基于PID的恒溫控制系統(tǒng)、智能家居控制系統(tǒng)課程設(shè)計

1、課程設(shè)計報告課程名稱物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目基于PID的恒溫控制系統(tǒng)、智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容與要求：設(shè)計內(nèi)容：1.采用STM32F103ZET6開發(fā)板為硬件開發(fā)平臺，設(shè)計實現(xiàn)RTC時間顯示，溫濕度檢測，PID參數(shù)調(diào)節(jié)，PWM控制電機等功能。2.采用STM32主控芯片，ZigBee無線通信方式及LD3320語音識別芯片實現(xiàn)家居環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、顯示、智能調(diào)節(jié)、語音識別及控制。設(shè)計要求：掌握硬件原理圖，熟悉STM32編程。相關(guān)寄存器的配置；常用傳感器原理與數(shù)據(jù)采集；提交符合要求、內(nèi)容完整的設(shè)計報告。指導(dǎo)教師：年月日課程設(shè)計評語成績：指導(dǎo)教師：年月日課程設(shè)計報告 項目一

2、基于PID的恒溫控制系統(tǒng)1概述選題意義近年來隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人類的生活發(fā)生了很大的變化，尤其是隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微型計算機應(yīng)運而生，讓人類社會進入了一個嶄新的時代。但是因為微型計算機成本較高，在很多工業(yè)控制中并不是最好的選擇。所以單片機因為價格低廉、可靠性高，性能穩(wěn)定以及獨特的定時、計數(shù)功能而被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)控制，工業(yè)生產(chǎn)，家用電器制造等方面，單片機的應(yīng)用在不斷的走向深處，在實時檢測與自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機一般是用來做核心部件的，由具體的硬件結(jié)構(gòu)與控制對象的特點，和軟件相結(jié)合來加以完善。溫度是表示物體冷熱程度的物理量，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中溫度是一個非常重要的參數(shù)。

3、溫度測量在產(chǎn)品生產(chǎn)，工業(yè)設(shè)計，能源節(jié)約中發(fā)揮到了關(guān)鍵性的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)的需要，溫度傳感器不斷更新和豐富起來。溫度作為一個模擬量，如果采用合適的技術(shù)和元件，把模擬的溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量雖然說不難，但電路比較復(fù)雜，成本也太高。溫度測量中測量溫度是重點，本設(shè)計中單片機溫度測量同樣如此。溫度控制系統(tǒng)常用來保持溫度恒定或者使溫度按照某種規(guī)定的程序變化。由于溫度自身的一些特點，如慣性大、滯后現(xiàn)象嚴重、難以建立精確的數(shù)學(xué)模型等傳統(tǒng)的控制方式由于其控制精度不高、不能及時的跟蹤對象特性變化等原因造成控制系統(tǒng)性能不佳。本設(shè)計基于這一點，選用具有高性能而又經(jīng)濟的STM32單片機作為控制器，所用算法為位

4、置型PID控制算法，完成了對系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計方案具有可行性和一定的推廣性，若能夠應(yīng)用于實際生產(chǎn)生活中，將會對提高企業(yè)自動化水平、降低生產(chǎn)成本、減輕工人勞動強度、提高生活質(zhì)量等方面起到積極的促進作用。設(shè)計目標該設(shè)計主要由單片機最小系統(tǒng)模塊，溫濕度采集模塊、顯示模塊和鍵盤模塊，電機模塊，報警模塊等構(gòu)成，以STM32單片機作為核心處理器。主要完成的功能有以下幾點：對室內(nèi)溫度進行實時檢測、按鍵設(shè)定溫度、將檢測的和設(shè)定溫度顯示出來、當溫度超限時報警并啟動電機進行溫度調(diào)控?？傮w設(shè)計總體方案電路總體可以分為溫度采集模塊、單片機STM32最小系統(tǒng)模塊、電機驅(qū)動模塊、按鍵模塊、報警模塊以及顯示模塊等。以STM3

5、2單片機最小系統(tǒng)作為核心控制電路，傳感器采集溫濕度作為STM32的輸入，電機驅(qū)動模塊、TFTLCD2.8寸液晶屏，以及按鍵模塊作為STM32的輸出。采集溫度方面由DHT11溫度傳感器來完成,它是一個數(shù)字溫度傳感器、內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換，可直接與單片機相連接。而TFTLCD2.8寸液晶顯示屏是插針式，也可以直接與單片機相連接。通過DHT11傳感器采集當前的溫濕度值、經(jīng)單片機將其處理后的數(shù)據(jù)送到TFTLCD液晶顯示屏來進行顯示，主要顯示測得的實時溫度與設(shè)定的溫度上下限。利用鍵盤設(shè)置溫度閾值，如果當前采集的實時溫度不在設(shè)定的溫度閾值范圍之內(nèi)，則由STM32單片機發(fā)出指令來控制電機驅(qū)動模塊，使電機正常工作來實

