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基于單片機的遠程智能家居監(jiān)控控制系統(tǒng)
廣東海洋大學寸金學院 杜永峰 2020/6/9 15:51:18
（接上頁）PCB板、背光源、集成電路等結(jié)構(gòu)件裝配在一起的一種圖形點陣液晶顯示模塊；具有顯示容量大、耗能低、人機交流界面友好等優(yōu)點；它可顯示8X4行的漢字，也可完成字符、圖形顯示，構(gòu)成全中文人機交互圖形界面；12864液晶顯示器主要采用動態(tài)驅(qū)動原理由行和列驅(qū)動控制器兩部分組成128（列）X64（行）的全點陣液晶顯示模塊。以ST7920芯片作為驅(qū)動控制器，該模塊內(nèi)置8192個中文漢字（16X16點陣），128個字符（8X16點陣）及64X256點陣顯示RAM（GDRAM）。液晶顯示器12864與單片機的連接電路是：用單片機P0口接液晶的DB0~DB7數(shù)據(jù)總線；P2.5、 P2.6、P2.7分別接數(shù)據(jù)/命令選擇端RS、讀/寫命令選擇端R/、使能信號E。然后VSS（1腳）接上電源地，VDD（2腳）電源正端接+5.0V，LCD驅(qū)動電壓VO（3腳）外接可調(diào)電阻，可調(diào)節(jié)對比度。
2.7 繼電器驅(qū)動電路模塊
繼電器屬于一種用較小電流去控制較大電流的一種自動電子開關(guān)控制裝置。模塊工作電壓有5V、9、12V、24V可供選擇，可以通過跳線設(shè)置高電平或低電平觸發(fā)，電源指示燈（綠色），繼電器狀態(tài)指示燈（紅色），DC+接電源正極，DC-接電源負極，IN可以高或低電平控制繼電器吸合。四路光耦隔離繼電器驅(qū)動輸出電路其中一路如圖6所示。
圖6 四路光耦隔離繼電器驅(qū)動輸出電路其中一路
四路光耦隔離繼電器驅(qū)動輸出電路與單片機的P2.0~P2.3四個口相連。當單片機某個I/O輸出低電平時，其光耦的輸入電路發(fā)光二極管導通發(fā)光，直接照射到輸出電路的光敏三極管使其工作，旁邊的三極管飽和飽和導通，繼電器線圈得電并吸合，相應家用電器設(shè)備開始工作。當單片機I/O輸出高電平時，三極管處于截至狀態(tài)，繼電器失電而處于釋放狀態(tài)，相應家用電器設(shè)備停止工作。
2.8 聲光報警電路
如圖7所示是聲光報警電路，該電路由三極管、揚聲器、LED、電阻構(gòu)成。當出現(xiàn)有人入侵、或者是達到溫濕度上下限、或者煙霧濃度達到設(shè)定值時，P2.4引腳輸出高電平，使三極管飽和導通，揚聲器發(fā)聲，并且同時LED發(fā)光。
圖7聲光報警電路
3 遠程智能家居監(jiān)控控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計
3.1 遠程智能家居監(jiān)控控制系統(tǒng)主流程圖
智能家居近遠程監(jiān)控控制系統(tǒng)的核心問題是單片機主控系統(tǒng)利用串口對無線通信模塊的串口進行控制發(fā)送命令信息。根據(jù)短消息內(nèi)容來對被控對象進行反控制的過程。智能遠程家居監(jiān)控控制系統(tǒng)主流程圖如圖8所示。
圖8遠程智能家居監(jiān)控控制系統(tǒng)主流程圖
當系統(tǒng)上電后首先完成單片機初始化、溫濕度傳感器初始化、液晶顯示初始化、SIM900A模塊初始化等；初始化完成以后系統(tǒng)首先要啟動GSM網(wǎng)絡(luò)，保證移動通信模塊SIM900A可以正常工作在收發(fā)短信狀態(tài)；單片機通過串口通信的方式實現(xiàn)和SIM900A模塊的通信，單片機對SIM900A模塊發(fā)送的短信信息進行解析然后輸出控制指令給繼電器開關(guān)，從而實現(xiàn)對家電開關(guān)的控制；LCD12864液晶對4路家電開關(guān)的開啟和關(guān)閉狀態(tài)進行顯示，便于直觀顯示電器開關(guān)狀態(tài)和環(huán)境量檢測狀態(tài)；手機經(jīng)通信模塊SIM900A短信模塊發(fā)送指令并傳給單片機通過串口接收并對其進行解析后向輸出終端輸出相應數(shù)字控制信號，使繼電器動作，來控制相應電器設(shè)備家電的工作和停止。另外手機發(fā)出命令信息后SIM900A模塊將向手機反饋一個信號以告知短信發(fā)送是否成功。通過溫濕度傳感器DHT11模塊采集溫度和濕度；通過煙霧傳感器MQ-2模塊監(jiān)測廚房或衛(wèi)生間的煤氣，通過熱釋電傳感器HC-SR501檢測是否極有人入侵，并將各模塊采集數(shù)據(jù)通過單片機處理后在液晶顯示屏12864上進行顯示。獨立按鍵可以改變溫濕度、煙霧濃度和布防靈敏度等閾值。當溫濕度和煙霧濃度超過閾值，或者有人入侵時，報警系統(tǒng)開啟，GSM900A模塊發(fā)送手機短信給手機，短信的內(nèi)容當前環(huán)境檢測的環(huán)境量的數(shù)值。
3.2 SIM900A通信模塊流程圖
系統(tǒng)SIM900A通信模塊初始化流程圖如圖9。首先扳動電源開關(guān)，模塊開始工作，先是建立網(wǎng)絡(luò)連接，再開關(guān)回顯，設(shè)置短消息提示，設(shè)置地區(qū)短信服務中心地址號碼，接收短信，設(shè)置發(fā)送短信息的格式為PDU還是Text格式，初始化否成功。若成功后，將返回（未完，下一頁）
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