与管 理商用系统,这在美国称为Smart Home,也就是当前智能家居原型智能家居最初定义是这样:“将家庭中各种与信息有关通信设备/家用电器 和家庭安防装置,通过家庭总线技术()连接到一种家庭智能系统上,进行集中或异地监视/控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境和谐 与协调”是智能住宅基本单元也是智能住宅核心 世界上第一幢智能建筑1984年在美国康涅迪格州浮现,当时只是对一座旧式大楼进行了一定限度改造,采用计算机系统对大楼空 调、电梯、照明等设备进行监测
15、和控制,并提供语音通信、电子邮件和情报资料等方面信息服务。智能家居最早沿于英文Smart Home,早先更多提法是Home Automation家庭自动化,由于早先涉及产品都与家庭自动化产品和配件关于,自动化、智能化是其重要特点。几年前,美国、欧洲和东南亚等 经济比较发达国家先后提出了“智能住宅”(即智能家居Smart Home)概念。其目的就是:“将家庭中各种与信息有关通讯设备,家用电器和家庭保 安装置通过家庭总线技术(HBS)连接到一种家庭智能化系统上进行集中或异地监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境和谐与协调”。智能家居(Smart Home)频繁出当前各大媒体上,成
16、了人们耳熟能详词汇。当前关于智能家居称谓各种各样,诸如:电子家庭 (Electronic Home)、e-Home、数字家园(Digital family)、家庭自动化(Home Automation)、家庭网络 (Home net/Networks for Home)、网络家居(Network Home)、智能化家庭(Inte1ligenthome)等等几十种, 尽管名称是五花八门,但它们含义和所要完毕功能大体是相似2。 1.3 智能家居在中华人民共和国发呈现状智能家居至今在中华人民共和国已经历了近发展,从人们初最初梦想,到今天真实走进咱们生活,经历了一种漫长而艰伤心程。提到智能化家居,人们
17、立即会联想到网络。冰箱联网、洗衣机联网、电视机联网、微波炉联网开发者高举智能家居大旗,宣称网络家电可以使生活达到全数字化,让人们感到轻松以便。智能家居固然不止是这些。在国内,智能家居不是一种单独产品,也不是老式意义上“智能社区”概念,而是基于社区多层次家居智能化解决方案。它综合运用计算机、网络通讯、家电控制、综合布线等技术,将家庭智能控制、信息交流及消费服务、社区安防监控等家居生活有效地结合起来,在老式“智能社区”基本上实现了向 家延伸,创造出高效、舒服、安全、便捷个性化住宅空间。概念年:是智能家居在中华人民共和国一种概念年。通过广播电台、电视、报纸和杂志等诸多媒体广泛宣传,相称一某些居民已
18、经接受了智能家居这个概念。各社区开发商在住宅设计阶段也已经或多或少考虑了智能化功能设施,少数高档住宅社区已经配套了比较完善智能家庭网 络,并在房地产销售广告中,已经开始将“智能化”作为其一种“亮点”来宣传。某些对科技发展动向和市场趋势敏感科研机构和有实力公司,已经看到这个 市场辽阔前景,意识到这是一种难得机遇,开始或已经研究和开发有关系统和产品作了先期布置和规划。研究开发年:智能家居毕竟在硬件和软件方面都具备一定难度,在数个月或一年时间里是不也许研究开发成功。国外完毕这个 系统过程普通要通过35年时间,固然在中华人民共和国也许用不了这样长时间,由于已有了国外某些经验可供参照,但预计23年时间还
19、是需要。因 此,是各个科研机构和公司从规划到实际研究和开发核心一年。犹如以往相类似产品(如彩色电视机和VCD及DVD机)在国内发展过程同样,有 些机构和公司开始引进某些国外系统和产品,在某些豪华公寓和住宅中已经看到了它们踪迹。实验年:在这一年中,有相称一某些高档和中档住宅社区和私人住宅,将在控制和管理上实现普通意义上智能化, 宽带网将进入普通居民住宅和社区,为智能家庭网络功能完善佐以一定条件。国内某些公司网络产品将逐渐进入市场,某些国外系统和产品也将在这一年 开始以较大规模进入中华人民共和国市场,开始在市场上与中华人民共和国产品接触。国内关于智能家庭网络系统各种原则将陆续出台,各种具备一定智能
20、可以上网终端产品 (智能家电/设备)将依照这些原则陆续研发出来,并逐渐进入市场。推广年:到,是智能家庭网络系统在中华人民共和国推广应用两年。国内自行研制系统已经较为成熟, 并有能力与国外系统和产品相抗衡。新建住宅和社区大某些将配备一定智能化设施和设备。美国和欧洲将在全面普及智能家庭网络, 各种可连网终端电器/设备将大量出当前市场上。国内自行设计和生产可连网家用电器/设备也将有相称规模。普及年:国内在智能家居技术领域与欧美国家差距并不大,预计仅滞后23年,在这几年中,国内将全面普及智能家庭网络系统和产品,即开始走进普通居民家居中。在这个时期,整个市场将是以国内自行研究和开发系统和产品为主;国外产
21、品将在高档系统产品占有一席之地。真正智能家庭网络大市场将在 中形成3。至今,智能家居行业在远程家电控制以及远程电子安防系统这两块得到了飞速发展,国内做智能家居公司如雨后春笋般崛起,各人们电厂商也把远程控制作为卖点,争夺国内家电行业市场份额。1.4 智能家居发展前景国内人口占世界人口六分之一,这15亿左右人口无疑形成了世界上最具规模需求市场,全世界没有任何一种国家可以相比中华人民共和国市场。这对智能家居行业发展是一种实实在在保障,在世界第一市场国成长,发展,国内本土智能家居业一定会发展成最具市场效应,最受市场欢迎,最符合 市场需求智能家居行业。中华人民共和国市场不但大,并且有着自己独特性。中华人
22、民共和国人口多,但经济发展区相对比较密集,不比欧美某些国家,国民有着独体别墅居住模式,国外某些大智能家居品牌,在此居住模式上已经形成独到成熟。而中华人民共和国国民普遍都是楼宇住宅居住模式。有此差别,中华人民共和国智能家居行业兴盛,相信指日可待,低廉成本,有机遇,有市场,如此大好环境,咱们智能家居行业发展也一定会为咱们打造一种非常智能化家居环境,并在国际竞争中也牢牢占据有利地位4。1.5 本章小结本章简介了什么是智能家居,智能家居产生背景和当前在中华人民共和国发展状况,还展望了智能家居系统将来发展前景。第二章 系统构造及工作原理随着电子技术发展、信息服务普及,人们生活水平越来越高,人们生活节奏越
23、来越快,由此,基于GSM模块远程家电控制应运而生!2.1 无线远程家电控制设计方案2.1.1 控制终端实现方式由于工作现场只限定在家庭里面,其控制器只需接受解决手机发来开关信息和解决传感器采集到数据信息以决定与否需要向顾客进行打电话报警,对数据解决和实时功能规定都不高,如果用功能强大台式机作为主控制器是一种挥霍,并且安装也不以便,所觉得了减少成本和控制功耗,本设计选取了单片机作为主控制器5。2.1.2 控制系统软件设计本课题选取用基于单片机设计方案,普通不需要移植操作系统。并且系统任务相对比较简朴,在家庭环境下对实时性需求也不高。因此采用C语言从系统底层开始直接编写控制程序就可以较好达到规定。
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