6、現(xiàn)室內(nèi)溫度控制。設(shè)計框圖圖21功能模塊框圖LCD顯示電機驅(qū)動LED指示詳細設(shè)計與實現(xiàn)3.1STM32最小系統(tǒng)模塊STM32F103ZET6簡介STM32F103ZET6算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活、自由度大、可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制，F(xiàn)表示通用類型，103表示增強型，E表示512K字節(jié)的閃存存儲器，Z表示有144管腳，可用IO(input/output)112個，剩余的管腳：電源(電源不止一個，為了提高芯片的穩(wěn)定驅(qū)動能力，一個或幾個模塊用一個電源，)啟動設(shè)置，復(fù)位，程序下載等的配置。模塊功能該模塊的主要任務(wù)是完成發(fā)出的降溫操作。單片機STM32F103ZET6做CPU,DHT11采集

7、溫濕度直接輸出數(shù)字信號，單片機進行處理與執(zhí)行。當溫度高于設(shè)定的溫度時，單片機向溫度控制執(zhí)行電路發(fā)送降溫命令，同時LED1燈閃爍蜂鳴器報警，提醒使用者溫度過高正在進行降溫，啟動風(fēng)機等操作。3.2DHT11溫濕度采集模塊DHT11簡介DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校

8、準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供DHT11工作原理DATA用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時間4ms左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,具體格式在下面說明,當前小數(shù)部分用于以后擴展,現(xiàn)讀出為零.操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。數(shù)據(jù)格式:8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)

9、據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和數(shù)據(jù)傳送正確時校驗和數(shù)據(jù)等于“8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末8位。用戶MCU發(fā)送一次開始信號后,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機開始信號結(jié)束后,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集,用戶可選擇讀取部分數(shù)據(jù)從模式下,DHT11接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號，DHT11不會主動進行溫濕度采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。如圖31所示VCC-寳如-泗衛(wèi)H表亓2III圖31通訊過程圖inrrfatf圖

10、32數(shù)字0信號表示方法圖圖33數(shù)字1信號表示方法圖總線空閑狀態(tài)為高電平,主機把總線拉低等待DHT11響應(yīng),主機把總線拉低必須大于18毫秒，保證DHT11能檢測到起始信號。DHT11接收到主機的開始信號后,等待主機開始信號結(jié)束,然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號.主機發(fā)送開始信號結(jié)束后，延時等待20-40us后，讀取DHT11的響應(yīng)信號,主機發(fā)送開始信號后，可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可,總線由上拉電阻拉高?？偩€為低電平，說明DHT11發(fā)送響應(yīng)信號,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號后，再把總線拉高80us,準備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時隙開始，高電平的長短定了數(shù)據(jù)位是0還是1.格式見

11、下面圖示如果讀取響應(yīng)信號為高電平，則DHT11沒有響應(yīng)，請檢查線路是否連接正常.當最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us,隨后總線由上拉電阻拉高進入空閑狀態(tài)。模塊功能該模塊的主要任務(wù)是完成溫濕度采集，并將其組裝成可讀數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機的操作。按鍵模塊該模塊主要實現(xiàn)對設(shè)定溫度的設(shè)置以及對電路的復(fù)位。單片機應(yīng)用系統(tǒng)中除了復(fù)位按鍵有它專門的復(fù)位電路，和專一的復(fù)位功能以外，其它的按鍵都是用開關(guān)的狀態(tài)來設(shè)置控制功能或者輸入數(shù)據(jù)。本次設(shè)置了兩個按鍵，來配合顯示界面，可以對溫度進行設(shè)定，實現(xiàn)電機不同運行方式之間的轉(zhuǎn)換，開入開出測試等操作。按鍵UPDOWN分別是溫度加、溫度減。報警模塊該模塊主要

