智能家居作品(共46頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上序號(hào)： 編碼： 湖北省第九屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 參 賽 作 品作品名稱：基于手機(jī)WIFI安卓平臺(tái)控制的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)智能家居系統(tǒng)類別：自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文科技發(fā)明制作A類 科技發(fā)明制作B類專心-專注-專業(yè)目 錄1 作品概述21世紀(jì)是信息化發(fā)展最快的世紀(jì)，各種電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷快速發(fā)展，推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)步。特別是電子技術(shù)的發(fā)展，不斷體現(xiàn)出人性化的發(fā)展趨勢(shì)。為了解決人們?nèi)粘Ｉ钪械膯?wèn)題，很多電子產(chǎn)品都相繼生產(chǎn)投入市場(chǎng)，并受到了人們的廣泛運(yùn)用，如手機(jī)、U盤(pán)等。我們?cè)O(shè)計(jì)作品的目標(biāo)，就是為了方便人們的日常生活，給人們的生

2、活提供方便和快捷。本系統(tǒng)圍繞日常家居系統(tǒng)，突破其傳統(tǒng)的生活方式，即一個(gè)開(kāi)關(guān)控制一個(gè)用電器的方式，改用無(wú)線通信技術(shù)對(duì)整個(gè)家里的用電器進(jìn)行控制。使人們能隨時(shí)隨地的對(duì)家里的用電器進(jìn)行控制，讓人們的家居環(huán)境更加人性化，更加快捷。我們用到的無(wú)線通信方式有，紅外遙控、手機(jī)藍(lán)牙和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WIFI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家居系統(tǒng)由近到遠(yuǎn)的全范圍覆蓋控制。如：當(dāng)你在辦公室，可以通過(guò)WIFI網(wǎng)絡(luò)控制家里空調(diào)或暖氣的開(kāi)關(guān)，還可以控制門(mén)窗的開(kāi)關(guān)，極大的方便了用戶的日常生活。實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制核心是51單片機(jī)，它接收用戶的命令信息，通過(guò)算法處理，對(duì)室內(nèi)各用電器進(jìn)行全方位的控制。本系統(tǒng)不但能很穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)其功能，而且成本低，具有很好

3、的適用性和很高的市場(chǎng)價(jià)值。2 作品背景2.1 智能家居智能家居是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù), 將與家居生活有關(guān)的防盜報(bào)警系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)系統(tǒng)等各種子系統(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、安全、有效。與普通家居相比,智能家居能提供全方位的信息交互功能, 幫助家庭與外部保持信息交流暢通, 優(yōu)化人們的生活方式,增強(qiáng)家居生活的安全性、舒適性。家庭自動(dòng)化系指利用微處理電子技術(shù), 來(lái)集成或控制家中的電子電器產(chǎn)品或系統(tǒng), 例如: 照明燈、電炊具、電腦設(shè)備、安防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、音響系統(tǒng)等。家庭自動(dòng)化系統(tǒng)主要是以一個(gè)中央微處理機(jī)接收來(lái)自相關(guān)電子電器產(chǎn)

4、品的信息（外界環(huán)境因素的變化, 如溫/濕度、太陽(yáng)初升或西落等所造成的光線變化等）后, 再以既定的程序發(fā)送適當(dāng)?shù)男畔⒔o其他電子電器產(chǎn)品。中央微處理機(jī)必須透過(guò)許多界面來(lái)控制家中的電器產(chǎn)品, 這些界面可以是鍵盤(pán), 也可以是觸摸式熒幕、按鈕、電腦、電話機(jī)、遙控器等; 消費(fèi)者可發(fā)送信號(hào)至CPU, 或接收來(lái)自CPU 的信號(hào)。智能家居隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，正以迅猛的態(tài)勢(shì)滲透到平常百姓的生活當(dāng)中?！爸悄苄^(qū)”、“智能家居” 正成為房地產(chǎn)商推崇的熱點(diǎn)詞匯，科技的進(jìn)步讓家居智能化正在成為現(xiàn)實(shí)。2.2 Android系統(tǒng)安卓（Android）是一種以Linux為基礎(chǔ)的開(kāi)放源碼操作系統(tǒng)，谷歌公司在200

