《基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（任務(wù)書(shū)+開(kāi)題報(bào)告+論文）》14000字

任務(wù)書(shū)專業(yè)通信技術(shù)學(xué)號(hào)姓名×××課題名稱：基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)：1、可以檢測(cè)環(huán)境中的濕度指標(biāo)；2、可以通過(guò)液晶顯示屏隨時(shí)觀看當(dāng)前環(huán)境濕度檢測(cè)數(shù)值；3、可以利用APP功能對(duì)此類設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控；4、能夠以繼電器的形勢(shì)控制常用的幾類電器，并對(duì)外圍電路的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)。工作內(nèi)容和要求：本課題根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了智能空調(diào)系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了智能傳感器節(jié)點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的研究，該研究成果是基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)。討論了利用單片機(jī)技術(shù)和無(wú)線通信模塊，結(jié)合現(xiàn)有的傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)單實(shí)用的智能空調(diào)系統(tǒng)，使人們的家庭生活更加舒適、安全。解決核心電路模塊、電子硬件電路、關(guān)鍵軟件程序等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能可以控制手機(jī)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)空調(diào)開(kāi)關(guān)控制、溫濕度檢測(cè)等基本功能。在系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，首先設(shè)計(jì)研究圖，使其控制對(duì)象，然后確定硬件部分與原理圖相匹配，最后根據(jù)邏輯模塊進(jìn)行各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)完成了功能集成，是一個(gè)比較完整的操作系統(tǒng)。主要參考文獻(xiàn)：（注：以下為舉例，至少列5篇）陶躍進(jìn),李雪純,廖冰潔,等.智能空調(diào)自調(diào)整溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].成都工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2020,23(2):5.張艷玲,張慶林.基于STM32微處理器的空調(diào)末端控制器的設(shè)計(jì)[J].數(shù)字化用戶,2018.劉守超.關(guān)于智能空調(diào)控制系統(tǒng)探討[J].幸福生活指南,2018(13):1.宋艷芳,熊百川.基于PLC的智能空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].絲路視野,2018(15):1.宋陽(yáng)柳,易藝,郝建衛(wèi),等.基于STM32的智能空調(diào)溫度控制器的設(shè)計(jì)[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù),2018,37(2):4.王立彪,李超凡.一種基于51單片機(jī)的智能室內(nèi)溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)科技信息,2020(11):3.吳越,盧新輝,楊晨曦,等.基于STC89C52單片機(jī)的智能水杯測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科學(xué)大眾：科技創(chuàng)新,2020(2):2.樊戰(zhàn)亭.基于單片機(jī)的溫度測(cè)量和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子世界,2018(20):2.王亞.基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度測(cè)控的設(shè)計(jì)[J].2021(2015-30):73-75.李先利,張家為.基于51單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].2021(2013-30):105-105.

開(kāi)題報(bào)告專業(yè)通信技術(shù)學(xué)號(hào)姓名×××設(shè)計(jì)（論文）題目基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)選題的背景和意義：美國(guó)和歐洲研發(fā)的一系列產(chǎn)品已經(jīng)投入了市場(chǎng)，其中具有代表性的產(chǎn)品有IBP的“家居主任”和摩托羅拉的“居所之門(mén)”等。在亞洲，日本、韓國(guó)等國(guó)家的企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域投入了大量的精力，開(kāi)展對(duì)智能家居系統(tǒng)的研究和產(chǎn)品的應(yīng)用推廣。較為具有代表性的一家跨國(guó)公司叫霍尼韋爾，其市場(chǎng)份額占有率較大的兩個(gè)項(xiàng)目是系統(tǒng)研發(fā)和安防設(shè)備，在業(yè)內(nèi)，其智能家居操作系統(tǒng)技術(shù)處理領(lǐng)先地位。已開(kāi)發(fā)的智能家居系統(tǒng)有：門(mén)禁安防報(bào)警系統(tǒng)、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能燈光感應(yīng)控制系統(tǒng)、窗簾感應(yīng)控制系統(tǒng)、多媒體交互系統(tǒng)等。通過(guò)紅外方式操作電視、新風(fēng)機(jī)、空調(diào)、投影儀等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的操控，通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)感應(yīng)或手動(dòng)操作智能燈光、電動(dòng)窗簾、掃地機(jī)器人、燃?xì)饣螂姛崴?、電水壺等家電設(shè)備，還可以操作RGB燈泡，達(dá)到不同色彩的燈光操作的目的，以及不同場(chǎng)景的模式切換，例如休閑模式、學(xué)習(xí)模式、瑜伽模式等。施耐德智能家居操控系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線的方式達(dá)到各設(shè)備被直接操控以及協(xié)調(diào)有序的運(yùn)行，將溫度、濕度、新風(fēng)、燈光、窗簾等對(duì)象進(jìn)行控制。實(shí)現(xiàn)了使用最易于操作的系統(tǒng)，達(dá)到了最多樣化的控制體驗(yàn)，將智能家居的操控感帶來(lái)更舒適的體驗(yàn)。我國(guó)智能家居系統(tǒng)的研究以及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)開(kāi)展時(shí)間較晚一些，智能家居系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展道路與國(guó)外相比也較為落后?，F(xiàn)階段的技術(shù)研究還處在打磨階段，與高新技術(shù)的融合演變，尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2000年可謂我國(guó)智能家居的理念之年，經(jīng)過(guò)媒體宣傳，一部分人開(kāi)始知曉智能家居的概念。