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文獻(xiàn)綜述

9MartinBecker,EwoudWerkman,ApproachingAmbientIntelligentHomeCareSystemsMichalisAnastasopoulos

10FrostSullivan:EuropeanRemotePatientMonitoringMarkets,B519-56,202211JianchengLiu,YoichYokoyamaIntelligentMulti-AxisMotionControlforMachineToolSystemsTheUniversityofCalifornia1998

1））））本選題的理論本選題的理論本選題的理論本選題的理論、、、、實(shí)際意義實(shí)際意義實(shí)際意義實(shí)際意義隨著社會(huì)信息化的加快，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等各種高科技的快速進(jìn)展，人們的生活面臨著各種各樣的信息變化，轉(zhuǎn)變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習(xí)慣。也對(duì)傳統(tǒng)的家居用品設(shè)計(jì)理念提出了挑戰(zhàn)，人們對(duì)家居的要求早已不只是物理空間的范疇，更為關(guān)注的是一個(gè)平安、便利、舒適的居家環(huán)境。推拉窗及窗簾智能掌握是智能家居行業(yè)新興的生活產(chǎn)業(yè)，智能窗取代了傳統(tǒng)的手動(dòng)推拉窗模式，更能適應(yīng)人們?nèi)找孀非蠛?jiǎn)潔便利的生活方式。本文通過(guò)單片機(jī)，CMTS、交換機(jī)、通訊器、掌握器、無(wú)線收發(fā)器、各種探測(cè)器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成的智能窗主要框架掌握系統(tǒng)，真正使課題從理論達(dá)到現(xiàn)實(shí)化走出了第一步，使課題的討論更能簡(jiǎn)潔，易解。

單片機(jī)又稱(chēng)單片微掌握器它不是完成某一個(gè)規(guī)律功能的芯片而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。這種計(jì)算機(jī)是把智能給予各種機(jī)械的單片機(jī)。概括的講一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格廉價(jià)。單片機(jī)比專(zhuān)用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)因此它得到了最多的應(yīng)用。近年來(lái)隨著單片機(jī)檔次的不斷提高功能的不斷完善其應(yīng)用日趨成熟、應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)大如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。

早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最勝利的是INTEL的8031因?yàn)楹?jiǎn)潔牢靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上進(jìn)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)掌握領(lǐng)域要求的提高開(kāi)頭消失了16位單片機(jī)但因?yàn)樾詢r(jià)比不抱負(fù)并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年月后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大進(jìn)展單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTELi960系列特殊是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用32位單片機(jī)快速取代16位單片機(jī)的高端地位并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。目前高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz性能直追90年月中期的專(zhuān)用處理器

單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)單片機(jī)由運(yùn)算器、掌握器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔使用便利實(shí)現(xiàn)模塊化處理功能強(qiáng)速度快。

單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1在智能儀器儀表上的應(yīng)用2在工業(yè)掌握中的應(yīng)用3在家用電器中的應(yīng)用4在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用5單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用6在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用。此外單片機(jī)在工商金融科研、訓(xùn)練國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著非常廣泛的用途。

因此單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用在當(dāng)今社會(huì)變的非常重要。

21世紀(jì)是信息化的世紀(jì)各種電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動(dòng)了人類(lèi)文明的巨大進(jìn)步。智能家居掌握系統(tǒng)可以定義為一個(gè)過(guò)程或者一個(gè)系統(tǒng)。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起通過(guò)統(tǒng)籌管理讓家居生活更加舒適、平安、有效。與一般家居相比智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能供應(yīng)舒適平安、高品位且宜人的家庭生活空間。因此智能家居掌握系統(tǒng)布線簡(jiǎn)潔、功能敏捷擴(kuò)展簡(jiǎn)單而被人們廣泛接受和應(yīng)用。

現(xiàn)代智能化離不開(kāi)運(yùn)算和掌握單元本系統(tǒng)采納89C51作為主控器件單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件由單片機(jī)擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、輸入/出設(shè)備以及各種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)掌握要求的接口電路和有關(guān)的外圍電路芯片或部件組成軟件由單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其特定掌握功能的各種工作程序和管理程序組成。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中應(yīng)不斷調(diào)整軟、硬件協(xié)調(diào)地進(jìn)行軟、硬件設(shè)計(jì)以提高工作效率當(dāng)系統(tǒng)硬件和軟件緊密協(xié)作、協(xié)調(diào)全都就可以組成高性能的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本課題完成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)其開(kāi)發(fā)過(guò)程的系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試依據(jù)開(kāi)發(fā)的實(shí)際需要相互協(xié)調(diào)、交叉有機(jī)的進(jìn)行。本文從智能家居的一個(gè)項(xiàng)目——智能電動(dòng)窗簾的設(shè)計(jì)開(kāi)頭。

隨著人民生活水平的不斷提高人們對(duì)家庭生活舒適性的需求越來(lái)越劇烈窗簾作為每個(gè)家庭生活中最必需的家居用品之一自然也需要滿意人民更舒適性的需求。窗簾最基本的作用無(wú)非是愛(ài)護(hù)業(yè)主的個(gè)人隱私以及遮陽(yáng)擋塵等功能但傳統(tǒng)的窗簾您必需手動(dòng)去開(kāi)關(guān)每天早開(kāi)晚關(guān)也是挺麻煩的特殊是別墅或復(fù)式房的大窗簾比較長(zhǎng)而且重用時(shí)需要很大的力才能開(kāi)關(guān)窗簾特殊不便利于是電動(dòng)窗簾應(yīng)運(yùn)而生。現(xiàn)有的電動(dòng)窗簾都可以自動(dòng)開(kāi)關(guān)閉窗簾到了時(shí)間自動(dòng)掌握窗簾的開(kāi)關(guān)可以依據(jù)光的但是他們也有些缺點(diǎn)。窗簾掌握器的自動(dòng)開(kāi)關(guān)如何讓窗簾能夠開(kāi)關(guān)自如停機(jī)的時(shí)間是否到位。

