MC9S12單片機(jī)的智能窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究,大學(xué)論文本篇論文目錄導(dǎo)航：【】【】【】【】【】MC9S12單片機(jī)的智能窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究智能窗簾論文范文：MC9S12單片機(jī)的智能窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容內(nèi)容摘要：如今通信已經(jīng)進(jìn)入5G時(shí)代，隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，家電家具都變成半智能和智能產(chǎn)品，這就對(duì)智能產(chǎn)品的穩(wěn)定性有了更高層次層次的要求。本文設(shè)計(jì)了于MC9S12單片機(jī)的智能窗簾系統(tǒng)。智能窗簾系統(tǒng)首先是信息采集了解窗簾的當(dāng)下?tīng)顟B(tài)，根據(jù)窗簾的狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)窗簾的智能控制。本文本文關(guān)鍵詞語(yǔ)語(yǔ)：MC9S12;智能；近期幾年，物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)越來(lái)越受學(xué)生的歡迎，學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生也比擬多，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的電子產(chǎn)品〔智能家電〕并沒(méi)有進(jìn)入普通百姓家庭，那是由于市場(chǎng)上的電子智能產(chǎn)品價(jià)格昂貴，并不實(shí)用，性?xún)r(jià)比不高。每個(gè)家庭的窗戶(hù)都有窗簾，由于窗簾質(zhì)量不一樣，有的窗簾價(jià)格非常便宜，但是，窗簾在使用經(jīng)過(guò)中，每個(gè)人的習(xí)慣不一樣，拉窗簾用的力大小也不一樣，這樣就導(dǎo)致窗簾容易損壞，針對(duì)門(mén)禁系統(tǒng)問(wèn)題，我設(shè)計(jì)了一個(gè)動(dòng)態(tài)車(chē)牌門(mén)禁管理系統(tǒng)。1智能窗簾系統(tǒng)組成智能窗簾系統(tǒng)由主系統(tǒng)和從系統(tǒng)組成，智能窗簾系統(tǒng)是對(duì)窗簾的狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行采集，判定窗簾的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)白天窗簾打開(kāi)，晚上窗簾關(guān)閉?！?〕主系統(tǒng)組成。主系統(tǒng)由窗簾微控制器、電源模塊和Wi-Fi通信模塊組成。主系統(tǒng)采用了MC9S12XEP100微控制器，它能夠快速處理Wi-Fi通信模塊收到的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理完成后，發(fā)送給從系統(tǒng)〔如此圖1〕。主設(shè)備的功能包括對(duì)采集的窗簾信息進(jìn)行處理，保證窗簾的狀態(tài)穩(wěn)定正確，不能讓干擾信號(hào)影響窗簾功能。最后，把處理好的信息發(fā)送給從系統(tǒng)。主設(shè)備的硬件構(gòu)造圖如此圖2所示。圖1主設(shè)備系統(tǒng)〔2〕從系統(tǒng)組成。從系統(tǒng)的功能包括電源模塊、WiFi通信模塊、直流步進(jìn)電機(jī)和手機(jī)。它的工作原理是在接收到主系統(tǒng)信息以后，實(shí)現(xiàn)窗簾的控制功能，得到窗簾最終的狀態(tài)信息；通過(guò)WiFi通信模塊，把窗簾的狀態(tài)信息發(fā)給手機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。圖3程序流程圖圖2從設(shè)備系統(tǒng)2部分元器件介紹本系統(tǒng)采用的元器件主要有MC9S12XEP100、直流步進(jìn)電機(jī)、Wi-Fi模塊、電源模塊、手機(jī)。〔1〕MC9S12XEP100微控制器。MC9S12XEP100單片機(jī)是16位微控制器。MC9S12XEP100單片機(jī)的指令執(zhí)行速度更快，但是，比32位的ram芯片要慢上一點(diǎn)，智能窗簾控制系統(tǒng)的精度沒(méi)有那么高，就沒(méi)有采用32位微控制器芯片。MC9S12XEP100的總線頻率通過(guò)鎖相環(huán)和分頻器能夠設(shè)置在80MHz下面一般都比擬穩(wěn)定。但要根據(jù)自個(gè)的需要來(lái)設(shè)置。在速度要求能知足的情況下，頻率越低越穩(wěn)定。此系統(tǒng)MC9S12XEP100控制器的總線頻率設(shè)置為25MHz.MC9S12XEP100芯片的AD模塊包含16個(gè)AD轉(zhuǎn)換通道、AD轉(zhuǎn)換的精度能夠設(shè)置成8位、10位和12位。每個(gè)AD通道與4個(gè)額外的觸發(fā)輸入通道能夠用于配置外部觸發(fā)功能。這四個(gè)額外的觸發(fā)輸入通道能夠是芯片外部的或內(nèi)部的。請(qǐng)參考設(shè)備規(guī)范，以了解可用性和連通性?！?〕Wi-Fi無(wú)線模塊。Wi-Fi無(wú)線模塊，屬于傳輸層網(wǎng)絡(luò)，功能是將串口或TTL電平轉(zhuǎn)為符合Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11b.g.n協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧。智能窗簾控制系統(tǒng)嵌入Wi-Fi無(wú)線模塊能夠直接利用Wi-Fi聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線智能家居。