隨著我國(guó)智能化產(chǎn)品企業(yè)的迅速發(fā)展，各大公司進(jìn)入智能家居發(fā)展行列。海爾智能家電、智能家居在國(guó)內(nèi)智能家居研發(fā)領(lǐng)域?qū)儆谧钕冗M(jìn)行的企業(yè)之一，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)，將各個(gè)電器都整合起來(lái)，最初，從控制協(xié)議到交互式應(yīng)用，如今已實(shí)現(xiàn)了通過(guò)使用手機(jī)App對(duì)家庭智能設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，甚至未來(lái)的人工智能。清華同方推出的“e-home”數(shù)字家園產(chǎn)品在嵌入式技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)整合了面向智能家居的系統(tǒng)整合方案。不過(guò)目前我國(guó)在智能家居領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品，大多數(shù)都是面向家電類的系統(tǒng)方案，沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，每一家的系統(tǒng)可以支持的家電設(shè)備都是受限的，因此在用戶看來(lái)就缺乏人性化而沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)欲望，因此產(chǎn)品的發(fā)展也較為緩慢。傳統(tǒng)的家居產(chǎn)品雖然能滿足人們對(duì)于居住地舒適性、便利性、安全性的基本要求，但傳統(tǒng)家居的基礎(chǔ)功能無(wú)法吸引年輕一代的目光，而室內(nèi)溫、濕、亮度的人工操作以及自動(dòng)調(diào)節(jié)，門(mén)禁、窗戶的安防以及監(jiān)控等項(xiàng)目，將成為智能家居行業(yè)在未來(lái)的主流產(chǎn)品。因此智能監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)作為信息化時(shí)代的高科技需求應(yīng)運(yùn)而生。在移動(dòng)通信的基礎(chǔ)設(shè)施和高新技術(shù)飛速發(fā)展的趨勢(shì)下，相關(guān)新興技術(shù)的快速迭代，智能家居向傳統(tǒng)產(chǎn)品發(fā)起挑戰(zhàn)。作為生活的主要環(huán)境，以自動(dòng)控制為基礎(chǔ)，以解放雙手、享受家居生活為目的的智能家居提高了人們對(duì)家居生活的滿意度。同時(shí)，智能家居可以提供監(jiān)督功能，并提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，保障居家安全；可以提前開(kāi)啟智能家居控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)整個(gè)房間的舒適度，達(dá)到最好的家居體驗(yàn)。家居中各種電器設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，提供更加方便的控制方式，簡(jiǎn)化家居中的維護(hù)操作，成為常態(tài)化訴求。智能家居系統(tǒng)的主要框架是搭建一個(gè)可以涵蓋家居住宅中各種電器設(shè)備和信息設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)設(shè)計(jì)好的方案或者個(gè)性化的配置和控制來(lái)實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行，將原有家居環(huán)境組建成一個(gè)既安全又舒適，既科技又溫馨的現(xiàn)代化環(huán)境。當(dāng)前市面上關(guān)于智能家居的產(chǎn)品，更新了傳統(tǒng)的家居產(chǎn)品，例如燈具亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，窗簾的自動(dòng)展開(kāi)和收疊，視頻監(jiān)控以及部分電器上的智能化操作。在滿足基本需求的前提下，一定程度上提升了整體家居生活體驗(yàn)，但與大眾對(duì)室內(nèi)家居設(shè)備更加人性化、自動(dòng)化、智能化的日益增長(zhǎng)的需求相比，仍有待發(fā)展。因此，本文基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提供更加便捷的智能終端，加強(qiáng)了空調(diào)的全領(lǐng)域適應(yīng)性和高度統(tǒng)一的智能化水平，提升智能空調(diào)的信息化程度，對(duì)于空調(diào)產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)更便捷。課題研究的主要內(nèi)容：本課題根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了智能空調(diào)系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了智能傳感器節(jié)點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的研究，該研究成果是基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，首先設(shè)計(jì)研究圖，使其控制對(duì)象，然后確定硬件部分與原理圖相匹配，最后根據(jù)邏輯模塊進(jìn)行各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)完成了功能集成，是一個(gè)比較完整的操作系統(tǒng)。具體內(nèi)容：本文第一部分對(duì)研究研究背景、研究意義以及研究?jī)?nèi)容和方法進(jìn)行了歸納，充分梳理了本文的研究思路；第二部分是系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，闡述系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)、硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)以及主要部件方案設(shè)計(jì)；第三部分是系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，對(duì)主要控制器、顯示電路等進(jìn)行設(shè)計(jì)；第三部分是軟件設(shè)計(jì)，主要包括軟件總體設(shè)計(jì)、溫濕度檢測(cè)軟件設(shè)計(jì)等，最后一部分是系統(tǒng)測(cè)試。主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述：本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)等現(xiàn)代科技技術(shù)的簡(jiǎn)易智能空調(diào)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分。硬件部分中，數(shù)字式溫濕度傳感器是其核心部件，由STC89C52單片機(jī)和DHT11系統(tǒng)構(gòu)成。軟件部分包括溫濕度編程、WiFi通信編程、屏幕編程、按鍵編程等部分構(gòu)成。因此，整個(gè)系統(tǒng)的功能包括環(huán)境溫濕度測(cè)量、空調(diào)控制、按鈕操作、Wi-Fi連接、顯示、報(bào)警等功能用C語(yǔ)言編程開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集溫濕度數(shù)據(jù)，當(dāng)采集的溫濕度數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，會(huì)發(fā)出告警，同時(shí)按下按鈕調(diào)整數(shù)值到達(dá)合適的區(qū)間，以此來(lái)消除警告。