第二章總體設(shè)計(jì)概述2.1設(shè)計(jì)任務(wù)用溫濕度傳感器檢測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控智能衣柜當(dāng)前的溫度和濕度，并且把采集到的數(shù)據(jù)上傳至顯示屏幕上，超過溫濕度設(shè)定的檢測(cè)范圍后，啟動(dòng)小風(fēng)扇降溫、烘干，此時(shí)蜂鳴器報(bào)警用來提醒主人，當(dāng)人接收到信息后打開智能衣柜，相應(yīng)的LED燈會(huì)亮，方便人查看。2.2元件選擇2.1.1單片機(jī)方案一AT89C51單片機(jī)。RAM片內(nèi)為128個(gè)字節(jié)，片外最多可以擴(kuò)至64KB，AT89C51單片機(jī)硬件組成結(jié)構(gòu)如圖2.2。雖然AT89C51可以和MCS-51單片機(jī)兼容，但是它沒有在線編程的功能REF_Ref26557\r\h[5]。使用AT89C51在調(diào)試的過程中，在對(duì)一些新增功能或者錯(cuò)誤等其他情況的燒寫時(shí)，需要多次的插拔，這一現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)導(dǎo)致一些不必要的損壞。方案二STC89C52單片機(jī)。采用STC89C52單片機(jī)。相對(duì)于AT89C51單片機(jī)，52單片機(jī)的內(nèi)部FLASHPERAM會(huì)增加1倍，并且AT89C52具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，具有40個(gè)引腳REF_Ref26041\r\h[4]。52單片機(jī)可以在低電壓的狀態(tài)下工作，而且具備了AT89C51單片機(jī)的必備功能的前提下，無需擔(dān)心在燒寫過程中多次插拔帶來的較為嚴(yán)重的損壞問題。兩者在價(jià)格上差別不是很大。所以綜上比較，本設(shè)計(jì)選擇方案二。2.2.2溫濕度傳感器方案一DHT11：濕度測(cè)量精度：±5%RH溫度測(cè)量精度：±2℃方案二SHT11：溫度測(cè)量精度：±0.4℃濕度測(cè)量精度：±3.0%RHSHT11有很高的的可靠性和穩(wěn)定性，測(cè)量精度也比較高。所以，隨之而來的問題是開發(fā)成本比較高。DHT11溫濕度傳感器與單片機(jī)之間可以只用一根數(shù)據(jù)線連接，所以DHT11溫濕度傳感器的功耗非常低，品質(zhì)非常好，并且它的抗干擾能力也相對(duì)高。SHT11測(cè)量精度比DHT11的測(cè)量精度高，SHT11的成本高，穩(wěn)定性好；DHT11成本低，穩(wěn)定性差。本設(shè)計(jì)會(huì)在人類日常生活中用到，根據(jù)上述提到的優(yōu)缺點(diǎn)，故選擇DHT11作為本次設(shè)計(jì)的溫濕度傳感器。2.2.3顯示器方案一數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管價(jià)格適中，防水，防塵，耐壓，耐破裂，耐高低溫，功耗小，壽命長(zhǎng)，但使用的端口比較多，連線方面會(huì)很麻煩，編程上也相應(yīng)的復(fù)雜，耗電量也非常的大，體積也不小。方案二LCD1602液晶顯示。液晶顯示內(nèi)容比較豐富，可以顯示各種各樣的內(nèi)容。成本低，控制簡(jiǎn)單，耗電小。這顯示器結(jié)構(gòu)輕巧、尺寸小、裝配容易，有很高的像素分辨率。在本次設(shè)計(jì)中，選擇方案二中的顯示屏，因?yàn)樗@示的內(nèi)容比較豐富、可以更直觀的讓人看到溫度和濕度的數(shù)值，所以這個(gè)智能衣柜要選擇LCD1602液晶顯示屏為顯示元件是最合適的。1602實(shí)物圖如下：圖2.2.3顯示器實(shí)物圖2.3元件清單萬用板9*151602液晶屏16p排針16p母座DC電源插座 *12自鎖開關(guān)STC89C52單片機(jī)40腳IC座DHT11濕度傳感器1.5K電阻*4310K電阻 *210K可調(diào)電阻10uF電容12M晶振30P電容*29012三極管*25mm紅led*2LM7805穩(wěn)壓芯片繼電器*22p接線端子*2按鍵*4導(dǎo)線焊錫220Uf/16V2.4總體方案的設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能衣柜系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)的硬件部分的主要模塊有：①單片機(jī)模塊②溫濕度模塊③電源模塊④顯示模塊⑤LED報(bào)警模塊⑥鍵盤模塊。軟件部分是對(duì)硬件模塊的驅(qū)動(dòng)?？傮w設(shè)計(jì)方案圖如下圖2.4所示：?jiǎn)纹瑔纹瑱C(jī)模塊溫濕度采集模塊顯示模塊顯示模塊電源模塊電源模塊LED報(bào)警模塊LED報(bào)警模塊鍵盤模塊鍵盤模塊圖2.4設(shè)計(jì)方案圖第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1原理圖如圖3.1是基于物聯(lián)網(wǎng)的智能衣柜系統(tǒng)的整體原理圖。圖中標(biāo)的各個(gè)元件與實(shí)物相符。圖3.13.2單片機(jī)STC89C52簡(jiǎn)介STC89C52單片機(jī)與本設(shè)計(jì)非常合適，它的性能很高、功耗極低、在系統(tǒng)可編程。單片機(jī)擁有8位CPU，功能豐富而且非常穩(wěn)定，對(duì)于我這種新手來說非常好上手。