5、7年正式推出該系統(tǒng)后，在短短的幾年時(shí)間內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。2012 年7 月美國(guó)科技博客網(wǎng)站Business Insider 評(píng)選出二十一世紀(jì)十款最重要電子產(chǎn)品，Android 操作系統(tǒng)榜上有名。安卓系統(tǒng)主要使用于便攜設(shè)備，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、MID等電器。作為一款開(kāi)放式操作系統(tǒng)，隨著安卓的快速發(fā)展，如今已允許開(kāi)發(fā)者使用多種編程語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)安卓應(yīng)用程序，而不再是以前只能使用Java開(kāi)發(fā)安卓應(yīng)用程序的單一局面，因而受到眾多開(kāi)發(fā)者的歡迎，成為真正意義上的開(kāi)發(fā)式操作系統(tǒng)。安卓系統(tǒng)以Linux系統(tǒng)為核心，使用Java作為主要編程語(yǔ)言，在NDK（Native Development Kit）的支

6、持下也可使用c/c+進(jìn)行編程。越來(lái)越多的用戶開(kāi)始體驗(yàn)到，搭載安卓系統(tǒng)的智能手機(jī)就和電腦一樣，可以輕松享受移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)沖浪，并隨意安裝軟件擴(kuò)展功能所有安卓軟件都是APK（AndroidPackage的縮寫(xiě)，即Android 安裝包）格式，在Android 手機(jī)中執(zhí)行即可安裝。依托于源代碼開(kāi)放，安卓應(yīng)用發(fā)展迅速，據(jù)悉，目前免費(fèi)軟件已達(dá)到10萬(wàn)級(jí)。由于安卓系統(tǒng)是與Google與其他很多公司共同開(kāi)發(fā)的，因而在網(wǎng)絡(luò)方面非常有優(yōu)勢(shì)，而且就系統(tǒng)方面來(lái)看，安卓系統(tǒng)非常個(gè)性化。隨著安卓系統(tǒng)的日漸強(qiáng)大，更多的擴(kuò)展軟件也為使用者帶來(lái)了更多的樂(lè)趣。此外，其個(gè)性界面支持自有定制，多主屏，程序、小部件輕松放置，簡(jiǎn)單便捷。2

7、.3 無(wú)線WIFIWIFI是一種能夠?qū)€(gè)人電腦、手持設(shè)備（如Pad、手機(jī)）等終端以無(wú)線方式互相連接的技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和基礎(chǔ)設(shè)施的改善，WIFI已成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚膶?shí)用工具，WIFI信號(hào)范圍正在不斷擴(kuò)大。WIFI也逐漸被應(yīng)用到智能家居中。WIFI 在智能家居中的應(yīng)用主要包括一個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)以及若干個(gè)無(wú)線通訊子節(jié)點(diǎn)，在家庭網(wǎng)關(guān)上有一個(gè)無(wú)線發(fā)射模塊，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)上都包含一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收模塊，通過(guò)這些無(wú)線收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)就在網(wǎng)關(guān)和子節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳送。其中WIFI智能網(wǎng)關(guān)就是室內(nèi)機(jī)，是家庭的一個(gè)智能化樞紐，經(jīng)過(guò)智能網(wǎng)關(guān)上的無(wú)線射頻模塊與收集中各子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)家電的控制；經(jīng)過(guò)Web網(wǎng)絡(luò)控制智能網(wǎng)

