Akıllı perde kontrol sistemi
Shao Hailong, Liang Jihui
(Makine ve Elektrik Mühendisliği Okulu, Wuyi Üniversitesi, Wuyishan, Fujian 354300)
: Ev tipi perdelerin akıllı kontrol sistemi esas olarak DC motor, HC-06 Bluetooth modülü ve AT89C52 tek çipli mikro bilgisayardan oluşur. Sistemin üç işlevi vardır: manuel kontrol, Bluetooth uzaktan kumanda ve otomatik kontrol. Donanım, manuel ve otomatik modlar arasında geçiş yapmak için düğmeler kullanır, kontrol komutlarını almak için HC-06 Bluetooth modülünü seçer, iç ortamı otomatik olarak algılamak için DTH11 sıcaklık ve nem sensörlerini ve foto dirençlerini kullanır ve iç mekan perdelerinin kontrolünü gerçekleştirmek için algılama sonuçlarına göre DC motorun eylemini kontrol eder. Otomatik kontrol. Sistem, yüksek maliyet performansı, istikrarlı çalışma, güçlü anti-parazit vb. Avantajlara sahiptir ve geleneksel perde kontrol yöntemlerinin eksikliklerini tek ve düşük zeka ile çözer.
: Akıllı perdeler; tek çipli mikro bilgisayar; Bluetooth iletişimi; akıllı kontrol
: TP272 Belge Tanımlama Kodu: ADII: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2017.04.017
Alıntı biçimi : Shao Hailong, Liang Jihui.Akıllı perde kontrol sistemi J. Mikrobilgisayar ve Uygulama, 2017, 36 (4): 56-58.
0 Önsöz
Mikroelektronik teknolojinin ve kablosuz iletişim teknolojisinin sürekli ilerlemesi, akıllı evin gelişimini destekledi. Akıllı evin önemli bir parçası olan akıllı perde kontrol sistemi, yavaş yavaş insanların hayatına girmiş ve insanlara rahat ve konforlu bir yaşam ortamı sağlamıştır. Bu makale, mevcut ortam sıcaklığı, nem ve ışık yoğunluğuna göre perdelerin açılıp kapanmasını otomatik olarak kontrol edebilen bir kontrol sistemi tasarlamak için sensör algılama teknolojisi, tek çipli kontrol teknolojisi ve Bluetooth iletişim teknolojisini bir araya getiriyor. Sistem, geleneksel perde kontrol yöntemlerinin tek eksikliğini çözen ve tasarımı daha insancıl hale getiren manuel mod ile otomatik mod arasında rastgele geçiş yapabilir. Sistem kontrolünün esnekliğini daha da iyileştirmek için, HC-06 Bluetooth modülü, ev perdelerinin [1] uzaktan kumanda ihtiyaçlarını karşılayan yerel kontrol terminali ile Bluetooth uzaktan kumanda cihazı arasındaki kablosuz iletişimi gerçekleştirmek için sistem tasarımında kullanılır.
1 Sistem genel yapı tasarımı
Akıllı perde kontrol sistemi, ana kontrol çipi olarak AT89C52 tek çipli mikrobilgisayarı kullanır.Donanım, güç kaynağı modülü, düğme toplama modülü, sıcaklık ve nem toplama modülü, ışık yoğunluğu toplama modülü, AT89C52 ana kontrol modülü, LED ekran modülü, motor sürücü modülü, alarm modülü ve iletişim modülünden oluşur. . Sistem yapısı Şekil 1'de gösterilmektedir.
2 Sistem donanım devre tasarımı
Akıllı perde kontrol sisteminin donanımı 9 kısımdan oluşmaktadır.Devre çalışmasının özelliklerine göre tasarımda güç kaynağı devresi, edinim kontrol devresi ve haberleşme devresi olmak üzere ikiye ayrılır.
2.1 Güç devresi tasarımı
Sistem donanımındaki DC motor ve motor sürücü çipinin güç kaynağı için DC 12 V kullanması gerekir ve diğer donanım parçalarının güç kaynağı için DC 5 V'a ihtiyacı vardır. Bu tasarımın güç kaynağı, güç kaynağı olarak DC 24 V 5 A depolama pilini seçer. 24 V giriş voltajı, sistem donanımı için güç sağlamak üzere LM7812 ve LM7805 tarafından DC 12 V ve 5 V çıkışa dönüştürülür. Güç devresi Şekil 2'deki gibi gösterilmiştir.