如今很多廠家已經(jīng)嘗試將Wi-Fi模塊參加電視、空調(diào)等設(shè)備中，以搭建無(wú)線家居智能系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)APP的操控以及和阿里云、京東云、百度云等互聯(lián)網(wǎng)巨頭云端的對(duì)接，讓家電廠家快速方便的實(shí)現(xiàn)本身產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化智能化并和更多的其他電器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。〔3〕直流步進(jìn)電機(jī)。直流步進(jìn)電機(jī)主要應(yīng)用在工業(yè)、航天、機(jī)器人、精致細(xì)密測(cè)量等更精致細(xì)密控制領(lǐng)域，如跟蹤衛(wèi)星用光電經(jīng)緯儀、軍用儀器、通訊和雷達(dá)等設(shè)備，細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得電機(jī)的相數(shù)不受步距角的限制，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)了方便。步進(jìn)電機(jī)的工作原理是直流步進(jìn)電機(jī)輸入一個(gè)脈沖信號(hào)就得到一個(gè)規(guī)定的位置增量，產(chǎn)生的角位移量與輸入的脈沖個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比。3智能窗簾系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件采用3層構(gòu)造設(shè)計(jì)，其程序用來(lái)完成窗簾信息的采集、處理與傳輸；實(shí)現(xiàn)對(duì)智能窗簾系統(tǒng)的控制與顯示。3.1主系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)功能分為兩部分：智能控制的原理是微控制器通過(guò)光電傳感器實(shí)時(shí)采集光照強(qiáng)度和系統(tǒng)當(dāng)下時(shí)間，自動(dòng)判定窗簾能否應(yīng)該打開(kāi)或者關(guān)閉，執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，最后，把執(zhí)行結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送給手機(jī)APP軟件。3.2從系統(tǒng)工作原理通過(guò)手機(jī)APP手動(dòng)或語(yǔ)音模塊打開(kāi)窗簾或者關(guān)閉窗簾，執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，最后把執(zhí)行結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送給手機(jī)APP軟件。智能窗簾控制系統(tǒng)通訊協(xié)議系統(tǒng)由APP、主系統(tǒng)和從系統(tǒng)三個(gè)部分組成。通信協(xié)議：〔1〕標(biāo)準(zhǔn)幀〔10位ID〕；〔2〕APP發(fā)送ID=0x580,從系統(tǒng)發(fā)送ID=0x581;〔3〕波特率：500Kbps;〔4〕每幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)，Data0通常代表測(cè)試模塊；Data1代表通道擴(kuò)展號(hào)，為0時(shí)表示第0~7通道，通道號(hào)從高到低，如0b00110010代表通道5、4、1;Data2代表發(fā)送相應(yīng)通道狀態(tài)，相應(yīng)位置1表示對(duì)該通道操作，一般在發(fā)送設(shè)置參數(shù)時(shí)能夠同時(shí)設(shè)置多個(gè)通道，即多個(gè)位為1,在回送結(jié)果時(shí)只允許有一位為1;Data3代表參數(shù)序號(hào)；Data4~Data7用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)。通道擴(kuò)展號(hào)及通道狀態(tài)在被測(cè)硬件補(bǔ)充技術(shù)條件中規(guī)定。〔5〕用兩個(gè)字節(jié)發(fā)送參數(shù)，遵循先高后低的原則。如用Data4和Data5發(fā)送變量，變量值為0x2035,則Data4=0x20,Data5=0x35.又如：接收到用Data4和Data5發(fā)送來(lái)的變量，Data4內(nèi)容為35,Data5內(nèi)容為115,則該變量值為35×256+115=9075.〔6〕所有消息均由PC發(fā)起，ECU或者測(cè)試設(shè)備回應(yīng)Data0首位置1.〔7〕模塊ID由上位機(jī)程序使用，其別人可忽略此值。3.3數(shù)據(jù)處理的算法〔1〕智能窗簾采用ad轉(zhuǎn)換讀取窗簾外面光照強(qiáng)度，ad轉(zhuǎn)換的算法是防脈沖干擾平均濾波法。〔2〕防脈沖干擾平均濾波法，詳細(xì)經(jīng)過(guò)如下：〔1〕連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值；〔2〕然后計(jì)算N-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值；〔3〕值的選?。?~14.〔3〕防脈沖干擾平均濾波法的優(yōu)缺點(diǎn)：〔1〕優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)；對(duì)于偶爾出現(xiàn)的脈沖性干擾，能夠消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差?！?〕缺點(diǎn)：測(cè)量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣；比擬浪費(fèi)RAM.4結(jié)束語(yǔ)本文設(shè)計(jì)的智能窗簾系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)光照強(qiáng)度準(zhǔn)確判定實(shí)現(xiàn)窗簾系統(tǒng)的