8、關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制。真正實(shí)現(xiàn)家電的智能控制，為人們的生活帶來(lái)了極大的便利。3 作品設(shè)計(jì)方案和特點(diǎn)3.1 作品設(shè)計(jì)方案本作品以房屋模型來(lái)模擬真實(shí)的家居環(huán)境，實(shí)現(xiàn)基于手機(jī)WIFI的遠(yuǎn)程智能控制和基于Android平臺(tái)的藍(lán)牙以及紅外的智能控制。以單片機(jī)為核心處理器，通過(guò)手機(jī)WIFI、紅外和基于Android平臺(tái)的藍(lán)牙發(fā)送命令來(lái)對(duì)用電器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，改善傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)的控制，使得控制更加的智能化。給用戶帶來(lái)更加安全、方便的體驗(yàn)。3.2 作品特點(diǎn)（1）此作品旨在于提供一種更為簡(jiǎn)單、方便、安全、舒適、節(jié)能的家居環(huán)境。本作品以STC89C52單片機(jī)為基礎(chǔ)，通過(guò)基于Andriod平臺(tái)的藍(lán)牙、紅外、手

9、機(jī)WIFI發(fā)送命令來(lái)控制繼電器狀態(tài)繼而對(duì)用電器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了與機(jī)械開(kāi)關(guān)的雙重控制，并可以直接控制220V的用電器，符合一般家居環(huán)境的使用條件，且該控制為一種弱電控制強(qiáng)電的安全控制方法。（2）利用手機(jī)WIFI來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，符合當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)，充分利用了各種網(wǎng)絡(luò)資源。通過(guò)手機(jī)WIFI進(jìn)行控制，改變了家居環(huán)境原有通過(guò)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)控制各種家用電器的途徑，可以對(duì)電器無(wú)線控制，為用戶減少了一筆開(kāi)支，響應(yīng)了創(chuàng)造節(jié)約型社會(huì)的口號(hào)。且該控制方法可以利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，用戶在外便可對(duì)家里的電器進(jìn)行控制，真正體現(xiàn)了家居的智能化，給用戶的生活帶來(lái)極大的便利。（3）本作品開(kāi)發(fā)了基于Android 平臺(tái)的藍(lán)牙

10、軟件，該軟件的桌面可根據(jù)各自家庭用電器等設(shè)備的使用情況設(shè)定，操作更具有可視性，從而使得控制更加的方便，增強(qiáng)了系統(tǒng)的推廣性。（4）如今手機(jī)使用的普及率極高，本系統(tǒng)通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙與控制板上的從機(jī)進(jìn)行配對(duì)，通過(guò)手機(jī)可發(fā)送各種命令來(lái)控制電器的狀態(tài)。充分利用了已有資源，體現(xiàn)了節(jié)約、便捷的思想。（5）該作品亦可通過(guò)紅外控制。紅外使用的是普通的電視機(jī)遙控，通過(guò)程序的處理可以解決因遙控器的不同而無(wú)法實(shí)現(xiàn)控制的弊端，消除了系統(tǒng)的特異性，避免了二次消費(fèi)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的推廣性。紅外的控制距離可達(dá)到10米，且其接收頭的價(jià)格低廉，可以在各個(gè)房間都安裝紅外接收頭，避免因墻壁的阻擋對(duì)紅外信號(hào)的影響。實(shí)現(xiàn)了在家庭環(huán)境的全方位控制

11、，使得控制更加方便。（6）超聲波裝置給用戶發(fā)送了房屋門(mén)窗的實(shí)時(shí)狀態(tài)，使用戶擁有一個(gè)更加方便的智能系統(tǒng)來(lái)得知房屋狀況，增強(qiáng)了房屋的安全性。（7）通過(guò)光敏電阻與繼電器相結(jié)合，組成了性價(jià)比更高的光控開(kāi)關(guān)。本系統(tǒng)運(yùn)用此裝置實(shí)現(xiàn)了根據(jù)光照強(qiáng)度來(lái)控制照明燈的智能控制。避免了在光照強(qiáng)度良好、用戶忘關(guān)燈而燈依舊工作的浪費(fèi)行為，使得系統(tǒng)更加節(jié)能。4 作品總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本作品以STC89C52單片機(jī)為核心，通過(guò)接收手機(jī)WIFI、紅外或藍(lán)牙的控制命令來(lái)分別控制相應(yīng)的用電器，從而與機(jī)械開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居用電器的全方位控制,使用戶能對(duì)用電器隨時(shí)隨地的控制，使家居環(huán)境更加智能化。另外本作品運(yùn)用了超聲波模塊來(lái)實(shí)時(shí)的檢測(cè)房屋門(mén)窗是