12、由LED1與蜂鳴器組成。實現(xiàn)當實際溫度大于設(shè)定溫度時LED1閃爍蜂鳴器響的報警操作顯示模塊1.LCD屏簡介大?。?.8寸，像素：240*320(76800)采用RGB三色顯示，采用RGB565格式，也就是說每一個像素點的顏色控制所需要的數(shù)據(jù)量為兩個字節(jié)16位，在調(diào)色的時候,R(5位)G(6位)B(5位)，正常每一種顏色六位，甚至還有8位。硬件接口：采用8080并行接口，在屏的接口中，常用兩種并行接口，沒有根本區(qū)別，現(xiàn)在市場上使用的屏有些是串行接口SPI或I2C，小型設(shè)備常用一個是8080：WR：寫使能RD：讀使能D/C:數(shù)據(jù)、命令選擇RST:復(fù)位D07：數(shù)據(jù)位一個是6800:WR/RD:寫使能

13、或讀使能選擇D/C:數(shù)據(jù)、命令選擇RST:復(fù)位D07:數(shù)據(jù)位ILI9341屏的驅(qū)動芯片，屏幕內(nèi)置，看不到TFTLC上電后整屏亮，靠不同顏色區(qū)分2.模塊功能采用TFTLCD液晶顯示屏來進行顯示，主要顯示測得的實時溫濕度與設(shè)定的溫度以及溫度變化曲線和電機轉(zhuǎn)速曲線等。3.6電機驅(qū)動模塊當檢測到的實時溫度高于設(shè)定的溫度值時，單片機要進行降溫操作。采用140直流電機與單片機相連接，從而控制風(fēng)扇扇葉的轉(zhuǎn)動，以達到控制溫度的目的。電機速度控制采用PWM波來實現(xiàn)，PWM就是一個方波，通過調(diào)節(jié)占空比來增加或降低電機運行速度(占空比：在一個周期中高電平所占的時間)3.7PID控制算法由于該系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)采用P

14、ID控制算法。該系統(tǒng)降溫部分采取PWM作為控制量，故采取數(shù)字PID增量型控制算法。數(shù)字PID增量型控制算式如式(1)所示。u(k)=Kpe(k)e(k1)+KIe(k)+KDe(k)2e(k1)+e(k2)(1)牛竽為積分系數(shù)竽為船系數(shù)Kp：比例蠱數(shù)比鋼帶4匕刑度)P；輸人假差倍外變化的相對慎與輸出信號變化的相對怙Z比的百分數(shù)衣丁(比例系數(shù)的倒數(shù))系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計方案電路的連接整個設(shè)計系統(tǒng)功能是由軟件程序配合硬件電路來實現(xiàn)，如果硬件電路已經(jīng)確定，軟件的功能也就基本上確定了，因為軟件程序的編譯是基于STM32單片機編程。軟件部分可分為主程序和子程序，主程序是整個控制系統(tǒng)的核心，用于調(diào)節(jié)和處理各模

15、塊之間的關(guān)系。子程序是各個模塊實現(xiàn)實質(zhì)性的功能，其主要子程序包括：溫度采集、鍵盤掃描、LCD顯示、蜂鳴報警、LED、PID等。整個系統(tǒng)采用8080硬件連接接口，通信方式為USART。電路調(diào)試1.調(diào)試方法通過KEIL5編寫程序，采用MCUISP軟件將程序下載到開發(fā)板上進行調(diào)試2.問題及解決問題1：因為在程序中沒有使用中斷，按鍵在調(diào)節(jié)溫度時，加上程序中延時的影響，不太靈敏。解決：設(shè)置程序運行次數(shù)變量，當程序運行指定次數(shù)時取出數(shù)據(jù)，減少延時按鍵也因此靈敏。問題2：整合程序時，電機未初始化，上電就全速運轉(zhuǎn)。解決：由于按鍵程序中PA6口已經(jīng)初始化，電機也插在PA6口上，兩者沖突，導(dǎo)致電機上電就啟動。問題

16、3：電機運行時，LCD白屏閃動。解決：電腦USB供電不穩(wěn)，無法提供足夠電壓，減小PID中對最大占空比及初始占空比，使電機初始運行速度減慢。問題4：溫度曲線變化太過平緩，無法明顯顯示只有少量波動。解決：參考PID中電機轉(zhuǎn)速曲線，將y值放大5倍，可以明顯看到變化。問題5：DHT11初始無法測出數(shù)據(jù)，一直失敗解決：更換杜邦線之后有好轉(zhuǎn)。測試結(jié)果上電后，屏幕上顯示實時溫度及初始設(shè)定溫度，通過按鍵加減調(diào)整設(shè)定溫度，當設(shè)定溫度低于實時溫度時，電機帶動風(fēng)扇開始工作，設(shè)定溫度低于實時溫度越多，電機轉(zhuǎn)速越快，直到溫度降到設(shè)定溫度時，電機轉(zhuǎn)速減緩，使溫度始終維持到設(shè)定溫度，同時屏幕下部顯示電機轉(zhuǎn)速變化曲線。關(guān)鍵代