該系統(tǒng)采用單片機(jī)作為操作芯片，具有功耗低、性能高、穩(wěn)定性強(qiáng)、整體成本低等特點(diǎn)，以此深受該領(lǐng)域的企業(yè)喜愛(ài)。××××××××××××××××四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：時(shí)間（迄止）日期工作內(nèi)容2022.8.1-2022.8.5查找資料確立選題2022.8.6-2022.8.15完成開(kāi)題報(bào)告2022.8.16-2022.8.31智能空調(diào)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)大綱擬定2022.9.1-2022.9.30撰寫(xiě)論文2022.10.1~2022.10.15畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯2022.10.16~2022.10.18根據(jù)答辯小組和指導(dǎo)老師意見(jiàn)修改論文，力爭(zhēng)在內(nèi)容和格式上符合畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)：××××××××××××××××，同意開(kāi)題指導(dǎo)教師簽名：×××2012年10月8日六、系部意見(jiàn)同意開(kāi)題系主任簽名：×××2012年10月9日（注：開(kāi)題報(bào)告由做畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生負(fù)責(zé)填寫(xiě)）

基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)的整體經(jīng)濟(jì)由于全球化、現(xiàn)代化的發(fā)展，讓我國(guó)人民的整體生活質(zhì)量得到了提升，并且國(guó)民經(jīng)濟(jì)也迅速發(fā)展，與此同時(shí)人民物質(zhì)需求增加，對(duì)生活水平的需求也在不斷的提高。為了滿足人民的生活品質(zhì)需求，本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)等現(xiàn)代科技技術(shù)的簡(jiǎn)易智能空調(diào)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分。硬件部分中，數(shù)字式溫濕度傳感器是其核心部件，由STC89C52單片機(jī)和DHT11系統(tǒng)構(gòu)成。軟件部分包括溫濕度編程、WiFi通信編程、屏幕編程、按鍵編程等部分構(gòu)成。因此，整個(gè)系統(tǒng)的功能包括環(huán)境溫濕度測(cè)量、空調(diào)控制、按鈕操作、Wi-Fi連接、顯示、報(bào)警等功能用C語(yǔ)言編程開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集溫濕度數(shù)據(jù)，當(dāng)采集的溫濕度數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，會(huì)發(fā)出告警，同時(shí)按下按鈕調(diào)整數(shù)值到達(dá)合適的區(qū)間，以此來(lái)消除警告。該系統(tǒng)采用單片機(jī)作為操作芯片，具有功耗低、性能高、穩(wěn)定性強(qiáng)、整體成本低等特點(diǎn)，以此深受該領(lǐng)域的企業(yè)喜愛(ài)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)空調(diào)控制傳感器WIFI通信目錄TOC\o"1-3"\h\u25541緒論 1265991.1研究背景 1115911.2研究意義 231031.3研究現(xiàn)狀 3157141.4本文研究?jī)?nèi)容 4287112系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 5134032.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 54172.2硬件架構(gòu)設(shè)計(jì) 5322232.3主要部件方案 620272.3.1主控制器方案 6114282.3.2溫濕度采集方案 7307972.3.3顯示模塊方案 883192.3.4WIFI通信方案 872523系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10188883.1主控制器設(shè)計(jì) 1092213.2溫濕度檢測(cè)電路 10238603.2.1DHT11溫濕度傳感器 10191693.2.2電氣特性 1190553.2.3串行接口 11117223.2.4溫濕度檢測(cè)模塊電路 12106293.3顯示電路 1285223.3.1液晶引腳說(shuō)明 1313553.3.2液晶顯示模塊電路 1348083.4WIFI通信電路 14111403.5報(bào)警電路 1552923.6指示燈電路 1567323.7空調(diào)控制電路 16298423.8按鍵電路設(shè)計(jì) 16227844軟件設(shè)計(jì) 17296714.1軟件整體設(shè)計(jì) 1794234.2溫濕度檢測(cè)軟件設(shè)計(jì) 18160464.3顯示軟件設(shè)計(jì) 1958834.4WIFI通信軟件設(shè)計(jì) 20228524.5按鍵控制程序 20148555系統(tǒng)測(cè)試 21177485.1實(shí)物組裝 21279985.2液晶顯示上電測(cè)試 22244125.3系統(tǒng)上電測(cè)試 2313119結(jié)語(yǔ) 248940參考文獻(xiàn) 26PAGEPAGE11緒論1.1研究背景傳統(tǒng)的家居產(chǎn)品雖然能滿足人們對(duì)于居住地舒適性、便利性、安全性的基本要求，但傳統(tǒng)家居的基礎(chǔ)功能無(wú)法吸引年輕一代的目光，而室內(nèi)溫、濕、亮度的人工操作以及自動(dòng)調(diào)節(jié)，門(mén)禁、窗戶的安防以及監(jiān)控等項(xiàng)目，將成為智能家居行業(yè)在未來(lái)的主流產(chǎn)品。因此智能監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)作為信息化時(shí)代的高科技需求應(yīng)運(yùn)而生。自2000年開(kāi)始，智能設(shè)備進(jìn)入家居行業(yè)以來(lái)，形成了現(xiàn)如今的智能家居。智能家居發(fā)展至今，市場(chǎng)上各大生產(chǎn)商已經(jīng)推出品類繁多、功能多樣的智能化家居設(shè)備，市場(chǎng)信息化的普及、信息的對(duì)稱，引導(dǎo)智能家居產(chǎn)品逐步走向低價(jià)格、高性能、質(zhì)量趨勢(shì)。人們想要更好的生活質(zhì)量，這一點(diǎn)要求往往體現(xiàn)在家庭的電氣設(shè)備、房屋裝修、家用電器、通訊設(shè)備和其他安全設(shè)施等方面可以體現(xiàn)而出。隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信等信息和電子技術(shù)的迅速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)代人民的家庭變得越來(lái)越智能化。人們也更加期待更加智能化的家用電器。同時(shí)，人們可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控智能家居環(huán)境和附近的安全狀態(tài)，體驗(yàn)智能家居下的生活和工作是如何的便利以及安全。本課題還包括了一個(gè)智能空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)交互技術(shù)，將自動(dòng)化與傳感器相結(jié)合，打造一個(gè)基于現(xiàn)代智能家居信息的平臺(tái)。不同的家庭系統(tǒng)相互集成，如房間電源控制、安全報(bào)警、家用電器自動(dòng)控制等。智能家居信息源管理系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行全面的管理，使喜歡智能家居的用戶可以輕松地從家居設(shè)備中獲取自己需要的信息，體現(xiàn)了家居信息源的通用性。