12、否關(guān)閉，增加了房屋的安全防盜功能。通過(guò)光敏電阻感應(yīng)光照的強(qiáng)度，來(lái)實(shí)現(xiàn)光控開(kāi)關(guān)，增加了房屋的節(jié)能環(huán)保功能。如圖4.1：本作品以STC89C52單片機(jī)為基礎(chǔ)熱水器繼電器單片機(jī)照明燈電風(fēng)扇基于Android平臺(tái)的藍(lán)牙軟件手機(jī)WIFI超聲波檢測(cè)裝置光控開(kāi)關(guān)空調(diào)WIFI網(wǎng)卡手機(jī)藍(lán)牙紅外遙控（可為電視機(jī)遙控）照明燈 圖4.1 總體結(jié)構(gòu)圖電風(fēng)扇 電腦手機(jī)無(wú)線路由器等等電器 電視空調(diào)照明燈洗衣機(jī)圖4.2 WIFI應(yīng)用圖5 硬件電路設(shè)計(jì)5.1 硬件總體電路圖5.1 電路原理圖圖5.2 整體電路PCB圖該整體電路包含有STC89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)，作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。另因單片機(jī)的輸出功率有限，添加了繼電器

13、的控制電路。其中的藍(lán)牙控制模塊、紅外控制模塊和手機(jī)WIFI控制模塊作為接收用戶命令的終端。5.2 核心控制電路：控制芯片STC89C52圖5.3 芯片核心電路圖圖5.4 STC89C52單片機(jī)51單片機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，這款芯片不僅資源豐富，功能強(qiáng)大，而且功耗小，正是基于其功能適合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)需求，故選用本芯片。圖5.3為STC89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)的典型接法，其中11.0592MHz的晶振電路時(shí)單片機(jī)的片內(nèi)時(shí)鐘源，單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳之間接11.0592MHz的晶體振蕩器和電容構(gòu)成內(nèi)部時(shí)鐘方式。他是單片機(jī)能準(zhǔn)確工作的重要依據(jù)。引腳9所接電路是由微動(dòng)開(kāi)關(guān)

14、，電解電容和電阻所構(gòu)成的復(fù)位電路?？梢栽诓坏綦姷那闆r系對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，使系統(tǒng)回歸于初始狀態(tài)。5.3 繼電器控制電路：三極管和繼電器組成的控制模塊圖5.5 繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖5.6 繼電器模塊實(shí)物圖房屋的家居智能化，可通過(guò)弱電控制強(qiáng)電來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這里我們用到的中間器件就是繼電器，實(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)跟強(qiáng)電的對(duì)接。5.4 報(bào)警電路：三極管和蜂鳴器組成的按鍵提示和報(bào)警摸塊圖5.7 報(bào)警電路圖5.8 報(bào)警電路實(shí)物我們采用的報(bào)警器是最基本的發(fā)聲器件蜂鳴器。它的主要功能是用來(lái)進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)門(mén)窗打開(kāi)的時(shí)候，蜂鳴器會(huì)發(fā)出響聲，提醒主人門(mén)窗沒(méi)有關(guān)好。可以極大的提高房屋的安全性，使人們能全身心的投入到工作、生活和學(xué)習(xí)中。這里三極管

15、和上面一樣起著開(kāi)關(guān)作用，當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)，蜂鳴器得電，發(fā)出響聲；三極管失電時(shí)，蜂鳴器不響。5.5 電源穩(wěn)壓電路: 穩(wěn)壓芯片LM2940T-5.0對(duì)于一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，一個(gè)穩(wěn)定的電源系統(tǒng)是很重要的。圖5.9 電源穩(wěn)壓模塊電路圖5.10 電源穩(wěn)壓模塊實(shí)物每個(gè)系統(tǒng)都有自己的電源模塊，我們這里所采用的是電源穩(wěn)壓芯片LM2940T-5.0。如圖5.11所示： 圖5.11 電源穩(wěn)壓芯片LM2940T-5.0這款芯片內(nèi)含靜態(tài)電流降低電路、電流限制、過(guò)熱保護(hù)、電池反接和反插入保護(hù)電路。我們利用這款芯片，把系統(tǒng)供電電池輸出的12V電壓降為5V，為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的5V電源。5.6 光敏傳感器模塊圖5.12 光敏傳感

