第PAGE基于單片機(jī)的智能插座高溫監(jiān)測(cè)警報(bào)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及測(cè)試案例目錄TOC\o"1-3"\h\u221421.1系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)方案 2258031.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 3163241.2.1紅外遙控模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3101531.2.2溫度檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 497861.2.3LCD液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5260431.2.4蜂鳴報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 571151.2.5定時(shí)模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 6269571.3本章小結(jié) 624012系統(tǒng)測(cè)試與分析 7185062.1作品實(shí)物 7172362.2系統(tǒng)整體測(cè)試 8110942.2.1本地測(cè)試 898892.2.2遠(yuǎn)程測(cè)試 1078712.3問題與分析 12系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)方案圖4-1軟件流程圖整個(gè)程序的軟件流程圖如圖4-1所示。在程序的設(shè)計(jì)過程中，首先完成對(duì)定時(shí)器初始化、I/O端口初始化、溫度檢測(cè)模塊初始化等，其次進(jìn)入相應(yīng)的工作模式，將溫度傳感器檢測(cè)的溫度發(fā)送至單片機(jī)內(nèi)，通過LCD1602液晶顯示器完成插座的溫度檢測(cè)?？梢酝ㄟ^按鍵或者紅外遙控器對(duì)插座進(jìn)行時(shí)間段的定時(shí)和上限溫度的設(shè)置，最后由蜂鳴器進(jìn)行溫度警報(bào)及繼電器控制插座的通斷電。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)紅外遙控模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)圖4-2紅外遙控設(shè)計(jì)流程圖如圖4-2所示為紅外遙控設(shè)計(jì)流程圖。在程序的設(shè)計(jì)過程中，首先完成模塊的初始化工作，通過紅外遙控器先后完成時(shí)間設(shè)置、定時(shí)時(shí)段設(shè)置、上限溫度設(shè)置，也可以直接控制繼電器的通斷，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。溫度檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)圖4-3溫度檢測(cè)設(shè)計(jì)流程圖如圖4-3所示為溫度檢測(cè)設(shè)計(jì)流程圖。在程序的設(shè)計(jì)過程中，首先完成模塊的初始化工作，之后溫度傳感器開始檢測(cè)插座的溫度，并將插座的溫度值發(fā)生至主控器，通過LCD液晶顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)插座溫度超過所設(shè)置的上限溫度值時(shí)，進(jìn)入到報(bào)警環(huán)節(jié)，斷開插座的通電；否則，將持續(xù)對(duì)插座進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，從而達(dá)到溫度監(jiān)測(cè)的目的。LCD液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)圖4-4LCD液晶顯示設(shè)計(jì)流程圖如圖4-4所示為L(zhǎng)CD液晶顯示設(shè)計(jì)流程圖。在程序的設(shè)計(jì)過程中，首先完成模塊的初始化工作，之后將數(shù)據(jù)通過按鍵或者紅外遙控器進(jìn)行輸入，在LCD液晶顯示器上顯示數(shù)據(jù)，完成顯示的目的。蜂鳴報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)圖4-5蜂鳴報(bào)警設(shè)計(jì)流程圖如圖4-5所示為蜂鳴器報(bào)警設(shè)計(jì)流程圖。在程序的設(shè)計(jì)過程中，首先完成模塊的初始化工作，溫度傳感器檢測(cè)插座溫度，發(fā)生數(shù)據(jù)至主控器，與上限溫度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)插座溫度超過所設(shè)置的上限溫度時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)斷開插座的用電，從而到達(dá)蜂鳴報(bào)警的目的。定時(shí)模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)圖4-6定時(shí)模塊設(shè)計(jì)流程圖如圖4-6所示為定時(shí)模塊設(shè)計(jì)流程圖。在程序的設(shè)計(jì)過程中，首先完成模塊的初始化工作，之后通過按鍵或者紅外遙控器設(shè)置定時(shí)時(shí)段，在LCD液晶顯示器上顯示數(shù)據(jù)，成功設(shè)置即可完成定時(shí)的目的。本章小結(jié)本章主要介紹了智能插座的軟件設(shè)計(jì)。首先根據(jù)設(shè)計(jì)的智能插座的功能，介紹智能插座的軟件設(shè)計(jì)方案，將智能插座的各個(gè)功能模塊分別設(shè)計(jì)再編寫程序，完成對(duì)應(yīng)的功能。