基于安卓的燈光和冰箱智能控制系統(tǒng)

基于安卓的燈光與冰箱智能控制系統(tǒng)摘要：從計(jì)算機(jī)到互聯(lián)網(wǎng)的變革，再?gòu)幕ヂ?lián)網(wǎng)到移動(dòng)通信的變革后，世界信息產(chǎn)業(yè)革命使人們對(duì)生活的安全、舒適、便捷等方面的要求也逐漸提升。為了方便老人及行動(dòng)不便的人，特別設(shè)計(jì)了基于安卓的燈光與冰箱智能控制系統(tǒng)，可以不用走到電器的開(kāi)關(guān)前就可已控制家里的電器，例如，對(duì)電燈和冰箱的控制。該系統(tǒng)是針對(duì)智能家居系統(tǒng)中智能燈光與智能冰箱控制的需求，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 STC89C52 單片機(jī)的智能燈光與冰箱的控制系統(tǒng)。該智能燈光與冰箱的控制系統(tǒng)主要完成遠(yuǎn)程控制燈光的亮滅、對(duì)燈光進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)以及遠(yuǎn)程控制冰箱的溫度，為了更好的觀測(cè)數(shù)據(jù)又增加了顯示功能，將手機(jī)上設(shè)置好的數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙串口助手與藍(lán)牙模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將藍(lán)牙模塊接收到的數(shù)據(jù)顯示在LCD1602 顯示屏上。該燈光與冰箱的智能控制系統(tǒng)采用干電池供電，運(yùn)用一部安卓系統(tǒng)的手機(jī)通過(guò)藍(lán)牙串口助手軟件與 HC-06 藍(lán)牙模塊通信控制 LED 燈以及冰箱并在 LCD1602 液晶上顯示，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燈管與冰箱控制的智能化。該系統(tǒng)將智能燈光與冰箱溫度控制相結(jié)合，在方便操作的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約，而且也與人們理想中智能家居的燈光和冰箱控制完美契合。關(guān)鍵詞：安卓；智能控制；藍(lán)牙；傳感器； IThe Lights and Refrigerators Intelligent ControlSystem Based On AndroidAbstract: From computer to the Internet, and then from the Internet to the mobile communication after the change, the worlds information industry revolution made peoples life safety, comfortable, convenient requirements also gradually improve. In order to facilitate the elderly and the disabled people, specially designed the lights and refrigerators intelligent control system based on android, dont have to go to the front of the electrical switch，which can control the electric. Such as, control the lights and refrigerators.This system aims at the intelligent lighting, refrigerator control in the intelligent home system, which designs a control system of intelligent light and refrigerator based on STC89C52 single chip microcomputer. The lighting and refrigerator intelligent control system mainly complete with remote control the switch of the light, which adjust the brightness of the light and remote control the temperature of the refrigerator, in order to better observation data and increased the display function, the mobile phone set data via Bluetooth serial assistant and Bluetooth module for data transmission, the Bluetooth module receives the data and then displayed on the LCD1602 screen. The lights and refrigerators intelligent control system use battery powered, using a Android mobile phone system via Bluetooth serial port assistant software and Bluetooth module HC-06 communication control LED lamp, refrigerator and displayed on the LCD1602 screen, and then realize the lamp and refrigerator intelligent control. The system combines intelligent lighting and refrigerator temperature control, which saves energy while operating conveniently. It also fits with the lighting and refrigerator well in control the ideal intelligent.Keywords: Android; Intelligent Control; Bluetooth; Sensor;目 錄一、論文（設(shè)計(jì)）正文 .11 緒論 .11.1 課題背景及研究意義 .11.2 課題的設(shè)計(jì)目的 .21.3 課題的主要工作 .22 需求分析 .42.1 可行性分析 .42.2 功能需求 .42.3 可靠性和可用性需求 .53 總體分析 .63.