16、器模塊電路本模塊實(shí)現(xiàn)房屋照明的節(jié)能控制。通過(guò)光敏傳感器對(duì)房屋周圍光線的采集，判斷其光照強(qiáng)度。通過(guò)調(diào)節(jié)電阻值的大小來(lái)設(shè)定光照強(qiáng)度的一個(gè)臨界值，當(dāng)光照強(qiáng)度大于這個(gè)臨界值時(shí)，開(kāi)關(guān)打開(kāi)的情況下，燈泡可以發(fā)光，當(dāng)光照強(qiáng)度小于這個(gè)臨界值時(shí)，開(kāi)關(guān)打開(kāi)的情況下，燈泡熄滅。5.7 門(mén)禁防盜系統(tǒng)：超聲波測(cè)距模塊圖5.13 超聲波模塊電路圖5.14 超聲波模塊實(shí)物本模塊用于檢測(cè)門(mén)窗是否關(guān)閉良好，當(dāng)用戶發(fā)送命令進(jìn)入到檢測(cè)模式時(shí)，如果門(mén)呈打開(kāi)狀態(tài)，則此時(shí)系統(tǒng)的蜂鳴器會(huì)持續(xù)鳴叫，若命令由手機(jī)發(fā)出，手機(jī)上同時(shí)會(huì)收到“open”提醒字符。5.8 無(wú)線通信系統(tǒng)：紅外、藍(lán)牙、WIFI模塊5.8.1 紅外通信模塊圖5.15 紅外模

17、塊電路圖5.16 紅外接收頭本系統(tǒng)中紅外遙控模塊可以讓用戶隨時(shí)隨地的改變房屋內(nèi)任一用電器的狀態(tài)，給人們的生活帶來(lái)了很大的方便，也更加人性化。目前每個(gè)家庭都有遙控器，我們選擇這種控制方法，可以充分利用現(xiàn)有資源，使本系統(tǒng)應(yīng)用更加方便。5.8.2 藍(lán)牙通信模塊圖5.17 藍(lán)牙控制電路圖5.18 藍(lán)牙控制電路實(shí)物藍(lán)牙無(wú)線通信是手機(jī)間近距離相互通信的一種通信方式，手機(jī)應(yīng)用的普遍性，使我們作品的應(yīng)用面更加廣泛。隨著智能手機(jī)的普及化程度越來(lái)越高，特別是安卓系統(tǒng)的開(kāi)源模式，使得安卓系統(tǒng)的手機(jī)市場(chǎng)的占有率不斷的提高。我們也可以通過(guò)安卓手機(jī)，實(shí)現(xiàn)和遙控器同樣的無(wú)線控制家電的功能。我們通過(guò)安卓開(kāi)發(fā)平臺(tái)，做出了相關(guān)安

18、卓控制軟件，如圖5.19。圖5.19 安卓開(kāi)發(fā)界面5.8.3 WIFI通信模塊隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，更加人性化的智能家居控制系統(tǒng)將會(huì)不斷向前發(fā)展，如控制界面更加生動(dòng)、具體、距離更遠(yuǎn)。為了進(jìn)一步增加系統(tǒng)的控制距離，我們選擇了目前市場(chǎng)前景比較廣闊的WIFI技術(shù)，通過(guò)無(wú)線WIFI網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居系統(tǒng)的超遠(yuǎn)距離控制。圖5.20 WIFI硬件連接設(shè)計(jì)圖圖5.21 WIFI控制電路單片機(jī)繼電器熱水器WIFI網(wǎng)卡智能手機(jī)電風(fēng)扇照明燈空調(diào)超聲波報(bào)警圖5.22 WIFI控制流程圖隨著WIFI信號(hào)覆蓋范圍不斷增加，我們選擇WIFI信號(hào)連接互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)家居系統(tǒng)進(jìn)行更遠(yuǎn)距離的控制。我們發(fā)送命令的平臺(tái)是android手機(jī)

