邓文兵智能家居系统设计与实施.docx

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1、W阙题目：智能家居控制系统的设计与实现专业：电子信息工程技术学生姓名：邓文兵指导教师：侯爱霞毕业设计（论文）任务书学生姓名邓文兵专业电子信息工程技术论文题目智能家居控制系统的设计与实现内容与技术参数智能家居系统由系统主机、系统分机、Internet服务器和网络接口等部分构成。其中系统主机通过服务器（个人计算机）连入Inteme3通过自己0PSTN公用互换网接口电路连入PSTN规定该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，假如不幸出现某种险情,您和11O可以在第一时间获得告知以便深入采用行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居系统可以在不变化家中任何家电的状况下，

2、对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行以便地控制，使人们尽享高科技带来日勺简便而时尚B现代生活。工作计划1布置任务书，令其查找资料2. 明确课题，让其构思论文3. 7月10号左右，让其交电子文档的草稿4. 8月10号，提交正式电子文档学生（签名）指导教师（签名）毕业设计（论文）成绩评估表学生姓名邓文兵性别男专业电子信息工程技术论文题目智能家居控制系统0设计与实现评价内容详细规定得分论文的标题（10分）不能模糊、空泛，要一目了然，或直接、精确地揭示论文日勺论点，或直接揭示论文的研究课题，使读者一看标题就能理解论文的J基本意思。内容提纲（10分）阐明论文F1勺重要论点和基本内容。简要扼要，概括性强

3、。目录（10分）简介论文章节的基本内容及便于读者查找阅读文章内容。主体（50分）绪论（10分）绪论：能清晰交代问题背景、选题原因和实际工作的关系。本论（30分）本论：要写得充实，即说理充足，例证充足，逻辑严密，论点明确。结论（10分）结论：能总结研究成果，并作出详细的改善提议。参照文献（20分）懂得参阅他人的研究成果。采用参照文献与否充足和参照文献参照价值的大小，对毕业论文质量的高下起着重要作用。总分（Ioo分）评语及成绩指导教师评语：成绩：指导教师（签字）：评阅人评语：成绩：评阅组长签字：第1章序言错误!未定义书签。1.1系统的总体构造及工作过程错误!未定义书签。第2章系统的硬件构成错误!未

4、定义书签。2.1 nRF401无线数据传播电路错误!未定义书签。2.2 看门狗电路错误!未定义书签。2.3 DS1307时钟接口电路错误!未定义书签。2.4 MT888OC双音频编解码电路错误!未定义书签。2.5 ISD4004语音录放电路错误!未定义书签。2.6 MAX202串行通讯电路错误!未定义书签。2.7 铃流检测与摘挂机控制电路错误!未定义书签。第3章系统软件编制错误!未定义书签。3.1系统主机程序0编制错误!未定义书签。3.2系统与Internet网络通讯程序0编制错误!未定义书签。第4章结论错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。参照文献错误!未定义书签。摘要二十一世纪是信息化的

5、世纪，多种电信和互联网新技术推进了人类文明的巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭；而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下鼠标，或者打一种简朴的o此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，假如不幸出现某种险情，您和11O可以在第一时间获得告知以便深入采用行动。舒适、时尚H家居生活是社会进步时标志，智能家居系统可以在不变化家中任何家电的状况下，对家里的电器、灯光、电源、家

6、庭环境进行以便地控制，使人们尽享高科技带来时简便而时尚时现代生活关键词：智能家俱服务器第1章序言二十一世纪是信息化时世纪，多种电信和互联网新技术推进了人类文明日勺巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷B米饭；而这一切的实现都仅仅是轻轻H点几下鼠标，或者打一种简朴的o此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，假如不幸出现某种险情，您和11O可以在第一时间获得告知以便深入采用

7、行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步0标志，智能家居系统可以在不变化家中任何家电B状况下，对家里0电器、灯光、电源、家庭环境进行以便地控制，使人们尽享高科技带来0简便而时尚0现代生活。1.1系统日勺总体构造及工作过程智能家居系统由系统主机、系统分机、ImenIet服务器和网络接口等部分构成。其中系统主机通过服务器（个人计算机）连入Internet,通过自己的PSTN公用互换网接口电路连入PSTNo其构造图如图IT所示。InternetPSTN系统主机|I本地无线传输网络一,$厂:.系统分机I系统分机-系统分机遇.厂厂不彳I设备1I设落III设备1I图1-1智能家居控制系统的总体构造主机与分机通

8、过无线传播构成星形拓扑构造。系统主机通过当地无线传播网络同系统分机进行通讯、传播控制命令和反馈信息。该系统正常工作时，顾客可以通过Internet和PSTN两种网络进行访问，当通过Internet访问时，本系统可提供一种界面友好的终端软件,顾客只需登陆到运行在家中的服务器即可对家中的设备进行远程控制；当通过PSTN访问时，本系统将为顾客提供语音操作界面。其工作流程如图1-2所示。待机状态程序初始化I三次振,未接河自动接通播放语音:“欢迎进入X家智能家居控制系统，请按键选择：1.继续呼叫2.语音留言3.远程控制4.语音帮助”播放语音:播放语音：欢迎请稍等您留言按1开始2结束3重听I振铃N次I#返