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 .63.2 方案選擇 .63.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 .63.2.2 電源模塊設(shè)計(jì)方案 .83.2.3 顯示模塊設(shè)計(jì)方案 .83.2.4 通信模塊設(shè)計(jì)方案 .93.3 系統(tǒng)組成 .94 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .104.1 控制電路模塊 .104.1.1 STC89C52 單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理 .104.1.2 時(shí)鐘電路 .114.1.3 復(fù)位電路 .124.2 HC-06 藍(lán)牙模塊 .124.2.1 HC-06 藍(lán)牙模塊工作原理 .124.2.2 HC-06 藍(lán)牙模塊工作參數(shù) .134.2.3 HC-06 藍(lán)牙模塊連接方式 .144.3 LCD1602 液晶顯示模塊 .144.3.1 LCD1602 液晶管腳 .144.3.2 LCD1602 液晶工作原理 .154.4 電源模塊 .164.5 燈光控制模塊 .174.6 冰箱溫度控制模塊 .175 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .185.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu) .185.2 主程序設(shè)計(jì) .185.3 LED 燈光控制函數(shù) .255.4 冰箱溫度控制函數(shù) .275.5 LCD1602 顯示屏的顯示函數(shù) .306 系統(tǒng)安裝與測(cè)試 .336.1 系統(tǒng)硬件測(cè)試 .336.2 系統(tǒng)軟件測(cè)試 .337 總結(jié) .37參考文獻(xiàn) .38謝 辭 .39二、附錄 .40寶雞文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 .40寶雞文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)題報(bào)告 .41寶雞文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯過(guò)程記錄 .43寶雞文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評(píng)分表 .4201 緒論從計(jì)算機(jī)到互聯(lián)網(wǎng)的變革，再?gòu)幕ヂ?lián)網(wǎng)到移動(dòng)通信的變革后，世界信息產(chǎn)業(yè)革命使人們對(duì)生活的安全、舒適、便捷等方面的要求也逐漸提升。比如你早上起床時(shí)，窗簾會(huì)按設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)打開(kāi) 1，房間里會(huì)響起你喜歡的優(yōu)美音樂(lè)等；當(dāng)你洗臉時(shí)，你的智能設(shè)備（如手機(jī)）會(huì)告訴你牙膏、洗面奶的用量，并提醒你更換牙刷的日期；當(dāng)你做飯時(shí)，可以提醒你冰箱里剩余的食物量和快過(guò)期的食物等；當(dāng)你出門時(shí)，智能設(shè)備會(huì)根據(jù)天氣給你搭配衣服和鞋子，也會(huì)根據(jù)交通情況為你制定出行路線等,當(dāng)你。由于人們對(duì)家庭住宅觀念發(fā)生了變化，“物聯(lián)網(wǎng)”這一新興產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是下一個(gè)億萬(wàn)級(jí)產(chǎn)業(yè)，而智能家居燈光及冰箱控制作為其研究的一部分。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,聲控及光控?zé)粢褟V泛應(yīng)用到我們的日常生活中。但是這些照明系統(tǒng)不僅操作起來(lái)比較復(fù)雜,而且功耗高。對(duì)于冰箱的控制，人們的需求就比較簡(jiǎn)單了，就是控制溫度，以前對(duì)冰箱溫度的控制是人們必須走到冰箱前通過(guò)扭動(dòng)冰箱內(nèi)溫度控制的旋鈕，才能設(shè)置冰箱的溫度。之前有過(guò)這樣的幻想，不用走到電器的開(kāi)關(guān)前就可以控制家里的電器，用遙控器控制家里的電器，這個(gè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了?，F(xiàn)在我們又有了另一個(gè)愿望，當(dāng)我們很晚回家時(shí)能夠提前將家里的燈打開(kāi)來(lái)消除自己的恐懼感，會(huì)想燈可以根據(jù)外界條件來(lái)調(diào)節(jié)亮度以及定時(shí)，也會(huì)想可以隨時(shí)調(diào)節(jié)家里冰箱的溫度。傳統(tǒng)的照明控制和冰箱的控制已經(jīng)不能滿足人們的需求。如今 Android、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和微電子技術(shù)等高新科技正高速發(fā)展,對(duì)于利用手機(jī)結(jié)合無(wú)線通信技術(shù)來(lái)控制家里的部分設(shè)備的需求呈不斷增長(zhǎng)中?；诖颂岢鲆环N以安卓手機(jī)為平臺(tái),藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)為通信方式的燈光與冰箱的智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。1.1 課題背景及研究意義在過(guò)去的幾千年，人們一直使用著簡(jiǎn)單的照明方式，直至愛(ài)迪生發(fā)明燈泡，才進(jìn)入了電燈照明時(shí)代，這是歷史上一大突破，然而人類并不滿足于此。隨著智能家居的發(fā)展，人們的家庭生活有了很大的變化，過(guò)去的電燈只能發(fā)出固定的亮度，如果想要關(guān)燈，還必須走到開(kāi)關(guān)處手動(dòng)關(guān)掉，有的開(kāi)關(guān)是安裝在墻上，有的是用繩子拴著，這種開(kāi)關(guān)模式對(duì)于老人很不方便。