3.2.1引腳功能說明VCC：電源電壓VSS：接地P0口：有8位雙向I/O口。P0端口寫“1”時(shí)，高阻抗輸入就要用到這個(gè)引腳。當(dāng)訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部程序時(shí)，P0口也被作為低8位數(shù)據(jù)/地址復(fù)用REF_Ref25162\r\h[1]。P1口：有8位雙向I/O口，對(duì)P1端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用REF_Ref25162\r\h[1]。P1口引腳的功能P1口引腳的功能引腳號(hào)第二功能P1.0T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的重載/捕捉觸發(fā)信號(hào)和方向控制）P1.5MOSIP1.6MISOP1.7SCKP2口：具有8位雙向I/O口，對(duì)P2端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，這個(gè)時(shí)候可以作為輸入口使用REF_Ref25162\r\h[1]。P3口：具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。對(duì)P3端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，這個(gè)時(shí)候可以作為輸入口使用REF_Ref25162\r\h[1]。3.3溫濕度傳感器DHT11簡(jiǎn)介和電路圖本設(shè)計(jì)采用數(shù)字溫濕度傳感器DHT11，DH11是現(xiàn)如今電子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的一種溫濕度復(fù)合傳感器。該產(chǎn)品非常大的優(yōu)勢(shì)是具有高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力。除此以外，DHT11還具有低功耗、方便安裝、體積小巧、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)所以這個(gè)產(chǎn)品品質(zhì)好，抗干擾能力非常的強(qiáng)，各類應(yīng)用的首選就是它。實(shí)物圖如3.3.1所示。圖3.3.1DHT11溫濕度傳感器實(shí)物圖典型的應(yīng)用電路圖如圖3.3.2,各引腳的定義見表3.3.3。典型的應(yīng)用電路如圖：圖3.3.2應(yīng)用電路圖DHT11引腳說明:pin名稱注釋1VDD供電3－5.5V2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，懸空4GND接地，電源負(fù)極圖顯示器LCD1602簡(jiǎn)介和電路圖1602液晶顯示內(nèi)容十分豐富，可以顯示各種各樣的內(nèi)容。顯示質(zhì)量高，恒定發(fā)光，操作簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單，成本低，功耗低。模塊體積輕巧、重量輕，像素分辨率高。1602LCD各引腳接口說明如下表所示:圖3.4各引腳接口說明圖LCD顯示電路如下圖所示：3.5報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了在遇到緊急情況的時(shí)候可以第一時(shí)間采取措施，所以設(shè)定了報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作的方法就是先采集數(shù)據(jù)，在把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之后，與我們?cè)O(shè)定的上下限范圍值進(jìn)行比較，如果高于上限值或著低于下限值就會(huì)進(jìn)行報(bào)警，否則就用正常值進(jìn)行顯示和控制。3.6鍵盤設(shè)計(jì)該鍵盤上主要有4個(gè)按鍵，溫度和濕度上限下限的范圍值就是由按鍵來設(shè)計(jì)的。若超過設(shè)定的范圍則會(huì)啟動(dòng)報(bào)警器。這四個(gè)按鍵分別是①功能選擇鍵、②增加鍵、③減小鍵、④確認(rèn)鍵REF_Ref14214\r\h[3]。圖3.6鍵盤電路圖3.7復(fù)位電路設(shè)計(jì)單片機(jī)復(fù)位電路的存在是非常重要的。它的目的就是為了讓單片機(jī)的狀態(tài)處于最開始的初始化狀態(tài)，程序清零，恢復(fù)到初始狀態(tài)，一切從頭開始。如圖3.7所示：圖3.7復(fù)位電路圖3.8晶振電路設(shè)計(jì)晶振電路對(duì)于單片機(jī)來說，是必不可少的。它的作用是為系統(tǒng)的穩(wěn)定提供周期性的時(shí)鐘信號(hào)，沒有晶振電路的話就沒有時(shí)鐘周期，沒有時(shí)鐘周期的話就沒有辦法執(zhí)行程序代碼，那樣的話單片機(jī)就不能工作。設(shè)計(jì)中晶振電路如圖：圖3.8晶振電路圖3.9AT24C02存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì)AT24C02存儲(chǔ)需要保存的數(shù)據(jù)，把設(shè)定的溫度濕度的上限和下限范圍值保存下來。