合工大电子信息工程系综合课程设计报告

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1、人漏♦3丄诚〈■伊。亠p入各计算机与信息学晓电子信息工程糸综合课程设计报告专业班级电子信息科学与技术学生姓名及学号指导教师老师课题名称基于51单片机智能家庭小管家2013^2014学年第三学期一、课题的基本描述目标：本课题目标主要是通过多点采集室内温度、湿度、光线强度、以及检测室内是否有人来控制室内一些家用电器的自动工作。采集到的温度和湿度显示与实际温度和湿度误差小于1度；控制速度小于10分钟。具体家用电器涉及到：1、空气加湿器；2、电风扇；3、应急灯等。意义：在一定程度上解放人类的双手，对人们日常生活中本来就不太注意的一些生活细节通过单片机进行自动控制，以此提高人们H常生活的质量。二、设

2、计的基本要求本课题通过热释电人体红外传感器检测室内是否冇人，如果检测到冇人则控制家用电器正常工作，否则所控制的家电则自动断电。各个家用电器的控制过程：(1)对应急灯的控制：应急灯只在冇人晚上回家时自动打开，以避免人晩上回到家时屋内漆黑一片所造成的不便；并11当冇人打开屋内的F1常照明灯时则自动关闭应急灯；但是当晚上人们关灯睡觉后应急灯也不会自动打开。(2)对空气加湿器的控制：一般人们处在湿度在40%~50%之间会感觉比较舒适，当湿度过低或者过高时则会引起人们的不适；所以当湿度低于50%时空气加湿器就自动打开，并冃湿度越低加湿器运行速度越快、湿度越接近50%运行速度越慢，当室内湿度超过50%

3、时则自动断屯。(3)对电风扇的控制：当温度高于25°C时人体就会开始从外界吸收热量，当温度高于30°C人就会热得比较难受吋，为了保证电风扇的工作有意义，所以只有当从机2能检测到人时才会打开。所以当温度高于25°C并且从机2能检测到人吋电风扇就会打开一档，当温度高于30°C时打开二档。三、技术方案及关键问题从实际考虑出发，由于各个家用电器可能处于屋内的不同地方，甚至相隔比较远,

4、佃但家电述可能根据个人需要移动位置，所以如呆想只用一块单片机通过冇线的方式去控制所冇家电的话不太现实、也不够灵活。因此我设计成主从机模式，一个主机、多个从机，采用星型方式通过无线模块进行相互通信。同时为了使所釆集到的

5、信息能够更加准确的反应室内的真实情况，主机和每个从机都携带了相关的传感器。其屮主机主要实现人机对话，以及将接收到的从从机发来的数据整理并打包Z后再发向各个从机；并且还执行向从机发送指令的任务；而从机主要实现接收主机发来的数据并将数据进行相关分析处理，之后根据处理结果对家电进行相关控制。对于热释电人体红外感应模块，当感应到冇人时会输出高电平(3.3V),当感应不到人时输出低电平(0V)；而且其最大感应距离是7米，因此为了避免人体感应存在盲区，所以在整个屋内放置多个人体感应模块是很有必要的。又由于当其感应到有人时只输出3.3V的高电平，而我设计时使用的是5V电压的51系列单片机，所以需要将感应

6、器输出的3.3V的电压转变为5V电压。图1即为3.3V电压转变成5V电压的电路图。图2为热释电人体感应器电路图。1OKIC17133-13X18KPIR2PIR02丄R5103T47kBISSOOO-R102Kxxcd2J1047HU4C61O3热释电人体感应器电路图对于NRF24L01无线模块正常供电是1.9V-3.6V,如果采用高于3.6V电压供电吋很容易烧坏模块。由于我使用的是5V电源，因此为了使电压匹配，需要将5V电压变为3.3V电压，为此我使用了AMS1117模块，该模块不仅可以将5V电压转变为3.3V电压,图3AMS1117模块的电路图而且还具有稳压的功能。图3是AMS1117

7、模块的电路图。VinVouiGND又由于所控制的家用电器的电源电压一般都很大，因此需耍通过继电器对英进行控制。所以我在单片机与家电之间都加了继电器。图4是主机系统电路图，它一共包括7个部分，其＞

8、«STC12C5A60S2单片机作为主机系统处理器；LCD12864作为主机系统显示器，主要用来显示主机传感器以及各个从机传感器所采集到的温度、湿度、光电转换后数值以及日丿加而NRF24L01无线模块主要用来与齐个从机通信；DHT11温湿度传感器主要用来采集当前温湿度的；热释电人体红外传感器用来感应室内是否冇人；光敏电阻用来将光线强度转换为电压信号，之后通过单片机内自带的10位ADC转换功能将模拟

9、电压信号转变为数字信号;5V到12V升压模块用来给应急灯供电。A.二^•'-•uo.:•了actmaaaaaaaa

10、ct-wcIOuFR2：100k-EU--::C1口X1..C2—j—TP-120p

11、R1；R~10k黒C3.J1"HikI..l.;加CEC$N$CKMRF24LO1MOSI-GNDMISOIRQZL.211-_21_>XT/U.1P0.0/AD0PO1/AD1P02/AKonaemP04/AD4P0.5