設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，給行動(dòng)不便的人帶來(lái)了便利。1基于安卓的燈光與冰箱的智能控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光亮度的不同要求，并且可以設(shè)置定時(shí)功能 2，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)冰箱溫度的控制，無(wú)論在家里的哪個(gè)地方都可以輕松控制電燈、冰箱，適用度很高。鑒于目前通信技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智能化的家居環(huán)境已經(jīng)不是一件困難的事情，但是在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，依然存在著不足之處，理論與實(shí)踐不能完美結(jié)合，不同的人群對(duì)智能化的需求也不同，比如在過(guò)去的產(chǎn)品中較多采用的是成本較高的 GSM 技術(shù)，但在當(dāng)下社會(huì)很難普及，對(duì)于人們來(lái)說(shuō)有點(diǎn)浪費(fèi)資源，因此，有必要在這基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善，完善燈光與冰箱智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。于是，該系統(tǒng)將從理論方面進(jìn)一步加深，使用目前比較先進(jìn)的技術(shù)，用現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的手機(jī)安卓系統(tǒng)來(lái)操作。1.2 課題的設(shè)計(jì)目的基于安卓的燈光與冰箱智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要目的是為了行動(dòng)不便和身體有缺陷的人，這些人不能很靈活的通過(guò)家里設(shè)備的開(kāi)關(guān)來(lái)控制某些電器，如電燈和冰箱，燈的用處是最多的，對(duì)特殊人群造成了很大的困擾，所以有必要設(shè)計(jì)此系統(tǒng)，為人們帶來(lái)便利，基于安卓的燈光與冰箱的智能控制系統(tǒng)，主要是結(jié)合不同平臺(tái)的電器經(jīng)由繼電器來(lái)做開(kāi)關(guān)切換，以達(dá)到方便性且功能化的設(shè)計(jì)。而 Android 為目前用戶最常使用的隨身裝置平臺(tái)，因此選擇使用 Android 做為開(kāi)發(fā)基底，通過(guò)與 APP應(yīng)用程序的整合，用手機(jī)控制家里部分設(shè)備，進(jìn)而代替以前用的遙控器，更加方便智能的控制家里設(shè)備。設(shè)計(jì)該系統(tǒng)不僅為了方便人們，也是對(duì)自己所學(xué)內(nèi)容的提高：1.增強(qiáng)單片機(jī)方面知識(shí)，提高綜合及實(shí)際運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。2.培養(yǎng)查閱有關(guān)手冊(cè)、圖表及文獻(xiàn)資料的能力，提高編程及動(dòng)手能力。3.熟悉有關(guān)單片機(jī)的開(kāi)發(fā)，學(xué)習(xí)軟硬件相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法。1.3 課題的主要工作該系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合 HC-06 藍(lán)牙模塊，通過(guò)軟件編程結(jié)合硬件來(lái)完成電燈與冰箱的智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。此系統(tǒng)是通過(guò)藍(lán)牙控制家里部分設(shè)備，主要包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、HC-06 藍(lán)牙模塊、液晶 LCD1602 顯示屏、電源系統(tǒng)電路、繼電器開(kāi)關(guān)電路。系統(tǒng)所使用的主要元器件包括：STC89C52 單片機(jī)、HC-06 藍(lán)牙模塊、LCD1602 液晶顯示屏。該系統(tǒng)是基于安卓的智能燈光與冰箱的控制系統(tǒng)，利用下載在安卓手機(jī)藍(lán)2牙串口助手 APP 實(shí)現(xiàn)與 HC-06 藍(lán)牙模塊通信是本次設(shè)計(jì)的核心難點(diǎn)；此設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是控制 HC-06 藍(lán)牙模塊與單片機(jī)互通信息、LED 燈的正常顯示及冰箱溫度的控制。課題要求如下：a.通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙串口助手軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè) LED 燈的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。b.通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙串口助手軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè) LED 燈的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。c.通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙串口助手軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè) LED 燈進(jìn)行定時(shí)設(shè)置。d.通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙串口助手軟件設(shè)置冰箱的溫度。e.在 LCD1602 液晶顯示屏上顯示此時(shí) LED 燈的光強(qiáng)、設(shè)定燈滅的時(shí)間和此時(shí)冰箱的溫度。