19、，運(yùn)用基于android開(kāi)發(fā)平臺(tái)的WIFI通信軟件工具，實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)的WIFI網(wǎng)卡的連接。當(dāng)用戶不在家時(shí)，可以通過(guò)WIFI連接互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)家里的電器實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離控制，為用戶的生活提供了極大的方便。WIFI網(wǎng)卡接收到手機(jī)的控制信號(hào)后，把信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)再通過(guò)繼電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電器的控制。6 軟件程序設(shè)計(jì)6.1 整體程序設(shè)計(jì)軟件部分主要包括：繼電器模塊程序設(shè)計(jì)、紅外線接收模塊程序設(shè)計(jì)、藍(lán)牙模塊程序設(shè)計(jì)、手機(jī)WIFI控制模塊程序設(shè)計(jì)、超聲波模塊程序設(shè)計(jì)、蜂鳴器模塊程序設(shè)計(jì)。程序結(jié)構(gòu)如下圖：圖6.1 程序設(shè)計(jì)流程圖系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行后，當(dāng)控制芯片接收到遙控器、手機(jī)的控制命令信號(hào)時(shí)，也即中斷信號(hào)，會(huì)執(zhí)行相

20、應(yīng)的中斷程序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家居電器的智能控制。6.2 模塊化程序設(shè)計(jì)模塊化程序設(shè)計(jì)即模塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是程序的編寫(xiě)不是開(kāi)始就逐條錄入計(jì)算機(jī)語(yǔ)句和命令，而是首先用主程序、子程序、子過(guò)程等框架把軟件的主要結(jié)構(gòu)和流程描述出來(lái)，并定義和調(diào)試好各個(gè)框架之間的輸入、輸出鏈接關(guān)系。逐步求精的結(jié)果是得到一系列以功能塊為單位的算法描述。以功能塊為單位進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其求解算法的方法成為模塊化。模塊化的目的是為了降低程序復(fù)雜度，使程序設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)等操作簡(jiǎn)單化。下面分別介紹以上各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)。6.2.1 繼電器模塊程序設(shè)計(jì)程序中先定義單片機(jī)的P1.x引腳為繼電器引腳，在程序代碼中直接對(duì)P1.x引腳進(jìn)行取

21、反?？刂评^電器的P1.x口引腳若為低電平，則繼電器吸合，若為高電平，則繼電器斷開(kāi)。通過(guò)對(duì)控制繼電器引腳的值進(jìn)行取反，來(lái)改變相應(yīng)的繼電器的狀態(tài)。繼電器程序流程圖如下圖6.2：圖6.2 繼電器模塊程序流程圖6.2.2 蜂鳴器模塊程序設(shè)計(jì)蜂鳴器模塊程序設(shè)計(jì)類似繼電器模塊的程序設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)中先定義單片機(jī)的P3.6口為fmq，在程序代碼中直接對(duì)fmq進(jìn)行賦值，當(dāng)值為1時(shí)，P3.6引腳為高電平，當(dāng)為0時(shí)，P3.6引腳為低電平。控制蜂鳴器的P3.6口引腳若為低電平，則蜂鳴器發(fā)生，若為高電平，則無(wú)聲。蜂鳴器模塊程序流程圖如圖6.3：圖6.3 蜂鳴器模塊程序流程圖6.2.3 紅外線接收模塊程序設(shè)計(jì)通用紅外遙控