然而，目前傳統(tǒng)的家庭溫控系統(tǒng)存在很多缺點(diǎn)，例如空調(diào)只能在用戶回家后通過(guò)空調(diào)面板開(kāi)啟，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到室內(nèi)溫度達(dá)到舒適的溫度，才能讓用戶感到舒適。還有例如傳統(tǒng)電加熱器加熱時(shí)間長(zhǎng)，不能保證在用戶需要的時(shí)候有熱水，用戶體驗(yàn)顯著降低。例如，當(dāng)用戶只有一個(gè)人時(shí)，忙碌了一天的工作準(zhǔn)備下班回家，這時(shí)候就可以發(fā)送特定指令讓數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算室溫和估計(jì)時(shí)間用戶回家，然后發(fā)送一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)空間終端傳感器，讓智能家居在用戶到家前徹底完成運(yùn)轉(zhuǎn)，以此滿足人們?cè)诩依锵硎苁孢m的體驗(yàn)，同時(shí)又能達(dá)到省時(shí)、節(jié)能的效果。隨著我國(guó)移動(dòng)終端和互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和成熟，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代正式到來(lái)，人們對(duì)這一需求的迫切呼聲也越來(lái)越高。積極實(shí)施重點(diǎn)培育和發(fā)展移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性大型新興產(chǎn)業(yè)。國(guó)內(nèi)外大型家電廠商，以及幾家生產(chǎn)工藝主機(jī)廠自主研發(fā)的高品質(zhì)智能家電，已逐步開(kāi)始預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口，用于管控物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全，為信息快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代做好準(zhǔn)備。智能家居也是家國(guó)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代當(dāng)今行業(yè)不可或缺的一部分，也是家國(guó)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)家居應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分。此外，我國(guó)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)市場(chǎng)近年來(lái)發(fā)展迅速，智能家居正逐漸呈現(xiàn)出人們熟悉的應(yīng)用形式所展開(kāi)相應(yīng)的發(fā)展，以此滿足人民的生活高品質(zhì)需求。1.2研究意義在移動(dòng)通信的基礎(chǔ)設(shè)施和高新技術(shù)飛速發(fā)展的趨勢(shì)下，相關(guān)新興技術(shù)的快速迭代，智能家居向傳統(tǒng)產(chǎn)品發(fā)起挑戰(zhàn)。作為生活的主要環(huán)境，以自動(dòng)控制為基礎(chǔ)，以解放雙手、享受家居生活為目的的智能家居提高了人們對(duì)家居生活的滿意度。同時(shí)，智能家居可以提供監(jiān)督功能，并提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，保障居家安全；可以提前開(kāi)啟智能家居控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)整個(gè)房間的舒適度，達(dá)到最好的家居體驗(yàn)。家居中各種電器設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，提供更加方便的控制方式，簡(jiǎn)化家居中的維護(hù)操作，成為常態(tài)化訴求。智能家居系統(tǒng)的主要框架是搭建一個(gè)可以涵蓋家居住宅中各種電器設(shè)備和信息設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)設(shè)計(jì)好的方案或者個(gè)性化的配置和控制來(lái)實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行，將原有家居環(huán)境組建成一個(gè)既安全又舒適，既科技又溫馨的現(xiàn)代化環(huán)境。當(dāng)前市面上關(guān)于智能家居的產(chǎn)品，更新了傳統(tǒng)的家居產(chǎn)品，例如燈具亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，窗簾的自動(dòng)展開(kāi)和收疊，視頻監(jiān)控以及部分電器上的智能化操作。在滿足基本需求的前提下，一定程度上提升了整體家居生活體驗(yàn)，但與大眾對(duì)室內(nèi)家居設(shè)備更加人性化、自動(dòng)化、智能化的日益增長(zhǎng)的需求相比，仍有待發(fā)展。因此，本文基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提供更加便捷的智能終端，加強(qiáng)了空調(diào)的全領(lǐng)域適應(yīng)性和高度統(tǒng)一的智能化水平，提升智能空調(diào)的信息化程度，對(duì)于空調(diào)產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)更便捷。1.3研究現(xiàn)狀美國(guó)和歐洲研發(fā)的一系列產(chǎn)品已經(jīng)投入了市場(chǎng)，其中具有代表性的產(chǎn)品有IBP的“家居主任”和摩托羅拉的“居所之門(mén)”等。在亞洲，日本、韓國(guó)等國(guó)家的企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域投入了大量的精力，開(kāi)展對(duì)智能家居系統(tǒng)的研究和產(chǎn)品的應(yīng)用推廣。較為具有代表性的一家跨國(guó)公司叫霍尼韋爾，其市場(chǎng)份額占有率較大的兩個(gè)項(xiàng)目是系統(tǒng)研發(fā)和安防設(shè)備，在業(yè)內(nèi)，其智能家居操作系統(tǒng)技術(shù)處理領(lǐng)先地位。已開(kāi)發(fā)的智能家居系統(tǒng)有：門(mén)禁安防報(bào)警系統(tǒng)、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能燈光感應(yīng)控制系統(tǒng)、窗簾感應(yīng)控制系統(tǒng)、多媒體交互系統(tǒng)等。通過(guò)紅外方式操作電視、新風(fēng)機(jī)、空調(diào)、投影儀等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的操控，通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)感應(yīng)或手動(dòng)操作智能燈光、電動(dòng)窗簾、掃地機(jī)器人、燃?xì)饣螂姛崴?、電水壺等家電設(shè)備，還可以操作RGB燈泡，達(dá)到不同色彩的燈光操作的目的，以及不同場(chǎng)景的模式切換，例如休閑模式、學(xué)習(xí)模式、瑜伽模式等。施耐德智能家居操控系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線的方式達(dá)到各設(shè)備被直接操控以及協(xié)調(diào)有序的運(yùn)行，將溫度、濕度、新風(fēng)、燈光、窗簾等對(duì)象進(jìn)行控制。實(shí)現(xiàn)了使用最易于操作的系統(tǒng)，達(dá)到了最多樣化的控制體驗(yàn)，將智能家居的操控感帶來(lái)更舒適的體驗(yàn)。