9、回到初始化I录音开始一录音结束.13放音开野,播放语音：1打开空调器,2关闭空调器,3打开热水器,4关闭热水器,5打开电饭煲,6关闭电饭煲，2打开空调II关闭空调按下*或#键播放语音：“请按照语音提示选择所需功能，挂机前清按#键，健返回至菜单.”返回主菜单图1-2智能家居控制系统H勺工作流程第2章系统日勺硬件构成本系统的硬件重要有系统主机与系统分机两大部分。系统主机由单片机AT89C52和多种接口电路构成，如图2-1所示。系统分机由单片机AT89C52和多种接口电路、传感器单元电路、固态继电器控制电路构成，并由固态继电器控制详细设备，详细硬件构成框图。力运用在控制和信息传递上。系统主机重要根据

10、各个功能电路B输出成果进行逻辑判断和控制命令B输出。系统分机0多种接口电路和主机相似，只是根据设备0不一样（传感器单元）有着细节上0变化。下面重要简介系统主机0多种接口电路。2.1nRF401无线数据传播电路无线数据传播电路由Nordic企业的单片UHF无线数据收发芯片nPF40及其外围电路构成。Npf401采用FSK调制解调技术，其工作效率可达20kbits,且有两个频率通道供选择，并且支持低功耗和待机模式。它不用对数据进行曼彻斯特编码，其天线接口设计为差分天线，因而很轻易用PCB来实现。硬件电路时设计要点如下:（1）射频电路对于电源噪声相称敏感，必须采用星形布线布线的措施使数字部分和RF部

11、分有各自的电源线路，并且应在靠近集成电路电源引脚处分别去耦2。（2）外接VCO电感应选用高频电感，Q45,精度为2%,本设计采用深圳顺百科技有限企业的1QW18AN22NG00,电感的精度对无线通信的距离有较大0影响，也可使用精度为5%的，但通信距离会大大减小。VCO电感连线应与其他控制线保持一定的距离，应防止数字控制线从电感引脚之间通过，并且应当使VCO电感元件的!中心距离nRF401BVCO1,VCo2引脚焊盘的中心5.4mm左右，电感元件的选择与布局很重要，是设计成败的要点。2.2看门狗电路看门狗电路由MAX8131及其外围元件构成。如图2-2所示。一般，在单片机的工作现场，也许有多种干

12、扰源。这些干扰源也许导致程序跑飞、导致死机或者程序不能正常运行。假如不及时恢复或使系统复位，就轻易导致损失。看门狗电路的作用就是在程序跑飞或者死机时，能有效地使系统复位以使系统恢复正常运转。因此，在程序中定期给P1.5送入看门狗信号，就可以保证在程行异常时，由MAX8131使单片机复位。电路原理的电路如图所示。晶体管VT1与天线M电容C1等构成简易多普勒效应传感器（也叫微波探测头），它实质上是一种微波段自激振荡器；VT2和VT3等构成超低频人体移动频响信号放大器；集成电路A1、A3和扬声器B等构成模拟狗叫声发生器；小电珠H1、H2和VT4等构成随声闪光器；固定式三端集成稳压器A2、电源变压器T

13、、硅全桥QD和滤波电容C5、C12等构成交流电变换器，为电路提供合适的直流电源。接通电源后，天线W向周围空间发射出频率约600MHzB电磁波，其有效覆盖范围是一种半径约8MB圆区域。当有人进入该区域内时，根据电磁波的多普勒效应，人体的反射波就会通过W使VT1日勺自激振荡幅度和频率都发生变化，从而导致C3两端电压发生波动。该波动电压的幅度大小与人体距w的远近成正比，而波动频率与人体活动快慢有关。波动电压经VT放大后，通过C4加到VT30基极，使VT由截止瞬间导通，A1因其触发端TG获得正脉冲触发信号而工作，其输出端OUT输出长约5S09狗吠声电信号，经A3等构成0音频功率放大器（输出功率达4.5

14、W）放大后，推进B持续发出三遍“汪一汪汪”狗叫声来；与此同步,B两端部分音响电信号经限流电阻R14加至VT4发射结，使作为负载的即、H2伴随狗叫声同步闪光。假如A1持续受到触发，则狗叫声就会持续不停，直至一ozz来人退出警戒区域或在原地站立不动为止。电路中，R7、VD2和R8、VD3构成两个简易稳压电路，其作用分别是将AI的触发电压和工作电压均限制在容许05V以内。R9是A1日勺外接时钟振荡电阻器，其阻值大小影响狗吠声的速度和音调。C6是音频旁路电容器，重要用于滤去AI输出信号中某些不悦耳B谐波成分，使狗吠声愈加逼真响亮。吠3、C1O用作校正相移，以消除扬声器电图2-2看门狗电路原理图感影响，

15、使之成为纯电阻性。C1能使小电珠闪光愈加干脆、明亮控制模块负责对无线射频模块状态切换及信道切换的控制，选用华邦单片机W77E58,控制模块的设计分为硬件电路的设计和软件的设计两部分。2.3DS1307时钟接口电路DS1307时钟芯片是美国DA11AS企业生产B12C总线接口实时时钟芯片。DS1307可以独立于CPU工作，它不受晶振和电容等的影响，并且计时精确，月积累误差一般不大于10秒。此芯片还具有掉电时钟保护功能，可自动切换到后备电源供电。同步还具有闰年自动调整功能，可以产生秒、分、时、日、月、年等数据，并将其保留在具有掉电保护功能的时间寄存器内，以便CPU根据需要对其进行读出或写入。由于单片机AT89C52没有12C总线接口，因此，要驱动DS1307,就必须采用单主机方式下B12C总线虚拟技术。在此方式下，以单片机为主节点（主器件），主器件永远占有总线而不出现