電動(dòng)窗簾主要有以下幾大功能1手動(dòng)掌握該功能使電動(dòng)窗簾具有手動(dòng)正傳、手動(dòng)反轉(zhuǎn)和手動(dòng)停止的功能。而且增加了工作狀態(tài)指示電機(jī)工作在正傳、反轉(zhuǎn)和停止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候數(shù)碼管均有不同工作狀態(tài)指示。2半自動(dòng)手動(dòng)掌握半自動(dòng)手動(dòng)掌握是在需要關(guān)閉或打開(kāi)窗簾的時(shí)候只需要人工按一下“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”按鍵后窗簾到位自動(dòng)停止。3環(huán)境亮度掌握窗簾的關(guān)閉和開(kāi)啟通過(guò)環(huán)境亮度自動(dòng)完成窗簾的開(kāi)啟或關(guān)閉操作掌握“天黑關(guān)閉天亮打開(kāi)”具有智能管理不產(chǎn)生誤動(dòng)作。4時(shí)間自動(dòng)掌握依據(jù)設(shè)置輸入的開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間來(lái)掌握窗簾的關(guān)閉和打開(kāi)。

窗簾的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止功能可由單片機(jī)輸出電平來(lái)掌握步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)。

環(huán)境亮度的掌握通過(guò)光敏電阻和運(yùn)放組成的電路來(lái)掌握單片機(jī)輸出電平繼而掌握電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。時(shí)間自動(dòng)掌握可以由定時(shí)器來(lái)掌握。

在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)面對(duì)各種檢測(cè)對(duì)象和大量掌握單元需要利用各種接口標(biāo)準(zhǔn)和MCU進(jìn)行連接再經(jīng)過(guò)MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)控。而此時(shí)采納單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能家居掌握系統(tǒng)不僅具有采集掌握便利、簡(jiǎn)潔、敏捷等優(yōu)點(diǎn)而且可以大幅度提高采各模塊和芯片的協(xié)調(diào)性。此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)正是把利用AT89C51單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)完成本設(shè)計(jì)的要求。

本課題要討論或解決的問(wèn)題和擬采納的討論手段途徑

本設(shè)計(jì)的總體硬件電路圖包括單片機(jī)外圍電路、A/D轉(zhuǎn)換電路信號(hào)調(diào)理電路、檢測(cè)電路、鍵盤(pán)/顯示接口電路、步進(jìn)電機(jī)掌握電路等模塊。

89C51是一種帶4K字節(jié)閃耀可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory的低電壓高性能CMOS8位微處理器俗稱(chēng)單片機(jī)。利用89C51單片機(jī)為掌握系統(tǒng)。

單片機(jī)外圍電路供應(yīng)各模塊所需的5V電源和時(shí)鐘模塊信號(hào)檢測(cè)后的是模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理放大進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)。單片機(jī)的P2口掌握步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行從而掌握窗簾的升降。顯示和鍵盤(pán)讓人機(jī)交換變得更簡(jiǎn)單。以上各模塊組成了電動(dòng)窗簾掌握器的總體電路，本電路依據(jù)辦公和生活環(huán)境需要采納AT89C51單片機(jī)掌握系統(tǒng)依據(jù)其不同掌握模式實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)掌握、自動(dòng)掌握、定時(shí)掌握的相互轉(zhuǎn)換掌握窗簾機(jī)。該設(shè)計(jì)包括光電開(kāi)關(guān)電路、系統(tǒng)主控模塊、電源轉(zhuǎn)換電路、愛(ài)護(hù)電路等組成可實(shí)現(xiàn)窗簾自動(dòng)升降。關(guān)鍵利用了單片機(jī)定時(shí)掌握光電開(kāi)關(guān)步進(jìn)電機(jī)等由光電傳感器來(lái)探測(cè)外界的光強(qiáng)從傳感器出來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路的放大濾波調(diào)理后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器件完成一個(gè)轉(zhuǎn)

換過(guò)程需要肯定時(shí)間假如在這段時(shí)間內(nèi)信號(hào)的幅度發(fā)生變化轉(zhuǎn)換結(jié)果將會(huì)受到影響所以期間要用到采樣保持電路。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)由單片機(jī)掌握器來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)行與停止。顯示部件用來(lái)顯示電動(dòng)窗簾掌握器的各種狀態(tài)信息。鍵盤(pán)是主要的輸入設(shè)備掌握單片機(jī)的各種參量。

課題討論的主要內(nèi)容

課題討論的主要內(nèi)容課題討論的主要內(nèi)容課題討論的主要內(nèi)容：：：：

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)家庭舒適度的要求越來(lái)越強(qiáng)。窗簾作為每個(gè)家庭生活中最必需用的家居用品之一，自然也需要滿意人們更舒適性的要求。窗簾最基本的作用無(wú)非是愛(ài)護(hù)人們的隱私以及遮陽(yáng)擋塵等功能，但傳統(tǒng)的窗簾我們必需手動(dòng)去開(kāi)關(guān)是挺麻煩的。于是電動(dòng)窗簾應(yīng)運(yùn)而生