我國(guó)智能家居系統(tǒng)的研究以及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)開(kāi)展時(shí)間較晚一些，智能家居系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展道路與國(guó)外相比也較為落后?，F(xiàn)階段的技術(shù)研究還處在打磨階段，與高新技術(shù)的融合演變，尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2000年可謂我國(guó)智能家居的理念之年，經(jīng)過(guò)媒體宣傳，一部分人開(kāi)始知曉智能家居的概念。隨著我國(guó)智能化產(chǎn)品企業(yè)的迅速發(fā)展，各大公司進(jìn)入智能家居發(fā)展行列。海爾智能家電、智能家居在國(guó)內(nèi)智能家居研發(fā)領(lǐng)域?qū)儆谧钕冗M(jìn)行的企業(yè)之一，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)，將各個(gè)電器都整合起來(lái)，最初，從控制協(xié)議到交互式應(yīng)用，如今已實(shí)現(xiàn)了通過(guò)使用手機(jī)App對(duì)家庭智能設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，甚至未來(lái)的人工智能。清華同方推出的“e-home”數(shù)字家園產(chǎn)品在嵌入式技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)整合了面向智能家居的系統(tǒng)整合方案。不過(guò)目前我國(guó)在智能家居領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品，大多數(shù)都是面向家電類的系統(tǒng)方案，沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，每一家的系統(tǒng)可以支持的家電設(shè)備都是受限的，因此在用戶看來(lái)就缺乏人性化而沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)欲望，因此產(chǎn)品的發(fā)展也較為緩慢。1.4本文研究?jī)?nèi)容本課題根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了智能空調(diào)系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了智能傳感器節(jié)點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的研究，該研究成果是基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)。討論了利用單片機(jī)技術(shù)和無(wú)線通信模塊，結(jié)合現(xiàn)有的傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)單實(shí)用的智能空調(diào)系統(tǒng)，使人們的家庭生活更加舒適、安全。解決核心電路模塊、電子硬件電路、關(guān)鍵軟件程序等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能可以控制手機(jī)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)空調(diào)開(kāi)關(guān)控制、溫濕度檢測(cè)等基本功能。在系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，首先設(shè)計(jì)研究圖，使其控制對(duì)象，然后確定硬件部分與原理圖相匹配，最后根據(jù)邏輯模塊進(jìn)行各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)完成了功能集成，是一個(gè)比較完整的操作系統(tǒng)。PAGEPAGE12系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)基于智能氣候環(huán)境的應(yīng)用背景，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的無(wú)線遙控。根據(jù)功能設(shè)計(jì)目標(biāo)，主要要點(diǎn)如下：1、隨時(shí)可以檢測(cè)環(huán)境中的濕度指標(biāo)；2、可以通過(guò)液晶顯示屏隨時(shí)觀看當(dāng)前環(huán)境濕度檢測(cè)數(shù)值；3、當(dāng)出現(xiàn)溫度異常時(shí)，可隨時(shí)進(jìn)行警告處理，以此來(lái)解決異?，F(xiàn)象的發(fā)生；4、可以隨時(shí)利用APP功能對(duì)此類設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控；5、能夠以繼電器的形勢(shì)控制常用的幾類電器，并對(duì)外圍電路的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)。2.2硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。整個(gè)系統(tǒng)的功能包括環(huán)境溫濕度測(cè)量、開(kāi)關(guān)控制、按鈕控制、Wi-Fi連接、顯示、報(bào)警、指示燈。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集溫濕度數(shù)據(jù)。在選擇各個(gè)功能系統(tǒng)之前，分析設(shè)計(jì)各個(gè)功能之間的關(guān)系，收集不符合控制功能部分的數(shù)據(jù)，隨后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能之間的邏輯關(guān)系。這兩大部分所有的工作均由主控制來(lái)完成，在實(shí)現(xiàn)了功能模塊化后，使得后期設(shè)計(jì)更加方便。當(dāng)采集的溫濕度數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)置的閾值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生告警。報(bào)警值可通過(guò)按下按鈕進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，可通過(guò)將手機(jī)連接到Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)整告警值，并可操作空調(diào)開(kāi)關(guān)。圖2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖2.3主要部件方案2.3.1主控制器方案單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，單片機(jī)的加密算法效率高，不能以任何技術(shù)方式讀取單片機(jī)中的用戶代碼，保護(hù)了產(chǎn)品的技術(shù)。所有的功能都需要單片機(jī)的支持才能完成。該單片機(jī)具有強(qiáng)大的計(jì)算功能，軟件編程靈活，自由度高。它能夠通過(guò)軟件編程執(zhí)行各種邏輯功能，并具有計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器，可用于計(jì)時(shí)和計(jì)算。使用STC89C52實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。單片機(jī)電路有不同的配置，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、代碼存儲(chǔ)、定時(shí)功能、中斷功能、串行通信功能等。該單片機(jī)兼容MCS-51指令，單片機(jī)采用51芯，軟件采用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)。