系統(tǒng)測(cè)試與分析作品實(shí)物圖5-1作品實(shí)物圖如圖5-1所示為作品實(shí)物圖。1為中央處理器STC89C52，在程序的錄入基礎(chǔ)之下對(duì)這個(gè)硬件系統(tǒng)起到控制作用；2為L(zhǎng)CD1602液晶顯示器，主要用來顯示時(shí)間、插座的溫度等數(shù)據(jù)；3為VS1838B一體化紅外接收頭，用來接收來自紅外遙控器的控制信號(hào)，發(fā)生信息至單片機(jī)；4為蜂鳴報(bào)警器，當(dāng)插座溫度超過所設(shè)置的上限溫度，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)；5為DS1302定時(shí)芯片，可以通過鍵盤或者紅外遙控器輸入定時(shí)時(shí)段，實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制；6為輕觸式按鍵開關(guān)，四個(gè)按鍵的作用分別是選擇、手動(dòng)、數(shù)值加、數(shù)值減；7為繼電器開關(guān)，用來控制插座的用電通斷；8為DS18B20溫度傳感器，位于插座內(nèi)部，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)插座的溫度；9為插座，給家用電器供電。系統(tǒng)整體測(cè)試本地測(cè)試圖5-2繼電器設(shè)置圖5-3定時(shí)設(shè)置圖5-4上限溫度設(shè)置本地測(cè)試是通過按鍵的輸入以及人為的升溫來達(dá)到高溫的目的。如上圖5-2繼電器設(shè)置、圖5-3定時(shí)設(shè)置、圖5-4上限溫度設(shè)置所示。打開自鎖開關(guān)，通過手動(dòng)按鍵打開繼電器開關(guān)，插座通電。通過選擇按鍵，切換到定時(shí)設(shè)置界面，設(shè)置定時(shí)時(shí)段。再通過選擇按鍵切換到溫度設(shè)置界面，將上限溫度設(shè)置為28.5℃。圖5-5定時(shí)功能測(cè)試圖如圖5-5所示為定時(shí)功能測(cè)試圖。在定時(shí)界面中，設(shè)置繼電器打開時(shí)間為11點(diǎn)42分鐘，繼電器關(guān)閉時(shí)間為11點(diǎn)43分鐘。在11點(diǎn)42分時(shí)，繼電器打開，繼電器指示燈亮，插座指示燈也亮，插座通店；在11點(diǎn)43分時(shí)，繼電器關(guān)閉，繼電器指示燈熄滅，插座指示燈也熄滅，插座斷電。完成定時(shí)功能的測(cè)試。圖5-6溫度測(cè)試在溫度設(shè)置界面中已將上限溫度設(shè)置為28.5℃，當(dāng)插座的溫度超過28.5℃時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，繼電器關(guān)閉，繼電器指示燈熄滅，插座指示燈熄滅，插座斷電；當(dāng)插座的溫度低于28.5℃時(shí)，繼電器指示燈亮，繼電器打開，插座指示燈亮，插座通電。遠(yuǎn)程測(cè)試圖5-7遠(yuǎn)程控制圖如圖5-7所示為遠(yuǎn)程控制圖。通過紅外遙控器來控制整個(gè)系統(tǒng)的操作，其中遙控器上的第二排第一個(gè)按鍵是選擇鍵、第二排第二個(gè)鍵是設(shè)置鍵，第三排第一個(gè)鍵是減鍵、第三排第二個(gè)鍵是加鍵。用紅外遙控器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)試。圖5-8遠(yuǎn)程測(cè)試圖如圖5-8所示為遠(yuǎn)程測(cè)試圖。通過紅外遙控器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，完成繼電器的開斷即插座通電與否，遠(yuǎn)程設(shè)置上限溫度。從不同的距離來依次控制系統(tǒng)，估算系統(tǒng)的可控距離為12米。問題與分析在設(shè)計(jì)智能插座系統(tǒng)的過程中碰到了許多問題，有的問題已經(jīng)解決，有的問題仍需要時(shí)間去完善，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：在方案上，遇到的問題是技術(shù)上的問題，遠(yuǎn)程控制有藍(lán)牙、WiFi、Zigbee、紅外等，原先希望能夠通過WiFi技術(shù)來遠(yuǎn)程控制智能插座，通過WiFi連接可以遠(yuǎn)程控制監(jiān)測(cè)智能插座的溫度以及智能插座的用電量，并且可以遠(yuǎn)程控制智能插座的通斷電。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于對(duì)WiFi技術(shù)比較生疏，各項(xiàng)工作的開展比較緩慢，在程序上的設(shè)計(jì)有較大的難題，經(jīng)過考慮決定運(yùn)用紅外遙控技術(shù)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。雖然紅外遙控遠(yuǎn)程控制不能得到智能插座系統(tǒng)的數(shù)據(jù)反饋、也不能在有阻擋物的情況下操作，但是紅外遙控技術(shù)有操作容易、成本低、使用比較方便等特點(diǎn)，也能初步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制智能插座的通斷電。在后面的時(shí)間里，我也會(huì)去學(xué)習(xí)WiFi技術(shù)，將WiFi技術(shù)與智能插座系統(tǒng)相結(jié)合，達(dá)到最初遠(yuǎn)程控制的目的。在硬件上，一開始對(duì)元件的使用有欠缺，導(dǎo)致焊接過程會(huì)出現(xiàn)元器件受損的情況，之后仔細(xì)查詢各個(gè)元件的最大工作電壓等，確保每個(gè)元件正常工作，按照原理圖焊接，確認(rèn)無誤后進(jìn)行下一步。在軟件上，使用keil軟件編寫程序，在編寫程序會(huì)出現(xiàn)配置問題，在查詢資料以后順利解決。一些細(xì)枝末節(jié)上的問題，都通過軟件里的調(diào)試順利解決。在調(diào)試上，原先打算使用多