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毕业设计 智能家居控制系统设计,引言31绪 论41.1课题背景41.2智能家居控制系统的概述51.3 课题研究的目的及意义61.4 系统设计主要任务62方案设计72.1 系统总体设计与分析72.1.1单片机控制部分72.1.2系统工作流程部分82.2远程控制设计与分析82.2.1控制系统设计分析82.2.2 控制要求92.2.3单元功能模块92.3传...
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内容介绍
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引言 3
1 绪 论 4
1.1课题背景 4
1.2智能家居控制系统的概述 5
1.3 课题研究的目的及意义 6
1.4 系统设计主要任务 6
2 方案设计 7
2.1 系统总体设计与分析 7
2.1.1单片机控制部分 7
2.1.2系统工作流程部分 8
2.2远程控制设计与分析 8
2.2.1控制系统设计分析 8
2.2.2 控制要求 9
2.2.3单元功能模块 9
2.3传感器信号采集设计与分析 9
2.3.1 防火灾发生传感器 9
2.3.2可燃气体泄漏传感器 10
2.3.3防盗传感器 10
2.3.4 信号采集设计与分析 10
2.4 GSM模块的接口与设计 10
2.4.1 TC35模块组成 10
2.4.2 TC35模块通信电路 10
2.4.3 TC35模块与MCU连接方式 10
2.5 红外学习遥控设计 11
2.5.1 红外学习遥控的设想 11
2.5.2 红外学习遥控的实现 11
3 硬件电路设计 12
3.1相关芯片及模块简介 12
3.1.1 MCU SM8952AC25P简介 12
3.1.2 双音多频收发器MT8870简介 12
3.1.3 ISD2500系列单片语音录放简介 13
3.1.4 固态继电器(SSR)简介 13
3.2 远程控制电路设计 13
3.2.1振铃检测电路 13
3.2.3 双音频解码电路 15
3.2.4 语言提示电路 16
3.3 电源电路设计 17
3.3.1 5V开关电源稳压器电路 17
3.3.2 其他电源稳压器电路 17
3.4 TC35短消息模块电路设计 17
3.4.1 TC35短消息模块接口电路 17
3.4.2 TC35短消息模块控制设计 18
3.5 红外学习遥控电路设计 19
3.5.1 红外学习遥控接收电路设计 19
3.5.2 红外学习遥控发送电路设计 19
4 软件部分 19
4.1 下位机编程 19
4.1.1 主控单片机系统软件设计 19
4.1.2远程控制程序设计 21
4.1.3短信息发送程序设计 22
4.1.4红外学习遥控程序设计 23
4.2 上位机（PC机）编程 24
4.2.1 用户界面的设计 24
4.2.2 串行通信的实现 24
4.2.3控件MSComm使用方法 25
5 系统制作及调试 26
5.1使用的仪器仪表及工具 27
5.2硬件制作与调试 27
5.2.1系统PCB板的设计 27
5.2.2系统硬件调试 27
5.3软件及联机调试 28
5.3.1主控程序调试 28
5.3.2短消息发送调试 28
6 结论 29
谢 辞 30
附录1 32
附录2 54
附录3 62
引言
21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。本文介绍的数字化家居控制系统可以使得人们可以通过手机或电话在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……；而这一切的实现都仅仅是打一个简单的电话。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监控等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居控制系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。
实现智能化离不开运算和控制单元，本系统采用MCU(SM8952AC25P)作为主控器件，单片机应用系统由硬件和软件组成。硬件由单片机扩展的存储器、输入/出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成；软件由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。在单片机应用系统开发的过程中，应不断调整软、硬件，协调地进行软、硬件设计，以提高工作效率，当系统硬件和软件紧密配合、协调一致，就可以组成高性能的单片机应用系统。本课题完成了单片机应用系统其开发过程的系统的总体设计、硬件设计、软件设计和系统调试，根据开发的实际需要，相互协调、交叉，有机的进行。本设计的MCU与各个芯片和模块的接口、各项标准都严格遵循国家有关标准，为以后的产品化提供了良好的基础。
本系统的电话远程控制是基于电话交换网络的国际双音频通信标准DTMF通信方式，程控交换信令作为系统控制命令，采用MT8870双音频编解码电路实现，单片机通过MT8870识别来自电话程控交换机的网络的控制信号，用户只需拨通家中的电话可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别、远程控制和安防操作；各种传感器的检测是利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量，再经过单片机进行数据处理，实现实时测控；短消息发送部分采用基于SIEMENS TC35 GSM模块TC35 modem 和TI公司的电平转换芯片MAX3238等器件构成的移动终端的硬件电路可以完成短消息收发等功能。
