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基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家電控制開關(guān)的設(shè)計
江門市技師學(xué)院 黃景良 2015/5/23 18:50:22
摘要： 隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，智能家居以其獨有的開放性優(yōu)勢正在為我們提供更多優(yōu)質(zhì)便捷的技術(shù)成果。本設(shè)計的是基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計，基于智能手機平能，借助于物聯(lián)網(wǎng)的藍牙技術(shù)，設(shè)計和實現(xiàn)了一種無線遙控智能開關(guān)解決方案。設(shè)計以手機控制平臺、藍牙通訊模塊、驅(qū)動模塊等硬件模塊組成的小型智能開關(guān)控制家居。
本文從通過手機進行控制的角度來進行設(shè)計的，介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能開關(guān)控制要實現(xiàn)的功能，接著闡述該系統(tǒng)電路的設(shè)計及原理的說明，包括了方案的設(shè)計、重要元器件的介紹、電路設(shè)計的說明、軟件設(shè)計流程以及系統(tǒng)的調(diào)試。最后總結(jié)了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家電開關(guān)控制設(shè)計完成的任務(wù)。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；手機藍牙；智能開關(guān)；
前言
隨著網(wǎng)絡(luò)信息的發(fā)展、通信技術(shù)的不斷進步、國內(nèi)外消費水平的不斷攀升，網(wǎng)絡(luò)通信越來越多的被應(yīng)用于人們的日常生活中，人們對于生活質(zhì)量、住宅質(zhì)量的要求也越來越高。傳統(tǒng)家居設(shè)備控制已經(jīng)不能滿足于當(dāng)代人們的需求。人們需要更高效、更便捷、更舒適、更安全的生活環(huán)境�；谶@些對于高品質(zhì)生活的追求，智能家居的理念應(yīng)運而生。
智能家居是基于家庭住宅的，結(jié)合計算機技術(shù)、通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)、安全技術(shù)、自控技術(shù)、音視頻技術(shù)等高端技術(shù)，將家居中有關(guān)設(shè)施集成起來，構(gòu)建高效、節(jié)能的住宅設(shè)施與家庭事務(wù)的管理系統(tǒng)，它對提高家居安全性、節(jié)能型、便利型和舒適性有很大幫助。智能家居系統(tǒng)往往包含照明控制、電子電氣控制、門禁、消防警報、遠程遙控等功能，其系統(tǒng)支持信息的實時采集、數(shù)據(jù)的輸入、輸出、家居電氣的智能控制等。較之普通的家居系統(tǒng)，其更加強調(diào)主動性，以高新技術(shù)實現(xiàn)人與家居環(huán)境的和諧。
在上述背景下，本著加強家居生活的智能化，滿足高效、便利、舒適與安全的要求，結(jié)合嵌入式技術(shù)與智能家居相關(guān)概念，設(shè)計出一套家居無線控制網(wǎng)絡(luò)，開關(guān)一般是能控制電源通斷的一種元器件。手機藍牙通訊是一種短距離無線通訊技術(shù)。本設(shè)計是利用手機藍牙來實現(xiàn)無線電燈智能開關(guān)工作。在大量的參考資料，進行大量的調(diào)試實驗的基礎(chǔ)上，逐步完善設(shè)計方案，從而實現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能開關(guān)控制的設(shè)計。
一、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能控制開關(guān)的設(shè)計思路
目前利用普通開關(guān)來控制電燈開關(guān)的方法有：單控開關(guān)和雙聯(lián)雙控開關(guān)。前者只對燈的單一地點控制通斷作用；后者可實現(xiàn)二地可控制電燈通斷作用。
人們在日常生活中經(jīng)常遇到以下情況，躺在床上看書或看電視時，書可以隨手放在枕頭電視可以用手中的遙控器來開關(guān)，但是電燈如何方便的控制呢？
現(xiàn)有的常見開關(guān)有如下缺點：
（一） 不方便；
（二） 不安全，有時為了方便開關(guān)進行私接電線這樣很不安全。
（三） 控制地點少，最多只能實現(xiàn)兩地控制。
為了解決以上問題，在設(shè)計過程中想到了生活中無處不在的無線技術(shù)，如無線鼠標(biāo)、無線耳機、無線路由器、無線收音機、無線遙控器等等，其實無線技術(shù)主要有調(diào)頻無線技術(shù)、紅外無線技術(shù)和藍牙無線技術(shù)三種。其中藍牙無線技術(shù)實際上是一種短距離無線通信技術(shù)。說得通俗一點，是藍牙技術(shù)使現(xiàn)代一些易攜帶的移動通信設(shè)備和電腦設(shè)備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，其實際應(yīng)用范圍還可以擴展到各家家電產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品和汽車等家電，組成一個巨大的無線通信網(wǎng)絡(luò)。紅外無線技術(shù)是設(shè)備或者系統(tǒng)通過紅外輻射傳遞數(shù)據(jù)的一種無線技術(shù)。調(diào)頻無線技術(shù)也最早使用無線電技術(shù)。只要利用這三種技術(shù)中的一種我們就可以實現(xiàn)無線控制電燈開關(guān)了。
二、 無線通訊技術(shù)的選擇——藍牙
無線遙控開關(guān)不能是一個遙控器控制一盞燈，否則遙控器多了就會分不清楚，所以遙控器越少越好，最好是不用專門的遙控器。生活中很多學(xué)習(xí)型遙控器，又稱拷貝型遙控器，它具有學(xué)習(xí)功能，可以與學(xué)習(xí)型控制器自動對碼，直接使用，不需要編碼。學(xué)習(xí)型控制器可以和其他遙控器一起使用。但即便如此也不方便，因此想到了利用手機做遙控器。只要讓手機發(fā)出一個信號，一個小的儀器接收手機發(fā)出的信號，馬上輸出一個和原來相反的電平，這樣再帶動一個接觸器，就可以實現(xiàn)開與關(guān)的動作。
現(xiàn)在家用無線通訊比較多的是使用wifi和藍牙，wifi比藍牙傳輸距離更遠，也更穩(wěn)定，運用范圍比較廣。但是針對智能家電和開關(guān)論證后發(fā)現(xiàn)wifi有一個特點，當(dāng)手機已經(jīng)連接上一個又一個wifi網(wǎng)絡(luò)時進行下載時，想要連接另外wifi網(wǎng)絡(luò)進行關(guān)燈遙控就必須要先退出下栽，這比較麻煩。如果利用藍牙就不一樣了，手機可以同時連接wfi和藍牙，并且藍牙還可以實現(xiàn)多點的控制，可以實現(xiàn)無線電視、空調(diào)、電飯蝸等等家用電器，優(yōu)先于現(xiàn)代的電子控制和實用性，故選擇藍牙通訊技術(shù)。
三、 系統(tǒng)的設(shè)計與功能模塊的測試
通過對手機遙控玩具汽車（未完，下一頁）
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