17、碼if(key=UP)玫up鍵，說定溫匿增加，最夫到35更PID*SetValue+;ifPID3會七1口會：=35PID.SetValue=35;if(key=DOWN/Bedown鍵，竟定溫度減小，最低到1右度RTDSetValue-;z_f(PID.SetVal口令=二一PID.SetValue=16;DHT1l_SetT_Lcd(PID.SetValue;if(PID.SetValuet)/若設(shè)定洛變大于買際rLEDl閃煉Ledl(1);Delayms(100):Ledl(0);Delay_ms(ICC!);Beep(1);Delay_ms(10;Beep(J);Delay_ms(1)

18、;PTD_Ctr1(t);/pidi.用圖41主函數(shù)代碼圖項目二智能家居控制系統(tǒng)1概述選題意義在21世紀的今天人們的生活節(jié)奏越來越快，隨之而來的是生活的壓力也越來越大，家庭成為人們最溫馨的場所，人們對自己溫暖舒適的家居環(huán)境的要求也越來越高。現(xiàn)今的人們每天都過著朝九晚五的生活，同時來自社會各界的壓力也愈發(fā)加大，使得家早已成為人們的避風(fēng)港，但是傳統(tǒng)的居家環(huán)境對各個家電的控制已經(jīng)不能滿足人們生活的需要。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子行業(yè)的興起，先進的科技與人們想要的居家環(huán)境擦出了絢麗的火花智能家居控制系統(tǒng)。計算機、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)逐步深入到各個領(lǐng)域，使得住宅和家用電器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化和智能化，智能家

19、居已經(jīng)開始出現(xiàn)在人們的生活中。智能家居控制系統(tǒng)(smarthomecontrolsystems,簡稱SCS)。它以住宅為平臺，家居電器及家電設(shè)備為主要控制對象，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施進行高效集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的控制管理系統(tǒng)，提升家居智能、安全、便利舒適，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的綜合智能家居網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)平臺。智能家居控制系統(tǒng)是智能家居核心，是智能家居控制功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)。近幾年智能家居的發(fā)展迅速，市面上的產(chǎn)品也越來越多，但是也有很多不盡完美的地方，其主要原因是標準的不統(tǒng)一和權(quán)威產(chǎn)品的缺乏。隨著科技的發(fā)展與技術(shù)的更新，智

20、能家居控制的開發(fā)與研究已成為國家經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢，智能家居控制系統(tǒng)為人們提供更為人性化的設(shè)計，智能的為人們提供溫度、濕度等空氣成分的檢測，智能的為人們打造適宜的生活環(huán)境，為人們快節(jié)奏的生活減小壓力的同時提供了巨大的方便。設(shè)計目標本次項目是以STM32F103RCT6為主控板，加上LCD顯示屏、語音識別模塊、ZigBee通信模塊以及RGB模塊，可以最終實現(xiàn)兩個主控板可以通過ZigBee組網(wǎng)進行通信，一個主控板作為協(xié)調(diào)器，另一個作為終端設(shè)備，相互之間收發(fā)數(shù)據(jù)，并且協(xié)調(diào)器能通過語音模塊同時控制兩個設(shè)備上燈的狀態(tài)?？傮w設(shè)計2.1總體方案整個設(shè)計是分別將TFTLCD顯示屏、語音識別模塊LD3320、Z

21、igBee通信模塊以及RGB彩燈模塊硬件連接到單片機STM32F103RCT6上，分別實現(xiàn)LCD顯示、語音控制LED燈和RGB彩燈的狀態(tài)、ZigBee組網(wǎng)通信和收發(fā)數(shù)據(jù)正常以及協(xié)調(diào)器可控制終端設(shè)備。設(shè)計框圖圖2-1總體模塊設(shè)計圖詳細設(shè)計與實現(xiàn)3.1STM32最小系統(tǒng)模塊模塊簡介：(1)時鐘源：芯片時鐘源有4個HSE:做系統(tǒng)時鐘源HSI:做系統(tǒng)時鐘源LSE:RTC的時鐘源(realtimeclock)LSI:做看門狗時鐘源(2)內(nèi)核時鐘源：a)HSE振蕩器時鐘：高速外部時鐘信號(HSE)由以下兩種時鐘源產(chǎn)生：HSE外部晶體/陶瓷諧振器和HSE用戶外部時鐘。為了減少時鐘輸出的失真和縮短啟動穩(wěn)定時間