圖3.9AT24C02存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì)第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)模塊4.1系統(tǒng)流程從系統(tǒng)整體和其全過程出發(fā)，要有全局概念大局意識(shí)。首先要設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體流線圖，需要有一個(gè)相應(yīng)的整體流程框架，其次才根據(jù)各個(gè)模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)子程序。使得設(shè)計(jì)工作思路清晰，在此基礎(chǔ)上，實(shí)施步驟，減少設(shè)計(jì)的復(fù)雜化。按下開關(guān)開啟鍵后，系統(tǒng)便開始初始化串口和液晶顯示模塊，采集溫度值和濕度值?？梢蚤_始設(shè)置溫度和濕度的上下限值，設(shè)置完畢后，系統(tǒng)開始讀取濕度，判斷是否開啟小風(fēng)扇。當(dāng)數(shù)據(jù)值處理完畢符合設(shè)定的值之后，蜂鳴器就停止報(bào)警，系統(tǒng)正常運(yùn)行。按下開關(guān)，還會(huì)開啟LED燈補(bǔ)光。4.2按鍵掃描子程序分別有四個(gè)鍵，它們分別是功能選擇鍵、增加鍵、減小鍵和確認(rèn)鍵。第一個(gè)鍵是功能選擇鍵，我們要按它，進(jìn)行一個(gè)溫度的上下限范圍的設(shè)置。按第一次，是溫度上限的設(shè)定，完了按確認(rèn)鍵就設(shè)置好了。按二次是溫度下限的設(shè)定，設(shè)定好了就確認(rèn)。按第三次是濕度上限的設(shè)定見，設(shè)定好了就可以確認(rèn)。按第四次是濕度下限的設(shè)定。第二個(gè)鍵是增加鍵，第三個(gè)鍵是減小鍵，我們可以通過按增加鍵和減小鍵對(duì)溫度和濕度的上下限范圍值進(jìn)行一個(gè)調(diào)整。第四個(gè)就是確認(rèn)鍵了，可以儲(chǔ)存我們?cè)O(shè)定的值。第五章系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.1硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要檢查設(shè)計(jì)硬件板上的所有設(shè)備和引腳是否正確。第一步，硬件全部連接完畢之后，打開電源。第二步，檢查電源及開關(guān)的連接情況。第三步，打開電源后液晶顯示屏顯示當(dāng)前檢測(cè)到的溫度和濕度。第四步，設(shè)計(jì)溫濕度的上下限范圍值，設(shè)置完成后，開始數(shù)據(jù)處理。第五步，根據(jù)溫濕度采集判斷是否需要開啟小風(fēng)扇除濕。第六步，當(dāng)各個(gè)模塊處理完畢，數(shù)據(jù)符合設(shè)置值以后，蜂鳴器停止報(bào)警。第七步，監(jiān)測(cè)結(jié)束時(shí)，點(diǎn)擊關(guān)閉電源按鈕，系統(tǒng)停止接收數(shù)據(jù)。5.2軟件調(diào)試調(diào)試整個(gè)程序，特別注意參數(shù)是否可以在模塊之間正確傳遞。5.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖5.3.1硬件全部連接完成后，整個(gè)設(shè)計(jì)如圖5.3.1所示。圖5.3.2系統(tǒng)打開電源按鈕后，LCD1602顯示器會(huì)顯示出當(dāng)前的溫度和濕度，表示開機(jī)即可正常工作。當(dāng)檢測(cè)溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，報(bào)警器報(bào)警，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)；觸碰到開關(guān)時(shí)，LCD燈會(huì)亮。在系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)、測(cè)試過程中，各項(xiàng)指標(biāo)都正常，并未出現(xiàn)延遲、傳感器精度不高或其他干擾等異?，F(xiàn)象。所以總體上來講，整個(gè)系統(tǒng)是正常、穩(wěn)定并且可靠的，本次設(shè)計(jì)可以說相對(duì)成功。第六章總結(jié)2021年2月，我開始了我的畢業(yè)論文，到目前為止，論文基本完成了。最開始我很迷茫，不知道該寫什么，隨后我看了許許多多相關(guān)的資料，大概研究了國(guó)內(nèi)外智能衣柜的發(fā)展現(xiàn)狀，思考了國(guó)內(nèi)的衣柜普遍存在的缺點(diǎn)和不足，我的導(dǎo)師王書文老師也給我發(fā)了許多相關(guān)的資料，慢慢的我開始有了思路，寫了很多，然后又不斷地改正。整個(gè)過程非常的漫長(zhǎng)又艱辛。通過不斷地上網(wǎng)查資料、咨詢班里專業(yè)課優(yōu)秀的同學(xué)，解決掉了一個(gè)又一個(gè)困難，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，論文也漸漸成型了。畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及到的知識(shí)范圍很寬廣，需要不斷的學(xué)習(xí)知識(shí)。而且硬件的設(shè)計(jì)也是一個(gè)反復(fù)調(diào)式和修復(fù)的過程，需要自己不斷動(dòng)手。