22、系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成。應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來(lái)進(jìn)行控制操作。發(fā)射部分包括鍵盤(pán)矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。單片機(jī)采用外部中斷INT1引腳和紅外接收頭的信號(hào)線相連，當(dāng)紅外發(fā)射器發(fā)出命令時(shí)，引起中斷，計(jì)算中斷的間隔時(shí)間，來(lái)區(qū)分前導(dǎo)碼、二進(jìn)制的“1”“0”碼，并根據(jù)操作碼來(lái)確定所發(fā)的數(shù)據(jù)，將其與操作反碼比較，以此來(lái)確定數(shù)據(jù)的有效性。本程序設(shè)計(jì)中，利用了紅外遙控進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳輸，其程序流程圖如圖6.4：圖6.4 紅外線接收模塊程序流程圖紅外解碼程序：bit DeCode（void） unsigned char i,j;unsigned ch

23、ar temp; for（i=0;i<4;i+） for（j=0;j<8;j+） temp=temp>>1; TH1=0; TL1=0; TR1=1; while（IR=0） ; TR1=0; LowTime=TH1*256+TL1; TH1=0; TL1=0; TR1=1; while（IR=1） ; TR1=0; HighTime=TH1*256+TL1; if（LowTime<370）|（LowTime>640）return 0; if（HighTime>420）&&（HighTime<620） temp=temp&

24、0x7f; if（HighTime>1300）&&（HighTime<1800） temp=temp|0x80; ai=temp; if（a2=a3） return 1; 6.2.4 藍(lán)牙模塊程序設(shè)計(jì)藍(lán)牙支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信，以無(wú)線方式將家庭或辦公室中的各種數(shù)據(jù)和語(yǔ)音設(shè)備連成一個(gè)微微網(wǎng)（Piconet），幾個(gè)微微網(wǎng)還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，形成一個(gè)（scatternet），從而在這些連接設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)快捷而方便的通信。在本程序設(shè)計(jì)中利用了串口通信，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。由手機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，進(jìn)行串口通信，單片機(jī)根據(jù)手機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)作出響應(yīng)。圖6.5 藍(lán)牙模塊程序流程圖藍(lán)牙模塊

25、發(fā)送數(shù)據(jù)程序void send_char（unsigned char txd）/ 傳送一個(gè)字符SBUF = txd;while（!TI）;/ 等特?cái)?shù)據(jù)傳送TI = 0;/ 清除數(shù)據(jù)傳送標(biāo)志6.2.5 WIFI模塊程序設(shè)計(jì) a.WIFI網(wǎng)卡控制程序設(shè)計(jì)圖6.6 WIFI網(wǎng)卡程序流程圖WIFI發(fā)送指令程序段int AtCmdSend（TATCP_CMD * AtCmd）unsigned char AtCmdbuf512;int ret=0; /AtCmd_Check（）; /AtCmdCheck /strcpy（AtCmdbuf, "AT+"）;strcat（AtCmdbuf,

26、 AtCmd->Cmdbuf）; ReciveAtCmdrep=0;ComSendstr（AtCmdbuf）;AtcmdTimerId=StartTimer（ MSG_CMD_TIMEOUT_CFM,TIMER_ATCMD_TIMEOUT）; while（ReciveAtCmdrep!=1）if（Atcmdtimeout=1） ret=-1;break; StopTimer（AtcmdTimerId）;return ret;WIFI接收中斷函數(shù)程序段void COMM_INT（） interrupt 4 using 3unsigned char cBuf; if（RI）/ 接收數(shù)據(jù)RI

27、= 0;cBuf = SBUF;ProcessUARTData（cBuf）; else if （TI）TI = 0;if（iSendCounter < iUartSendLen）SBUF = cpSendBufPtriSendCounter+;WIFI接收到數(shù)據(jù)的處理函數(shù)void ProcessUARTData（ IN unsigned char UartData）int i=0;switch （gcWIFICommunState）case WIFI_WAIT_SYN: / 接收等待if（UartData=WIFI_SYN）gcWIFICommunState = WIFI_WAIT_RE

28、SP;break;case WIFI_WAIT_RESP: AtRespAtResplen+=UartData;if（strcmp（AtResp,"OK"）=0）AtRespState=1; /response okgcWIFICommunState = WIFI_RECEDATA;AtResplen=0;else if（strcmp（AtResp,"ERR"）AtRespState=0; /response ERR gcWIFICommunState=WIFI_WAIT_ERRCODE;AtResplen=0;elseprintf（"Reci