STC89C52具有功耗低、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。該核心是系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心，開(kāi)發(fā)和操作簡(jiǎn)單方便。STC89C52是每個(gè)工程師都要學(xué)習(xí)的一種單片機(jī)，所以很多產(chǎn)品都是使用該單片機(jī)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的。單片機(jī)中存儲(chǔ)的用戶程序?yàn)?K。當(dāng)用戶代碼數(shù)量超過(guò)8K時(shí)，可以增加一個(gè)外存來(lái)存儲(chǔ)8K以上的用戶代碼。該單片機(jī)算法性能強(qiáng)，工作速度快，在惡劣的工作條件下仍能很好地繼續(xù)工作。STC89C52的價(jià)格低，開(kāi)發(fā)周期成本低，這也是為什么很多工程師都安排它，所以很明顯很多產(chǎn)品都選擇了這種單片機(jī)作為技術(shù)解決方案。因此，STC89C52無(wú)論在成本、性能還是開(kāi)發(fā)難度上都是一種非常實(shí)惠的技術(shù)解決方案?；谝陨戏治觯鶕?jù)圖2.2，提出使用STC89C52微控制器作為控制器的方案。圖2.2STC89C52單片機(jī)2.3.2溫濕度采集方案實(shí)際情況如圖2.3所示。在設(shè)計(jì)智能室內(nèi)氣候控制系統(tǒng)時(shí)，需要采集環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，并選擇DHT11傳感器。DHT11屬于數(shù)字式溫濕度測(cè)量傳感器。內(nèi)部數(shù)字溫度、濕度數(shù)據(jù)為標(biāo)定數(shù)字輸出信號(hào)。傳感器的溫度測(cè)量用于繪制NTC的測(cè)溫圖，傳感器濕度測(cè)量應(yīng)用于濕度傳感器裝置。該產(chǎn)品性能穩(wěn)定，傳感器成本低，溫濕度采集速度快。只要將輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)，即可采集到溫濕度數(shù)據(jù)。單片機(jī)和傳感器只需要一根數(shù)據(jù)電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳感器的功耗很低，信號(hào)電纜的長(zhǎng)度可達(dá)到20米以上，對(duì)應(yīng)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。圖2.34DHT11傳感器實(shí)物圖2.3.3顯示模塊方案系統(tǒng)需要顯示環(huán)境溫度、濕度等信息。LCD1602有兩個(gè)操作系統(tǒng)，一種是串行輸入控制系統(tǒng)，另一種是并行數(shù)據(jù)輸入操作系統(tǒng)。盡管串行輸入控制系統(tǒng)所采用的界面很少，但是該軟件設(shè)計(jì)代碼較為復(fù)雜，要用很多代碼才能控制。并行數(shù)據(jù)錄入操作系統(tǒng)能夠更快實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶的控制，且軟件操作方便，所以，使用并行數(shù)據(jù)輸入操作系統(tǒng)。工作電壓液晶屏芯片：4.5~5.5V。工作電流：2.0uA(5.0V).模塊的最優(yōu)工作電壓：5.0V，字體大?。?.95mm×4.35mm(寬×高)。實(shí)際情況如圖2.4所示。圖2.4LCD1602液晶實(shí)物圖2.3.4WIFI通信方案系統(tǒng)的WiFi通信選擇WiFi模塊ESP8266。該模塊是由安新科團(tuán)隊(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)的一款WiFi模塊，能夠進(jìn)行無(wú)線WiFi的數(shù)據(jù)傳輸。開(kāi)發(fā)者通過(guò)WiFi模塊對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行添加，從而完成網(wǎng)絡(luò)通信。模塊內(nèi)有一個(gè)32位的處理器，同時(shí)其還具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，當(dāng)作控制器來(lái)使用。另外，模塊的備用模式分為多種，在最長(zhǎng)的待機(jī)模式下，模塊電流為20uA。并且單片機(jī)也能夠通過(guò)AT命令，對(duì)WiFi模塊進(jìn)行控制。ESP8266模塊的體積較小，能夠控制AT命令，可用來(lái)研制WiFi模塊。詳見(jiàn)圖2.5。圖2.5ESP8266WiFi芯片實(shí)物圖PAGEPAGE13系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1主控制器設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用的控制芯片是單片機(jī)，這種單片機(jī)是由STC技術(shù)公司制造的。單片機(jī)STC89C52具有以下兩種優(yōu)點(diǎn)：一是功耗低；二是性能好。其有32位I/O端口，8K字節(jié)的閃存以及WDT看門(mén)狗定時(shí)器。微控制器內(nèi)還有一個(gè)內(nèi)置的4KBEEPROM。型號(hào)STC89C52單片機(jī)的末端編號(hào)為2，程序存儲(chǔ)空間為2×4K。就該設(shè)計(jì)而言，首先選擇了STC89C52單片機(jī)、STC89C51以及STC89C52AT89S51單片機(jī)微控制器,正是因?yàn)镾TC89C51和51-core單片機(jī)AT89S51單片機(jī)微控制器屬于相同，但只有4k記錄空間，具有相同的功能?；诖?，最后選擇了STC89C52單片機(jī)。單片機(jī)STC89C52內(nèi)置8K容量的可編程flash存儲(chǔ)器。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括電源、復(fù)位、振動(dòng)電路及擴(kuò)展元件。圖3.1是系統(tǒng)的最小示意圖。圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)3.2溫濕度檢測(cè)電路3.2.1DHT11溫濕度傳感器DHT11傳感器是廣州奧松電子有限公司制造的，該傳感器具有耐久性強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)。采用傳感器采集技術(shù)，將溫濕度與數(shù)字相結(jié)合，又稱混合溫濕型Anur。DHT11傳感器具有產(chǎn)品質(zhì)量高、響應(yīng)速度快、抗戶外故障能力強(qiáng)、價(jià)格實(shí)惠的特點(diǎn)，數(shù)字信號(hào)內(nèi)部校準(zhǔn)，信號(hào)傳輸準(zhǔn)確，并能結(jié)合性能優(yōu)越的單片機(jī)，它包括溫度測(cè)量元件和電阻式濕度傳感器元件。因校準(zhǔn)室的校準(zhǔn)是按照極其精確的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，采用單線串行接口，使傳感器系統(tǒng)的操作更加簡(jiǎn)單。信號(hào)處理能力大于20m。與此同時(shí)，它體積小、功耗極低等特點(diǎn)確保了該傳感器能夠在很多復(fù)雜、極端的環(huán)境中很好地運(yùn)行。傳感器引腳中有4個(gè)引腳，包裝比較簡(jiǎn)單，界面操作簡(jiǎn)便，也能夠按照用戶計(jì)劃的要求進(jìn)行調(diào)整。3.2.2電氣特性VDD=5V，T=25℃，除非特殊標(biāo)注。表3.1電氣特性表3.2.3串行接口數(shù)據(jù)的目的是在單片機(jī)處理器和傳感器之間使用單總線數(shù)據(jù)格式進(jìn)行同步和通信。4毫秒是一次數(shù)據(jù)傳輸所需的時(shí)間，數(shù)據(jù)可以分為正整數(shù)和小數(shù)點(diǎn)，階位優(yōu)先，40位是整個(gè)數(shù)據(jù)量的結(jié)果。