基于STC89C52單片機(jī)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙杰　汪大鵬　徒翔

摘 要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，各種智能化設(shè)施逐步走入人們的生活中。文章以STC89C52單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)一款智能家居控制系統(tǒng)， 運(yùn)用各種傳感器采集信息并通過C語言編程實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)模塊協(xié)調(diào)工作，可實(shí)現(xiàn)手機(jī)Wi-Fi控制家庭常用用電器功能、人體紅外感應(yīng)控制功能、自動窗簾控制功能以及門禁防盜及煙霧監(jiān)測報(bào)警功能及繼電器控制等。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本文設(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能有：在安全方面的多功能防盜門設(shè)計(jì)，煙霧報(bào)警、繼電器設(shè)計(jì)等，以及智能方面的紅外感應(yīng)、自動窗簾、溫度監(jiān)測等。為體現(xiàn)其“智能化”思路，在各模塊種增加了手機(jī)Wi-Fi控制功能，極大地增加了其操作性和實(shí)用性。

本設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制器選擇STC89C52型單片機(jī)。 STC89C52是STC89C51的一種增強(qiáng)型，它具有低功耗、性能高、價(jià)格低 的8位微控制器，擁有 8 K 在系統(tǒng)可編程 Flash、內(nèi)置 4KB的EEPROM，最高運(yùn)作頻率可達(dá)48 MHz，能夠?yàn)楸姸嗲度胧娇刂葡到y(tǒng)提供靈活性高價(jià)格低廉的控制方案。

在煙霧報(bào)警模塊中采用用MQ-5煙霧傳感器。該煙霧傳感器屬二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料構(gòu)成，屬于表面離子式的N型半導(dǎo)體材料。

繼電器模塊采用1路光耦隔離繼電器驅(qū)動模塊，其中繼電器與煙霧傳感器模塊實(shí)為一體，該模塊主要作用是接受到單片機(jī)傳來因煙霧傳感模塊發(fā)出的警報(bào)信號而模擬控制總電源電路的開關(guān)的安全模塊。

門禁模塊是由MFRC-522RC522 RFID射頻 IC卡感應(yīng)模塊。MFRC522是應(yīng)用于13.56 MHz非接觸式通信中的一種高集成度的讀寫卡芯片；該芯片是一種非接觸式的讀寫卡芯片，且體積小、低電壓、低成本的自動窗簾模塊由光敏傳感器和步進(jìn)電機(jī)及ULN2003步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊構(gòu)成。

Wi-Fi智能插座模塊，主要是利用NodeMCU（ESP8266）打造一種較為實(shí)用的智能插座。通過NodeMcu上的Wi-Fi模塊實(shí)現(xiàn)了對繼電器的智能控制從而實(shí)現(xiàn)對各種連接在該電路上的各種家庭用電器的控制。

二、Wi-Fi智能插座模塊軟件部分設(shè)計(jì)

NodeMCU模塊是在ESP8266模塊基礎(chǔ)上增加了USB接口電路、5V電源等，軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了簡單的腳本語言Lua，方便用戶編程。本次的管理平臺我們選用樂為物聯(lián)作為智能插排的管理系統(tǒng)。首先我們需要接通平臺，然后Wi-Fi連接我們的“智能插座”。本次需要控制的用電器采用兩個(gè)繼電器所代替。圖1中SW1、SW2兩個(gè)繼電器表示以連接。接下來設(shè)置控制功能，第一步設(shè)計(jì)開關(guān)，如圖2所示。 點(diǎn)擊測試，如果反饋回OK說明控制功能連接成功，到此一個(gè)能連Wi-Fi的物聯(lián)插座也就完成了。接著開始測試，用手機(jī)微信端連接智能插排后，點(diǎn)擊按下開關(guān)s1，如圖s01紅色代表開關(guān)1按下，右側(cè)智能開關(guān)上的充電器綠色指示燈亮起（圖3）。通過該功能可控制一般用電器按需供電（比如燒水等）。為增加其實(shí)用性，可增加定時(shí)功能。

三、結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一款“廉、多、簡”的智能家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)在安全上實(shí)現(xiàn)了“門禁”功能、煙霧監(jiān)測報(bào)警功能、家庭用電器安全提醒功能等。在智能上體現(xiàn)了門禁的方便性、窗簾的智能性、夜晚紅外感應(yīng)的便捷性、遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制家用電器的人性化和家庭萬年歷的服務(wù)性等功能。

參考文獻(xiàn)：

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