32 需求分析2.1 可行性分析目前已經(jīng)有很多地方都使用了智能家居，使用安卓設(shè)備(手機(jī))智能化的控制電燈和冰箱，不僅方便而且很節(jié)約時(shí)間，可以更好的為老人和身體有缺陷的人服務(wù)。在現(xiàn)代高速發(fā)展的社會(huì)中，人們更看中智能化，認(rèn)為這樣不僅可以緊跟時(shí)代的步伐，還可以節(jié)省人力，最重要的是可以更加便捷的控制家里的某些設(shè)備?；诎沧康碾姛襞c冰箱智能控制系統(tǒng)，采用的是 STC89C52 單片機(jī)，HC-06 藍(lán)牙模塊，LCD1602 液晶顯示屏，干電池供電，有了這些硬件支持就可以遠(yuǎn)程控制家里的某些設(shè)備，改善了以前必須要走到開(kāi)關(guān)前才能控制家里設(shè)備的這種模式，實(shí)用性很高，所以本次設(shè)計(jì)的基于安卓的電燈與冰箱的智能控制系統(tǒng)具有可行性與實(shí)際價(jià)值的。該系統(tǒng)的可行性可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：a.技術(shù)可行性：目前藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展比較成功，已經(jīng)應(yīng)用于很多產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作方式。b.經(jīng)濟(jì)可行性：目前很多電燈與冰箱的控制都采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使用計(jì)算機(jī)智能化的管理家里的設(shè)備，節(jié)省了大量的人力、物力，有很好的經(jīng)濟(jì)效益。c.操作可行性：該系統(tǒng)只需要手機(jī)就可以控制家里設(shè)備，通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙串口助手上的按鈕就可以操作，操作簡(jiǎn)單、易學(xué)，便于普及，適應(yīng)各類人群使用。2.2 功能需求根據(jù)系統(tǒng)功能需要分析軟件需要，基于安卓的電燈與冰箱智能控制系統(tǒng)，可以分為如下幾個(gè)模塊：藍(lán)牙模塊，電燈控制模塊，冰箱溫度控制模塊，顯示模塊，電源模塊。藍(lán)牙模塊：藍(lán)牙模塊作為整個(gè)系統(tǒng)的通信模塊，藍(lán)牙串口助手必須成功連接藍(lán)牙，與設(shè)備的藍(lán)牙模塊成功配對(duì)后，才能與設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，該藍(lán)牙模塊可以進(jìn)行通信的范圍為 10 米，在 10 米范圍內(nèi)都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。電燈控制模塊：電燈控制模塊主要是對(duì)電燈進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，通過(guò)手機(jī) APP就可以控制家里的電燈設(shè)備，對(duì)電燈的具體操作有：控制電燈的開(kāi)關(guān)、控制電4燈的亮度、設(shè)置電燈照明的時(shí)長(zhǎng)等。該系統(tǒng)改變了以前電燈的開(kāi)關(guān)模式，如開(kāi)關(guān)鑲嵌在墻上、用繩子控制電燈的亮滅，這種已經(jīng)很古老了，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，慢慢又出現(xiàn)了聲控電燈以及感應(yīng)電燈，但是這種只能控制電燈的開(kāi)關(guān)，該系統(tǒng)使對(duì)電燈的操作更加方便、而且更加智能，可以通過(guò)手機(jī) APP 控制電燈的開(kāi)關(guān)，不用走到開(kāi)關(guān)前就可以控制電燈，還可以根據(jù)自己的需要設(shè)置電燈的亮度以及定時(shí)，還可以控制家里其他地方的電燈設(shè)備。冰箱溫度控制模塊：冰箱控制模塊主要是對(duì)冰箱進(jìn)行溫度控制，在普通冰箱中，分為兩部分，冷藏和冷凍，要想食用冷凍室里的食物，必須先拿出來(lái)解凍，解凍會(huì)消耗很多時(shí)間，用手機(jī)控制冰箱就可以很方便的控制冰箱里食物的食用狀態(tài)。如可以控制鮮肉的溫度，為了保證肉的鮮味可以將買回來(lái)的肉進(jìn)行冷凍，在食用的前一個(gè)小時(shí)將冰箱的溫度適當(dāng)調(diào)高一點(diǎn)，進(jìn)行解凍，這樣既可以食用到新鮮的肉，也可以節(jié)約人們的時(shí)間。顯示模塊：顯示模塊是把藍(lán)牙串口助手上設(shè)置的電燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電燈的亮度、為電燈設(shè)置的照明時(shí)長(zhǎng)、冰箱的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、冰箱的當(dāng)前溫度等信息顯示在設(shè)備上，便于人們更直觀的觀測(cè)數(shù)據(jù)。電源模塊：該模塊是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電，采用的是干電池供電，便于攜帶，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較方便。2.3 可靠性和可用性需求 可靠性：基于安卓的電燈與冰箱智能控制系統(tǒng)的硬件經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試、比較篩選和制作，質(zhì)量和性能較好；該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)電燈的開(kāi)關(guān)、亮度以及定時(shí)操作，對(duì)冰箱進(jìn)行溫度控制操作，該系統(tǒng)運(yùn)用的是藍(lán)牙控制技術(shù)，運(yùn)用該技術(shù)后能成功運(yùn)行。正確性：對(duì)于使用該系統(tǒng)的用戶，藍(lán)牙串口助手能敏捷的控制電燈與冰箱，在操作中不會(huì)出現(xiàn)操作延遲這種現(xiàn)象。易使用性：該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，只需要在一部安卓系統(tǒng)的手機(jī)上安裝手機(jī)藍(lán)牙串口助手，通過(guò)藍(lán)牙串口助手上的相關(guān)按鈕，就可以對(duì)電燈和冰箱進(jìn)行控制。可用性：該系統(tǒng)能為用戶提供可靠的服務(wù)，使人們?cè)谛枰獣r(shí)