智能家居燈光控制 8級Stanta家庭自動化家庭自動化系指利用微處理電子技術(shù)，來集成或控制家中的電子電器產(chǎn)品或系統(tǒng)，例如：照明燈、咖啡爐、電腦設備、保安系統(tǒng)、暖氣及冷氣系統(tǒng)、視訊及音響系統(tǒng)等。家庭自動化系統(tǒng)主要是以一個中央微處理機接收來自相關(guān)電子電器產(chǎn)品的訊息后，再以既定的程序發(fā)送適當?shù)男畔⒔o其它電子電器產(chǎn)品。中央微處理機必須透過許多界面來控制家中的電器產(chǎn)品，這些界面可以是鍵盤，也可以是觸摸式熒幕、按鈕、電腦、電話機、遙控器等。關(guān)于我們大參賽作品一套完整的智能家居控制系統(tǒng)十分龐大復雜，涉及到房屋家居日常生活的方方面面。本次的參賽作品是智能家居的一個子系統(tǒng)，實現(xiàn)了家居的燈光調(diào)控功能。用戶在控制端即可實現(xiàn)對整個家居內(nèi)燈光的亮滅調(diào)控，并可獲悉室內(nèi)溫度信息。硬件開發(fā)硬件是地基，軟件才是上層建筑。只有硬件設計得好，才能給軟件更多的發(fā)揮余地。那么此控制器的硬件部分是由電源部分最小單片機系統(tǒng)，usb模擬串口，pwm調(diào)制，溫度采集，紅外接收，保護電路。1.電源部分電源部分在電路中是非常重要的部分，在一個數(shù)字電路中，電源的穩(wěn)定性對整個電路來說起著事半功倍的作用，沒有一個穩(wěn)定的電源，就像一個人沒有一個穩(wěn)定的能量攝入，人的這復雜機體出毛病的，一個機器也是這樣的。那么我們設計的這個控制器電源主要來源與電腦的USB電源，這個大家毋庸置疑，電腦的USB電源還是相對穩(wěn)定的！因為我們這個是一個模擬系統(tǒng)，所以沒有單獨設計電源部分，投機取巧了。2.最小單片機系統(tǒng)P12/PJXDrraihiTOP^fKTlP12/PJXDrraihiTOP^fKTlPM/TffP35XTIPWWRPJ7/RDXTAL1XT^LICIJD圖1.1此控制卡的CPU采用的是51內(nèi)核的8位單片機，圖1.1是通用單片機的做小系統(tǒng)電路圖，這里的晶振電路，我采用的是通訊晶振11.0592MHZ，因為此系統(tǒng)要和上位機通訊，波特率是9600band，其實要用12MHz晶振也行，不過12MHz晶振在波特率1200band可以進行通訊。3.USB模擬串口USB轉(zhuǎn)串口即實現(xiàn)計算機USB接口到通用串口之間的轉(zhuǎn)換.為沒有串口的計算機提供快速的通道，而且,使用本產(chǎn)品等于將傳統(tǒng)的串口設備變成了即插即用的USB設備。作為應用最廣泛的USB接口，每臺電腦必不可少的通訊接口之一，它的最大特點是支持熱插撥，即插即用。傳輸速度快。模擬串口電路主要芯片是PL2303，在官網(wǎng)可以下到此芯片的驅(qū)動，在首次安裝驅(qū)動時，其串口號由WINDOWS自動分配(通常從COM2開始分配)，安裝完成后可在設備管理中點擊屬性修改串口號。修改方法：右鍵點擊“我的電腦”，選擇“屬性”，然后在彈出的“系統(tǒng)屬性”對話框中點擊“硬件”標簽，點擊“設備管理器”。在彈出的設備管理器對話框中點擊“端口COM和LPT”前面的“+號”，然后右鍵點擊“USB-SERIALCH340”，選擇“屬性”，然后再彈出的對話框里選擇“端口設置”標簽，點擊“高級”按鈕，然后在彈出的對話框中將會看到在“COM端口號”右邊有個下拉選擇組合框，點擊選擇想要設置的COM端口號，最后依次點擊“確定”。4.PWM調(diào)制脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“PulseWidthModulation"的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中°PWM是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。從而就得到了不同的電流值，來調(diào)節(jié)燈的亮暗。溫度的采集采集溫度是一件很簡單的是，采集到溫度的精確度才是文章所在。開始想用PT100,可是驅(qū)動和采集信號電路很麻煩，還要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，不怎么增加了開發(fā)周期，而起在成本上也有所增加。對于室內(nèi)溫度的采集，用ds18b20已足夠，它是一款數(shù)字傳感器，它內(nèi)部集成了ram，AD轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理，只要我們讀取ram里的數(shù)據(jù)，就基本上知道了此時此刻的溫度，不過讀出來的溫度大部分是不準的，這就需要程序來配合調(diào)試了！可慶幸的是，我已經(jīng)把精確度做到了0.1度！紅外接收遠程遙控技術(shù)又稱為遙控技術(shù)，是指實現(xiàn)對被控目標的遙遠控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應用廣泛。紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，被諸多電子設備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應用到計算機系統(tǒng)中。在這部分電路這幾種，采用1838T紅外接收頭，它有如下特點：?小型設計?內(nèi)置專用IC?寬角度及長距離接收（圖6.1）?抗干擾能力強?能抵擋環(huán)境干擾光線?低電壓工作圖6.1保護電路采用壓面電阻，電路圖7.1上位機開發(fā)串口是計算機上一種非常通用設備通信的協(xié)議。大多數(shù)計算機包含兩個基于RS232的串口。串口同時也是儀器儀表設備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設備也帶有RS-232口。不過現(xiàn)在pc機帶串口的比較少，我們是利用USB模擬串口工作的。同時，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠程采集設備的數(shù)據(jù)。1.利用串口通訊實現(xiàn)與控制器之間的信息交換。串口通信的概念非常簡單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時，規(guī)定設備線總長不得超過20米，并且任意兩個設備間的長度不得超過2米；而對于串口而言，長度可達1200米。典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但是不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進行通信的端口，這些參數(shù)必須匹配：2.采用Microsoft.NETFramew