在设计本系统时，面对各种检测对象和大量控制单元，需要利用各种接口标准和MCU进行连接，再经过MCU进行数据处理，实现实时测控。而此时采用单片机来实现智能家居控制系统不仅具有采集控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度提高采各模块和芯片的协调性，从而大大提高系统的可利用性。此次系统设计统正是把MT8870、TC35 modem与SM8952AC25P单片机有机的结合起来，顺利的完成了本设计的要求。并且实现了学习型远程红外遥控功能，为控制红外家电和设备提供了良好的基础。本系统也可应用于工农业中,实现对无人值守岗位的远程监控等。
1 绪 论 4
1.1课题背景 4
1.2智能家居控制系统的概述 5
1.3 课题研究的目的及意义 6
1.4 系统设计主要任务 6
2 方案设计 7
2.1 系统总体设计与分析 7
2.1.1单片机控制部分 7
2.1.2系统工作流程部分 8
2.2远程控制设计与分析 8
2.2.1控制系统设计分析 8
2.2.2 控制要求 9
2.2.3单元功能模块 9
2.3传感器信号采集设计与分析 9
2.3.1 防火灾发生传感器 9
2.3.2可燃气体泄漏传感器 10
2.3.3防盗传感器 10
2.3.4 信号采集设计与分析 10
2.4 GSM模块的接口与设计 10
2.4.1 TC35模块组成 10
2.4.2 TC35模块通信电路 10
2.4.3 TC35模块与MCU连接方式 10
2.5 红外学习遥控设计 11
2.5.1 红外学习遥控的设想 11
2.5.2 红外学习遥控的实现 11
3 硬件电路设计 12
3.1相关芯片及模块简介 12
3.1.1 MCU SM8952AC25P简介 12
3.1.2 双音多频收发器MT8870简介 12
3.1.3 ISD2500系列单片语音录放简介 13
3.1.4 固态继电器(SSR)简介 13
3.2 远程控制电路设计 13
3.2.1振铃检测电路 13
3.2.3 双音频解码电路 15
3.2.4 语言提示电路 16
3.3 电源电路设计 17
3.3.1 5V开关电源稳压器电路 17
3.3.2 其他电源稳压器电路 17
3.4 TC35短消息模块电路设计 17
3.4.1 TC35短消息模块接口电路 17
3.4.2 TC35短消息模块控制设计 18
3.5 红外学习遥控电路设计 19
3.5.1 红外学习遥控接收电路设计 19
3.5.2 红外学习遥控发送电路设计 19
4 软件部分 19
4.1 下位机编程 19
4.1.1 主控单片机系统软件设计 19
4.1.2远程控制程序设计 21
4.1.3短信息发送程序设计 22
4.1.4红外学习遥控程序设计 23
4.2 上位机（PC机）编程 24
4.2.1 用户界面的设计 24
4.2.2 串行通信的实现 24
4.2.3控件MSComm使用方法 25
5 系统制作及调试 26
5.1使用的仪器仪表及工具 27
5.2硬件制作与调试 27
5.2.1系统PCB板的设计 27
5.2.2系统硬件调试 27
5.3软件及联机调试 28
5.3.1主控程序调试 28
5.3.2短消息发送调试 28
6 结论 29
谢 辞 30
附录1 32
附录2 54
附录3 62
引言
21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。本文介绍的数字化家居控制系统可以使得人们可以通过手机或电话在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……；而这一切的实现都仅仅是打一个简单的电话。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监控等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居控制系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。
实现智能化离不开运算和控制单元，本系统采用MCU(SM8952AC25P)作为主控器件，单片机应用系统由硬件和软件组成。硬件由单片机扩展的存储器、输入/出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成；软件由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。在单片机应用系统开发的过程中，应不断调整软、硬件，协调地进行软、硬件设计，以提高工作效率，当系统硬件和软件紧密配合、协调一致，就可以组成高性能的单片机应用系统。本课题完成了单片机应用系统其开发过程的系统的总体设计、硬件设计、软件设计和系统调试，根据开发的实际需要，相互协调、交叉，有机的进行。本设计的MCU与各个芯片和模块的接口、各项标准都严格遵循国家有关标准，为以后的产品化提供了良好的基础。
本系统的电话远程控制是基于电话交换网络的国际双音频通信标准DTMF通信方式，程控交换信令作为系统控制命令，采用MT8870双音频编解码电路实现，单片机通过MT8870识别来自电话程控交换机的网络的控制信号，用户只需拨通家中的电话可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别、远程控制和安防操作；各种传感器的检测是利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量，再经过单片机进行数据处理，实现实时测控；短消息发送部分采用基于SIEMENS TC35 GSM模块TC35 modem 和TI公司的电平转换芯片MAX3238等器件构成的移动终端的硬件电路可以完成短消息收发等功能。
在设计本系统时，面对各种检测对象和大量控制单元，需要利用各种接口标准和MCU进行连接，再经过MCU进行数据处理，实现实时测控。而此时采用单片机来实现智能家居控制系统不仅具有采集控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度提高采各模块和芯片的协调性，从而大大提高系统的可利用性。此次系统设计统正是把MT8870、TC35 modem与SM8952AC25P单片机有机的结合起来，顺利的完成了本设计的要求。并且实现了学习型远程红外遥控功能，为控制红外家电和设备提供了良好的基础。本系统也可应用于工农业中,实现对无人值守岗位的远程监控等。