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)計(jì)和制作過程中，我學(xué)到了不少知識(shí)，有些部分看似簡(jiǎn)單，但花費(fèi)了我很多時(shí)間與精力，而如果還想要畢業(yè)設(shè)計(jì)更加精致美觀的話，需要花費(fèi)更多的時(shí)間。這段時(shí)間我學(xué)到的知識(shí)很寶貴，學(xué)到了更多專業(yè)課上的知識(shí)，比如單片機(jī)的選擇、溫濕度傳感器的選擇還有顯示屏的選擇是我對(duì)比了很多不同類型的物品選出來的，這都是課堂上學(xué)不到的知識(shí)。在軟件的編寫部分我也學(xué)到了很多，由于C語(yǔ)言是大一學(xué)習(xí)的課程，忘了許多部分，但最終在舍友的幫助下我也順利完成了。整個(gè)系統(tǒng)基本上達(dá)到了我預(yù)期的效果，本設(shè)計(jì)可以靈活的運(yùn)用在我們的日常生活中，實(shí)用性非常的高，操作起來也很方便。以前老覺得自己什么都會(huì)，通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我明白了學(xué)習(xí)不能偷懶，一定要長(zhǎng)期的日積月累。我不會(huì)忘記這難忘的兩個(gè)月，雖然很累，但當(dāng)我看到這份完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，內(nèi)心很激動(dòng)，我覺得這一切都是值得的。通過本次的學(xué)習(xí)，不僅讓我鞏固和加深了大學(xué)期間學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，也鞏固了我對(duì)單片機(jī)的開發(fā)，匯編語(yǔ)言的知識(shí)。這次設(shè)計(jì)結(jié)合了理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)一步加深了我對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的了解，也加強(qiáng)了我的獨(dú)立和動(dòng)手能力。同時(shí)也提高了我面對(duì)錯(cuò)誤不慌不忙的解決問題的能力。我將不斷努力，提高自己的專業(yè)能力，充實(shí)自己使自己學(xué)會(huì)更多專業(yè)方面的知識(shí)，以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待今后會(huì)遇到所有的問題。在今后的學(xué)習(xí)或者工作中，我要更加努力實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值，不斷地提升自己。參考文獻(xiàn)陳和娟.基于STC12C5A60S2的智能循跡小車設(shè)計(jì)[J].湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,12(04):8-10+22.顏麗娜,王順忠,張鐵民.基于DHT11溫濕度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].海南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,26(04):397-399.郭晨偉,王志東.基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù),2014(08):84.張俊謨，單片機(jī)中級(jí)教程原理與應(yīng)用.北京航空航天大學(xué)出版社，2002年.王為青，邱文勛.51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)案例精選.人民郵電出版社，2007年.陳淑芳.基于51單片機(jī)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[D].中國(guó)海洋大學(xué),2011.李艷梅,徐夢(mèng)恬.智能衣柜——時(shí)尚行業(yè)新理念[J].流行色,2013(03):112-113.夏青.基于RFID技術(shù)的短信防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].河北大學(xué),2013.張玉偉.基于STC單片機(jī)的智能溫濕度控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].河北工業(yè)大學(xué),2011.楊五忠.基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度智能測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2014.李靜,陳金元,徐冰.基于MSP430單片機(jī)的宿舍智能防盜防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2014,33(01):103-106.魯詩(shī)怡,趙小矛,劉海峰.淺析衣柜的個(gè)性化設(shè)計(jì)[J].家具,2012(04):94-97.潘磊.基于單片機(jī)的多路溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].信息通信,2013(01):65-66.馮玉龍.基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].通訊世界,2015(