22、，晶體/陶瓷諧振器和負載電容器必須盡可能地靠近振蕩器引腳。負載電容值必須根據(jù)所選擇的振蕩器來調(diào)整。b）HSI振蕩器時鐘：HSI時鐘信號由內(nèi)部8MHz的RC振蕩器產(chǎn)生，可直接作為系統(tǒng)時鐘或在2分頻后作為PLL輸入。RC振蕩器能夠在不需要任何外部器件的條件下提供系統(tǒng)時鐘。它的啟動時間比HSE晶體振蕩器短。然而，即使在校準之后它的時鐘頻率精度仍較差。c）PLL時鐘：內(nèi)部PLL可以用來倍頻HSIRC的輸出時鐘或HSE晶體輸出時鐘。PLL的設(shè)置（選擇HIS振蕩器除2或HSE振蕩器為PLL的輸入時鐘，和選擇倍頻因子）必須在其被激活前完成。一旦PLL被激活，這些參數(shù)就不能被改動。如果PLL中斷在時鐘中斷寄存

23、器里被允許，當PLL準備就緒時，可產(chǎn)生中斷申請。如果需要在應(yīng)用中使用USB接口，PLL必須被設(shè)置為輸出48或72MHZ時鐘，用于提供48MHz的USBCLK時鐘。模塊功能：該模塊的主要任務(wù)是完成實現(xiàn)與各個模塊之間的串口通信，是命令的集中處理地。TFTLCD顯示屏TFTLCD又叫薄膜晶體管液晶顯示屏，其管腳在STM32F103中有相應(yīng)的管腳對應(yīng)。常用的液晶屏接口有很多種，8位、9位、16位、18位都有。屏的大小為2.8寸，像素是240*240，采用的是RGB三色顯示，是RGB565格式，也就是說每一個像素點的顏色控制所需要的數(shù)據(jù)量為兩個字節(jié)16位，在調(diào)色的時候，R（紅色）占5位，G（綠色）占6位

24、，B（藍色）占5位。正常的是每一種顏色都是6位，甚至還有8位。而常用的模式呢，主要有8080模式和6800模式兩種。本次項目使用的是8080并行接口，有5條基本的控制線和多條數(shù)據(jù)線。5條控制線分別是：WR（寫使能）、RD（讀使能）、D/C（命令或數(shù)據(jù)選擇）、RST（復(fù)位）。這個LCD屏是一整個模塊提供，函數(shù)也寫好了，只需在主函數(shù)里調(diào)用不同的函數(shù)顯示自己所需的內(nèi)容，比如單個字符、字符串、漢字（需要用漢字字模生成器）以及圖片。3.3LD3320語音識別模塊1.模塊簡介LD3320芯片是一款“語音識別”專用芯片。該芯片集成了語音識別處理器和一些外部電路，包括AD、DA轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口

25、等。本芯片不需要外接任何的輔助芯片如Flash、RAM等，直接集成在現(xiàn)有的產(chǎn)品中即可以實現(xiàn)語音識別/聲控/人機對話功能。并且，識別的關(guān)鍵詞語列表是可以任意動態(tài)編輯的。2.模塊功能：通過自己設(shè)置的關(guān)鍵詞語列表，語音控制實現(xiàn)流水燈，彩燈，閃爍等，并將語音的內(nèi)容通過串口回顯在電腦上。ZigBee通信模塊1.模塊簡介ZigBee是一種基于標準的遠程監(jiān)控、控制和傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)。為滿足人們對支持低數(shù)據(jù)速率、低功耗、安全性和可靠性，而且經(jīng)濟高效的標準型無線網(wǎng)絡(luò)解決方案的需求，ZigBee標準應(yīng)運而生。核心市場是消費類電子產(chǎn)品、能源管理和效率、醫(yī)療保健、家庭自動化、電信服務(wù)、樓宇自動化以及工業(yè)自動化。圍繞