數(shù)據(jù)格式為：8位總濕度數(shù)據(jù)+8位十進(jìn)制濕度+8位總溫度+8位十進(jìn)制溫度+8位溫度校驗(yàn)和。在發(fā)送數(shù)據(jù)無(wú)誤的情況下，校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于結(jié)果8位總濕度+8位濕度十進(jìn)制+8位總溫度+8位溫度十進(jìn)制的最后8位。在微控制器發(fā)出第一個(gè)信號(hào)后，傳感器從低功耗模式切換到高功耗模式。在信號(hào)結(jié)束時(shí)，傳感器發(fā)送一個(gè)40位的數(shù)據(jù)響應(yīng)信號(hào)，同時(shí)激活傳感器采集信號(hào)。收集相關(guān)信息的任務(wù)。此時(shí)，如果需要，用戶可以讀取一些信息。當(dāng)傳感器處于從屬模式時(shí)，當(dāng)接收到啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，溫度和濕度傳感器功能被激活。若傳感器未收到從單片機(jī)發(fā)出的啟動(dòng)信號(hào)就不會(huì)采集數(shù)據(jù)，從而使傳感器處于節(jié)電模式。3.2.4溫濕度檢測(cè)模塊電路在智能空調(diào)控制系統(tǒng)中，溫度和濕度測(cè)量設(shè)計(jì)選擇DHT11-sensor進(jìn)行。這種傳感器具有以下性能和特點(diǎn)：采用DALLAS方法，只要一條線就可以和計(jì)算機(jī)雙向通信。DHT11傳感器可以封裝為各種不同的形式，數(shù)字信號(hào)以信號(hào)的形式輸出，尺寸較小，抗干擾能力強(qiáng)、精度高、硬件成本低。供電方式便捷，供電電壓不超過(guò)5.5V，溫度測(cè)量范圍-55-125度，通常來(lái)說(shuō)，溫濕度測(cè)量的誤差不能高于0.5度，精度需要保證為0.1度。當(dāng)電源的電壓極性反轉(zhuǎn)時(shí)，具有負(fù)電壓特性的設(shè)備可以保護(hù)設(shè)備不被燒壞。9-12位數(shù)字讀數(shù)可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換速度高，溫度和濕度的9位轉(zhuǎn)換時(shí)間僅需93.75ms。該傳感器對(duì)各種微處理器或者系統(tǒng)都有廣泛的應(yīng)用，甚至還能隨著實(shí)際的變化而變換外觀，能夠較好地滿足不同條件的使用要求。圖3.2是溫濕度測(cè)量電路。圖3.2溫濕度檢測(cè)接口電路圖3.3顯示電路LCD1602的液晶顯示屏是工業(yè)字符構(gòu)成，能顯示16x02或32個(gè)字符。LCD數(shù)控電路模塊廣泛應(yīng)用于許多高端消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，如智能數(shù)字電子單片機(jī)與智能無(wú)人機(jī)的通訊接口，專用數(shù)字電子計(jì)算器，萬(wàn)能機(jī)電表或電度表等。液晶顯示器作為一種輸出器件，在單片機(jī)系統(tǒng)中具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于一個(gè)熒光信號(hào)接收器每次得到一個(gè)熒光發(fā)射信號(hào)后，LCD的每個(gè)熒光發(fā)射線節(jié)點(diǎn)都必須始終保持相同熒光顏色和它的照明節(jié)點(diǎn)亮度，因此它的顏色照明節(jié)點(diǎn)亮度必須是恒定的，照明是穩(wěn)定的，LCD具有較高的圖像質(zhì)量和無(wú)閃爍。字符型液晶顯示器是以LCD1602為顯示單元。本裝置采用5V電源作為供電源，顯示電路容易構(gòu)建，顯示的信息量大。因性價(jià)比高而得到了廣泛的應(yīng)用。液晶顯示器屬于尺寸較小、重量輕、功耗低的顯示設(shè)備。3.3.1液晶引腳說(shuō)明LCD1602的字符顯示屏腳注如下：3.3.2液晶顯示模塊電路液晶顯示模塊的接口電路接線圖見(jiàn)圖3.3。引腳1和引腳2被用作輸入等級(jí)，為L(zhǎng)CD顯示供電，電路的接地線連接到LCD模塊的引腳1上。電路的電源線連接到LCD模塊的2引腳上。在電路的質(zhì)量頭和引腳3之間連接一個(gè)電阻值為10k的電位器。如果要調(diào)整液晶顯示的對(duì)比度，可以通過(guò)電位器進(jìn)行調(diào)整。即LCD4。這個(gè)引腳連接到微控制器，并連接到P27引腳。讀取控制器，即4腳LCD顯示屏，必須連接到p26腳MCU上。LCD顯示屏的6pin與單片機(jī)的P25引腳相連。8位總線，即LCD引腳7和8，連接到單片機(jī)的P0口。背光的電源引腳，即LCD引腳15和LCD引腳16，分別與單片機(jī)電源端口、接地線相連。液晶顯示電路如圖3.3所示。圖3.3液晶接口電路圖3.4WIFI通信電路WiFi模塊ESP8266與單片機(jī)串口通信，實(shí)現(xiàn)手機(jī)對(duì)系統(tǒng)的控制，所以系統(tǒng)必須開(kāi)啟Wi-Fi通信。STATE是一個(gè)無(wú)線狀態(tài)信號(hào)輸出接口，不使用藍(lán)牙功能的話，界面會(huì)產(chǎn)生低電平。藍(lán)牙連接后，該界面輸出高電平，所以你可以設(shè)計(jì)一個(gè)LED電路表示藍(lán)牙連接狀態(tài)。RXD作為無(wú)線模塊串口數(shù)據(jù)的接收接口，連接P31TXD連接器，傳輸來(lái)自單片機(jī)的串口數(shù)據(jù)。TXD是無(wú)線模塊的串行數(shù)據(jù)傳輸接口，通過(guò)單片機(jī)的RXD接口與P30的接收串口相連。GND是模塊的電源連接，VCC是模塊的電源，電源要求為3.2-6V，系統(tǒng)選擇的電壓為3.3V，Wi-Fi模塊的電源設(shè)計(jì)需要具有塊切換功能，該模塊實(shí)現(xiàn)反向供電過(guò)程中的自我保護(hù)，Wi-Fi模塊串口可以直接接入單片機(jī)串口，不需要處理電平移位問(wèn)題。Wi-Fi連接如圖3.4所示。R3R31K12345678JP23V3GNDRXDESP8266TXD圖3.4WiFi通信電路圖3.5報(bào)警電路系統(tǒng)報(bào)警電路啟動(dòng)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，蜂鳴器的電源為直流。在很多電子產(chǎn)品上都得到了廣泛的應(yīng)用。如果發(fā)現(xiàn)溫度和濕度未處于設(shè)定的溫度和濕度范圍時(shí)，報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，警報(bào)開(kāi)關(guān)圖見(jiàn)圖3.5。圖3.5蜂鳴器報(bào)警電路圖3.6指示燈電路由檢測(cè)電路對(duì)系統(tǒng)采集的溫、濕度進(jìn)行顯示。若溫度數(shù)據(jù)恢復(fù)正常則LED1亮；若溫度數(shù)據(jù)恢復(fù)正常則LED2亮。如果溫濕度信息恢復(fù)正常，則LED3亮起；如果溫濕度信息恢復(fù)正常，LED4亮起。探測(cè)器電路如圖3.6所示。圖3.6指示燈電路圖3.7空調(diào)控制電路本設(shè)計(jì)采用一個(gè)5V的電磁繼電器來(lái)控制電磁效應(yīng)，由空調(diào)開(kāi)關(guān)控制繼電器。當(dāng)線圈被激活時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)來(lái)吸引錨，錨桿收集的電磁力大于接觸彈簧的彈性力，錨與鐵芯結(jié)合在一起。靜態(tài)觸點(diǎn)一定是吸進(jìn)去的；斷開(kāi)線圈后鐵芯上不再有電磁力和觸點(diǎn)彈簧往里的拉力將錨點(diǎn)拉離靜態(tài)觸點(diǎn)，回到原點(diǎn)，動(dòng)、靜態(tài)觸點(diǎn)斷開(kāi)。繼電器在錨桿鐵芯的作用下向內(nèi)拉、分離，實(shí)現(xiàn)斷路器。一般來(lái)說(shuō)，繼電器作為低壓控制電路，控制高壓工作電流中的低壓，溫濕度控制電路圖見(jiàn)圖3.7。