趙廣棟 趙梓翔 張胤祿 王 琛 張偉龍

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基于AT89C51單片機(jī)的智能窗簾控制系統(tǒng)

趙廣棟 趙梓翔 張胤祿 王 琛 張偉龍

（哈爾濱理工大學(xué)榮成分校 山東 威海 264300）

隨著科技的日新月異，時(shí)代再進(jìn)步，在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的發(fā)展形勢(shì)下，智能家居逐漸走入了人們的生活，人們的生活方式從傳統(tǒng)的依賴物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)換為對(duì)美好生活的渴望。針對(duì)傳統(tǒng)的電控窗簾家居功能簡(jiǎn)單不夠智能化的缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一款以AT89C51單片機(jī)為控制中心的智能窗簾控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)動(dòng)力來源于42步進(jìn)電機(jī)控制窗簾的轉(zhuǎn)動(dòng)和方向及停止。該系統(tǒng)采用SIM900A短信模塊以及HC-06藍(lán)牙模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，這一操作可充分地實(shí)現(xiàn)全方位智能控制；系統(tǒng)采用DHT11溫濕度傳感器和DS12C887時(shí)鐘芯片，傳感器以及時(shí)鐘芯片可以實(shí)時(shí)記錄和反饋家中信息，使得使用者可在室外實(shí)現(xiàn)對(duì)家中溫濕度信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)溫濕度異常時(shí)該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警并發(fā)送信息到用戶手機(jī)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能較為完善、成本低廉的特點(diǎn)，符合當(dāng)代智能家居的設(shè)計(jì)理念，具有一定的市場(chǎng)價(jià)值。

AT89C51;智能家居；人機(jī)交互；遠(yuǎn)程控制

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程控制、電機(jī)模塊、液晶顯示，三部分組成，以AT89C51為主控芯片，以SIM900A短信模塊和HC-06藍(lán)牙模塊為信號(hào)接收模塊，以DHT11溫濕度傳感器和DS12C887時(shí)鐘芯片為信息交互模塊。信號(hào)接收模塊和信息交互模塊通過單片機(jī)處理將轉(zhuǎn)換為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和液晶顯示。最終實(shí)現(xiàn)人為遠(yuǎn)程控制窗簾的升降。

硬件部分設(shè)計(jì)

1.1 主控芯片

AT89C51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，雙列直插式封裝芯片具有40引腳。

1.2 SIM900A短信模塊

SIM900A模塊是一款尺寸緊湊的GSM/GPRS模塊，采用SMT封裝，基于STE的單芯片案，采用ARM926EJ-S架構(gòu)，性能強(qiáng)大，可以內(nèi)置客戶應(yīng)用程序。

由DHT11溫濕度監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)得濕度，如果濕度大于80%，超過預(yù)設(shè)值，智能窗簾系統(tǒng)將通過短信模塊SIM900A給手機(jī)發(fā)送短信，從而達(dá)到下雨提醒拉窗簾的功能。

1.3 HC-06藍(lán)牙模塊

HC-06是主從一體化的藍(lán)牙串口模塊，主從可指令切換，供電電壓為3.3~3.6V。采用CSR主流藍(lán)牙芯片，藍(lán)牙V2.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

默認(rèn)參數(shù)：波特率9600、配對(duì)碼1234、工作模式為從機(jī)。工作電流：不大于50MA（以實(shí)測(cè)為準(zhǔn)）。通訊距離：空曠條件下10M，正常使用環(huán)境8M左右。

通過藍(lán)牙模塊，該系統(tǒng)可將指令從手機(jī)直接發(fā)送至智能窗簾控制系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)窗簾的開關(guān)以及開關(guān)的程度。

1.4 DHT11溫濕度傳感器

DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)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和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。

單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類應(yīng)用中，在苛刻應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。

1.5 DS12C887時(shí)鐘芯片

可計(jì)算到2100年前的秒、分、小時(shí)、星期、日期、月、年七種日歷信息并帶閏年補(bǔ)償;自帶晶體振蕩器和鋰電池。在沒有外部電源的情況下可工作10年;對(duì)于一天內(nèi)的時(shí)間記錄，有12小時(shí)制和24小時(shí)制兩種模式。在12小時(shí)制模式中，用AM和PM區(qū)分上午和下午;可選用夏令時(shí)模式,時(shí)間表示方法有兩種:一種用二進(jìn)制數(shù)表示，一種用BCD碼表示。

軟件部分設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)將程序分為兩個(gè)部分，顯示部分及控制部分。顯示部分主要有LCD12864液晶及DHT11溫濕度傳感器DS12C887時(shí)鐘芯片短信模塊。DHT11通過數(shù)據(jù)采集及中斷來收集溫濕度信號(hào)，并將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量；時(shí)鐘芯片通過內(nèi)部時(shí)鐘及電池通過數(shù)據(jù)傳輸口將時(shí)間信息發(fā)送給單片機(jī)；短信模塊通過串口通信使單片機(jī)收到濕度大于80%的信號(hào)就發(fā)送短信；LCD12864通過控制行列及其字符庫來顯示收集到的溫濕度及時(shí)間的數(shù)字信號(hào)。控制部分主要有藍(lán)牙模塊及42步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)，通過按鍵控制模式（自動(dòng)/手動(dòng)）轉(zhuǎn)換和電機(jī)正反轉(zhuǎn)，再通過串口通信使藍(lán)牙模塊與手機(jī)相連從而用手機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

總結(jié)

本文設(shè)計(jì)的智能窗簾控制系統(tǒng)針對(duì)傳統(tǒng)的窗簾進(jìn)行了電子層面的優(yōu)化，使得用戶的生活體驗(yàn)更新鮮、更簡(jiǎn)便、更舒適。該系統(tǒng)操作界面簡(jiǎn)單易操作，硬件較為大眾可以說是物美價(jià)廉，短信、藍(lán)牙模塊更是增加了該系統(tǒng)的智能性。

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念更加的符合當(dāng)代科學(xué)的發(fā)展方向，該智能窗簾系統(tǒng)應(yīng)具有一定的市場(chǎng)份額。

[1]張艷艷,潘赟臻.基于GSM模塊的智能窗簾控制系統(tǒng)[J].信息技術(shù),2016(11):102-105+109.

with the progress of science and technology, era progress again, in the innovation driven development situation, smart home gradually into people's lives, people's life style from the traditional dependence on material is gradually converted to the longing for a better life. In view of the traditional electric curtains intelligent household function is simple enough shortcomings, this paper designed a AT89C51 as the control center of intelligent curtain control system, the system dynamics is derived from the 42 stepper motor control the rotation and the direction of the curtain and stop. The system adopts the SIM900A short message module and the hc-06 bluetooth module for remote operation, which can fully realize the all-round intelligent control. System USES DHT11 temperature and humidity sensors and DS12C887 clock chip, sensors and real-time clock chip can record and feedback information in the home, makes users can realize the real-time monitoring of temperature and humidity in the home information outside, the system will automatically alarm when abnormal temperature and humidity and send the information to the user's phone. The system has the characteristics of simple structure, perfect function and low cost, which conforms to the design concept of modern smart home, and has certain market value.

AT89C51; Smart home; Human-computer interaction; The remote control

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.10.137

TP273;TU855

A

1672-9129(2017)10-0116-02

趙廣棟（1998年7月21日出生），性別：男，民族：漢族籍貫：山東省泰安市新泰市，本科學(xué)歷，電氣工程及其自動(dòng)化，研究方向：電機(jī)。職稱：無。