26、ZigBee芯片技術(shù)推出的外圍電路，稱之為“ZigBee模塊”，常見的ZigBee模塊都是遵循IEEE802.15.4的國際標準，并且運行在2.4GHZ的頻段上。2.模塊功能該模塊實現(xiàn)協(xié)調(diào)器與終端之間的短距離通信，協(xié)調(diào)器通過串口與STM32相連獲取相應(yīng)的語音命令信息，發(fā)給終端，終端再將命令傳給STM32，從而控制終端上LED燈流水，閃爍，彩燈亮等操作。RGB彩燈即紅綠藍三種彩燈的合并初始化配置函數(shù)已給，如圖31所示，調(diào)用也很簡單，可以使其進入“全彩打開”模式，也可以使其亮單色燈的。在語音識別時，可以語音控制它的狀態(tài)。voidl*ntern_C!nfig(void)Def*GPIC_lniGSc

27、iuce;ElOC_APa2PeripnClMJcCnid(8CC_AtB2EeripH_UPIQC,ENhSLE);/打開f:時舁畔工匚_HodeGFIC_Mode_Ouc_&?;-C5E-I0_Fin_oTi5I0_iD_ZIGPI0_Fm_i:/SW弓I嗎亡SGFHCi二弓*GPl0_Sp*d_50HH2r(GPICX：iGPIOKiESEtu亡匸??；HE.D_CTLl|O!l；SREENjZTL冋:HLKE_CTL(0);/初姑找態(tài)是全形關(guān)運的圖31RGB初始化SPI通信總線串行通信常用方式：USART（UART）、SPI（通信距離10m左右）、I2C（差分信號）、CAN（差分信號，主

28、要用于工業(yè)，信號穩(wěn)定要求比較高的環(huán)境，通信距離最大1280m）。SPI：高速同步串行通信，最高40M,硬件來說主要是時鐘線，主從機（如何確認主從機？由哪個節(jié)點控制時鐘線，哪個就是主機）。硬件連接：（不交叉，直接連）MISO:主機輸入，從機輸出MOSI:主機輸出，從機輸入SCK：時鐘線NSS：從機選擇線（一般不用）3線SPI&4線SPI區(qū)別：是否有NSS通信的硬件協(xié)議：上升沿發(fā)送，下降沿接收，高位在前（標準SPI的協(xié)議）時鐘極性：在總線空閑時，時鐘線所處于的狀態(tài)時鐘相位：數(shù)據(jù)傳輸時，從第一個或第二個跳變沿進行數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收在應(yīng)用時SPI總線可以采用芯片上所嵌入的硬件模塊，也可以采用普通的IO口

29、實現(xiàn)SPI通信使用硬件模塊程序：（使用軟件可以拆開寫）u8SPI_SendReceive（u8dat）for（u8i=0;i8;i+）SCK=0;if（dat&0 x80）MOSI=1;elseMOSI=0;SCK=1;dat4nAsrRfr92=C0Et_BELL0、nocdcarx;WitchAnAitW八對垢竇:執(zhí)U+8笑昌惟.番聲悸啟TICODE_LSDr八命#源木叮c/71d332CPli3fC.k.H(jJ，!i?ZijbeieCGfflSend(*1:丄edStfttua-LED_5L1D;printf水fT叩金含識劇或功Wn1】；/teKt-r,.break;caseCCOE=

30、S占;丨兗冷珂習(xí)蕊!,J/ldaasopiaipiot呼自丨；Zigtwe_tc-m=Send2KliKLSrarua=Lt&=FUl5：pirini:f金會誦劇成功1巧口*汁仕-bralr;caseCOBEQL:令全工丿14332*Ok.J:2igh*e_二亡e_Sbm!*3n;IfrdStatua=LEDALLDK?_ll_trtDf(Lpxlntf*-”HrHSUXrrtrZ1pre*/caseOODE_囲；F”住令亠全淇/ld3J20FlaW3t*Ok.fflp,?)；T；一i-Lu=_JHBHh總圖4一2語音識別代碼圖設(shè)計總結(jié)本次課程設(shè)計，采用STM32F103ZET6開發(fā)板為硬件開發(fā)平臺，設(shè)計實現(xiàn)LCD顯示，溫濕度檢測，PID參數(shù)調(diào)節(jié)，PWM控制電機等功能。并且采用STM32主控芯片，ZigBee無線通信方式及LD3320語音識別芯片實現(xiàn)家居環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、顯示、智能調(diào)節(jié)、語音識別及控制。課程設(shè)計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我