112345J2JD2IN4007VCCR21KQ1855012J11KR1D1LEDP36圖3.7空調(diào)控制電路3.8按鍵電路設(shè)計(jì)對(duì)本系統(tǒng)的關(guān)鍵電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)三個(gè)按鈕對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)警值進(jìn)行設(shè)置。從左到右分別為：減號(hào)、加號(hào)、設(shè)置。按鍵控制的詳細(xì)說(shuō)明是當(dāng)按下setup鍵時(shí)，系統(tǒng)切換到setup模式。當(dāng)?shù)谝淮伟聪略O(shè)置按鈕時(shí)，LCD指示燈保持在溫度設(shè)定值，此時(shí)可設(shè)置溫度報(bào)警值。同時(shí)再次按Set鍵移動(dòng)位置，可使用Minus和Plus鍵更改警報(bào)。在設(shè)定步驟結(jié)束時(shí)，可以繼續(xù)按下setup鍵，使光標(biāo)的位置右移到濕度報(bào)警值設(shè)定的點(diǎn)上，同時(shí)再次按下設(shè)置鍵進(jìn)行數(shù)值設(shè)置，可通過(guò)加減鍵和1位大小改變10位報(bào)警值，確定濕度報(bào)警值，K2是在微控制器P2上掃描的設(shè)置選擇按鈕，K3是微控制器P2上掃描的加號(hào)按鈕，而K4是微控制器P2上掃描到的負(fù)鍵。按鈕電路如圖3.8所示。K2K2K3GNDP15K4P16P17圖3.8按鍵電路圖4軟件設(shè)計(jì)4.1軟件整體設(shè)計(jì)首先，該系統(tǒng)初始化了環(huán)境溫濕度的測(cè)量界面、空調(diào)控制接口、按鈕控制接口等，并實(shí)時(shí)采集溫濕度數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出告警，并可通過(guò)按鍵調(diào)整告警值。同時(shí)可通過(guò)連接WiFi的手機(jī)調(diào)節(jié)報(bào)警值，圖4.1是系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)流程圖。圖4.1軟件設(shè)計(jì)流程圖4.2溫濕度檢測(cè)軟件設(shè)計(jì)章節(jié)2.3.3和3.3分析DHT1溫濕度傳感器的基本數(shù)據(jù)，可借助軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)P3.7引腳連接DHT1溫濕度傳感器中的數(shù)據(jù)，單片機(jī)讀取傳感器數(shù)據(jù)。當(dāng)該模塊工作時(shí)，將信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)P3。單片機(jī)發(fā)出信號(hào)后，傳感器接收到啟動(dòng)信號(hào)。同時(shí)，傳感器將40位的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。微控制器接收來(lái)自傳感器的溫度和濕度數(shù)據(jù)，并執(zhí)行一個(gè)驗(yàn)證過(guò)程，以確定它們正常與否。如果數(shù)據(jù)正常，則傳輸至LCD進(jìn)行顯示。若數(shù)據(jù)不正常，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)不會(huì)被接收，單片機(jī)再發(fā)出信號(hào)，傳感器重發(fā)數(shù)據(jù)。最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)比接收數(shù)據(jù)和報(bào)警值，若大于報(bào)警值，蜂鳴器不會(huì)發(fā)出警報(bào)。溫濕度測(cè)量軟件的設(shè)計(jì)流程如圖4.2所示。圖4.2溫濕度檢測(cè)軟件流程圖4.3顯示軟件設(shè)計(jì)將編碼后的展示信息進(jìn)行錄入，并通過(guò)錄入指令完成系統(tǒng)所需要的展示內(nèi)容。首先通過(guò)并口選擇數(shù)據(jù)錄入方式，然后設(shè)置基本指令，擦除LCD屏幕，重置LCD屏幕上的光標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)LCD屏幕顯示功能，設(shè)點(diǎn)無(wú)燈光效果。DDRAM內(nèi)存清楚可見(jiàn)。對(duì)LCD顯示內(nèi)容的地址進(jìn)行設(shè)置，執(zhí)行地址書(shū)寫(xiě)功能，輸入LCD顯示內(nèi)容，執(zhí)行信息書(shū)寫(xiě)功能。LCD軟件結(jié)構(gòu)如圖4.3所示。圖4.3LCD1602顯示流程圖4.4WIFI通信軟件設(shè)計(jì)WiFi模塊ESP8266性價(jià)比較高，屬于Wi-FiSOC模塊。Wi-Fi管理單元支持TCP/IP協(xié)議棧，用戶可以通過(guò)這組模塊在本地網(wǎng)絡(luò)上部署無(wú)線通信。ESP8266模塊有AP、STA和STA+AP三種通信方式。用戶可以通過(guò)手機(jī)掃描并登錄相關(guān)的Wi-Fi信號(hào)，并設(shè)置密碼登錄連接，以此方便后續(xù)的相關(guān)操作，與此同時(shí)，通過(guò)串口控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了WiFi通信功能，單片機(jī)僅需要通過(guò)串口對(duì)無(wú)線模塊進(jìn)行控制。位置數(shù)據(jù)為512字節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離采集，WiFi通信軟件的設(shè)計(jì)流程如圖4.4所示。圖4.4WiFi通信軟件流程圖4.5按鍵控制程序按鈕控制程序主要起設(shè)定報(bào)警值的作用。在設(shè)定的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)指出，按鍵實(shí)際操作無(wú)規(guī)律，所形成的高低電平顯示了導(dǎo)致程序不能正常運(yùn)行的故障。由于人工振動(dòng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)在所難免，因此要有平穩(wěn)的旋鈕移動(dòng)，并進(jìn)行一種抗振動(dòng)處理。目前應(yīng)用最為廣泛的減振方法為延遲重復(fù)掃頻法。發(fā)現(xiàn)按鈕運(yùn)行后，應(yīng)當(dāng)減緩和檢查首次探測(cè)的信號(hào)。在幾毫秒的延遲之后，評(píng)估函數(shù)是否工作，表示這是一個(gè)普通的擊鍵函數(shù)。鍵掃描軟件設(shè)計(jì)過(guò)程見(jiàn)圖4.5。圖4.5按鍵控制流程圖5系統(tǒng)測(cè)試5.1實(shí)物組裝在進(jìn)行物理焊接之前，必須根據(jù)接線方案采購(gòu)全部設(shè)備和有關(guān)工具。工具有焊接彎頭、萬(wàn)用表和焊絲等。在電路圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，第一，電流連接電路焊接，因?yàn)殡娫丛陔娐返钠渌糠种惺潜夭豢缮俚?，試?yàn)只在具備電源時(shí)進(jìn)行。在對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的電路進(jìn)行焊接之后，另一部分則須采用單片機(jī)進(jìn)行控制，因此其他功能只能用單片機(jī)部分來(lái)測(cè)試。第二，在制作電路的時(shí)候首先要對(duì)電源進(jìn)行測(cè)量，使用萬(wàn)用表測(cè)電源有無(wú)短路現(xiàn)象，若正常，請(qǐng)插在電源后面，使用萬(wàn)用表測(cè)得合適的電源電壓。在對(duì)電路其他功能部件進(jìn)行焊接時(shí)，經(jīng)過(guò)功能電路的設(shè)計(jì)，需要使用單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)短路的發(fā)生，檢測(cè)電壓的正確性以及測(cè)試功能的正確性，物理焊接完成后，可以對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試。系統(tǒng)配置的物理示意圖如圖5.1