29、ve unknown wordsn"）;AtRespState=0; /response ERRgcWIFICommunState=WIFI_WAIT_SYN;AtResplen=0;break;case WIFI_RECEDATA: case WIFI_WAIT_OVER:case WIFI_WAIT_ERRCODE:ATReceBuffer0.gcATReceDataATReceBuffer0.gcATReceCount= UartData;ATReceBuffer0.gcATReceCount+;if（strstr（ATReceBuffer0.gcATReceData,&quo

30、t;rnrn"）!=NULL）ReciveAtCmdrep=1;gcWIFICommunState = WIFI_WAIT_SYN;ATReceBuffer0.gcATReceCount=0;else if（ATReceBuffer0.gcATReceCount=WIFIBUFLEN）printf（"At cmd recive errorn"）;gcWIFICommunState = WIFI_WAIT_SYN;elseprintf（"Wiat next byten"）;break;default:gcWIFICommunState = WIF

31、I_WAIT_SYN;break;b.WIFI模塊51核心控制程序圖6.7 手機(jī)WIFI模塊51控制程序流程圖手機(jī)WIFI模塊51控制程序void WIFI_control（） if（key1=1） control_1=control_1;/一號(hào)用電器狀態(tài)切換if（key2=1） control_2=control_2;/二號(hào)用電器狀態(tài)切換if（key3=1） control_3=control_3;/三號(hào)用電器狀態(tài)切換if（key4=1） control_4=control_4;/四號(hào)用電器狀態(tài)切換if（key5=1） control_5=control_5;/五號(hào)用電器狀態(tài)切換利用手機(jī)通過(guò)

32、網(wǎng)絡(luò)連接到WIFI設(shè)備，用手機(jī)發(fā)送控制命令信號(hào)， WIFI終端對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)給51單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)控制用電器的繼電器進(jìn)行控制，從而控制相應(yīng)的用電器。實(shí)現(xiàn)了紅外、藍(lán)牙和WIFI的統(tǒng)一控制。實(shí)現(xiàn)了近距離，中距離和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的全方位控制，使得控制更加智能化。6.2.6 超聲波模塊程序設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距是通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接受回波的時(shí)間差t，然后求出距離：s=c*t/2；式中c為超聲波在空氣中的傳播速度。本程序設(shè)計(jì)中，利用超聲波測(cè)距原理來(lái)不斷測(cè)量s，來(lái)判斷房門(mén)的情況，如果s大于一個(gè)值，那么就可以判斷現(xiàn)在房門(mén)是打開(kāi)的，通過(guò)蜂鳴器報(bào)警和向手機(jī)藍(lán)

33、牙發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)提醒主人。其程序流程圖如圖6.8：圖6.8 超聲波模塊程序流程圖超聲波檢測(cè)程序：void chaoshengbo（void） / 主程序 uint distance_data,a; i=0;Tx=0; IT0=0;EX0=0;while（1） Tx=1;delay_20us（）;Tx=0; while（Rx=0）; succeed_flag=0; EX0=1; TH0=0; TL0=0; TF0=0;TR0=1; while（TH0 < 30）; TR0=0; EX0=0; if（succeed_flag=1） distance_data=outcomeH; distance

34、_data<<=8; distance_data=distance_data|outcomeL; if（succeed_flag=0）distance_data=0; if（distance_data>500）distancex+=1; else distancex+=0;if（x=3） x=0;for（i=0;i<=3;i+）distance_count+=distancei;distancei=0;if（distance_count>=1） distance_flag=1;elsedistance_flag=0;distance_count=0;if（distance_flag）for（t=0;t<500;t+）beep（）;fmq=1;delay1ms（100）;while（b<4）SBUF=baojingb; /openwhile（!TI）;TI=0;b+;delay1ms（1000）;if（RI=1 | m=1）b=0;break; 7 操作說(shuō)明7.1 電源操作說(shuō)明需將USB接入電源，按下電路