2.2 Edinim ve kontrol devresi tasarımı
Alım ve kontrol devresi, giriş toplama devresi, ana kontrol ünitesi devresi ve çıkış kontrol devresinden oluşur. Giriş toplama devresi, ortam sıcaklığı ve nemi, ortam ışığı yoğunluğu ve giriş anahtar bilgilerinin toplanmasını içerir; ana kontrol ünitesi tasarımı, tek çipli mikrobilgisayarın minimum çalışma sisteminin tasarımını içerir; çıkış kontrol kısmı, DC motorun hareket kontrolünü, zil kontrolünü ve LED çıkış göstergesini içerir. kontrol. Edinme ve kontrol devresi Şekil 3'te gösterilmektedir.
(1) Giriş toplama devresi tasarımı
Giriş toplama devresi üç bölümden oluşur: sıcaklık ve nem toplama devresi, ışık yoğunluğu toplama devresi ve düğme toplama devresi.
Sıcaklık ve nem toplama devresinin tasarımı
Sıcaklık ve nem edinimi için DHT11 sıcaklık sensörü seçilir ve sensörün çıkışı mikrodenetleyicinin P1.0 pinine bağlanır. Tek çipli mikro bilgisayar, P1.0 bağlantı noktasının giriş verilerini okuyarak ortam sıcaklığının ve nemin tespitini gerçekleştirir.
Işık yoğunluğu toplama devresi tasarımı
Işık yoğunluğu toplama, foto direnç modülünü seçer ve toplanan veriler, pim 2 aracılığıyla mikrodenetleyicinin P0.7 pimine bağlanır. Tek çipli mikro bilgisayarın dahili A / D dönüştürme işlevi, ortam ışığı yoğunluğunun tespitini gerçekleştirmek için kullanılabilir.
Düğme toplama devresinin tasarımı
Dört düğme, "manuel düğme", "otomatik düğme", "perde açma düğmesi" ve "perde kapatma düğmesi" nin dört giriş kontrol komutunu temsil edecek şekilde tasarlanmıştır.
(2) Ana kontrol ünitesinin tasarımı
Ana kontrol ünitesi, tek çipli bir mikrobilgisayar, bir kristal osilatör devresi ve bir sıfırlama devresinden oluşur; Kristal osilatör devresi, 12 MHz kristal osilatör ve iki adet 30 pF kapasitörden oluşur. Kristal osilatör devresinin işlevi, tek çipli mikrobilgisayarın çalışma sırasını sağlamaktır; sıfırlama devresi, RST sıfırlama düğmesi, elektrolitik kapasitör C5, dirençler R31 ve R32'den oluşur ve sıfırlama sinyalinin çıkış terminali, tek yongalı mikrobilgisayarın 9-pinine bağlanır. Sıfırlama devresinin işlevi, tek çipli mikro bilgisayara bir sıfırlama sinyali sağlamak, tek çipli mikrobilgisayarı güç açık durumuna dönecek şekilde kontrol etmek ve tek çipli mikrobilgisayarın, güç kaynağı voltajındaki dalgalanmalara bağlı olarak güç açma anındaki dalgalanmalar nedeniyle programı normal şekilde çalıştıramaması sorununu çözmektir.
(3) Motor sürücü devresi tasarımı
Tek çipli mikro bilgisayar, DC motorun çalışma etkinleştirme sinyalini kontrol etmek için P2.7 pimi aracılığıyla L298N'nin ENA pinine bağlanır ve L298N'nin IN1 ve IN2'sine P2.5 ve P2.6 pimleri ve P2.5 pimi ve P2 aracılığıyla bağlanır. .6 Pim altındaki jeneratör hareketinin kontrol komutu. L298N kontrol Motor1'in OU1 ve OUT2 çıkışları hareket eder. D7 ~ D10, motor kapatıldıktan sonra üretilen indüklenen elektromotor kuvvetinin motora zarar vermesini önlemek için dört adet 1N4148 koruma diyodu.
2.3 Bluetooth iletişim devresi tasarımı
Bluetooth iletişim devresi, HC-06 Bluetooth modülü, MAX3232 yongası ve yardımcı devrelerinden oluşur. MAX3232, mikrodenetleyici ve Bluetooth modülü arasında seviye eşleşmesi için kullanılan bir seviye dönüştürme çipidir. Tek çipli mikro bilgisayarın P3.0 ve P3.1 pinleri, MAX3232 seviye dönüştürme çipinin 11 ve 12 pinlerine bağlanır ve tek çipli mikro bilgisayarın yerleşik seri portu, HC-06 tarafından gönderilen kontrol komutlarını almak için kullanılır. Bluetooth iletişim devresi Şekil 4'teki gibi gösterilmektedir.
3 Sistem yazılımı programlama
3.1 Yazılım ana süreç tasarımı
Sistem yazılımı çalıştıktan sonra ilk olarak başlatma programı çalıştırılır ve mikrodenetleyicinin IO pinlerinin tahsisi ve zamanlayıcı ile seri portun başlatılması başlatma programında tamamlanır. Başlatma tamamlandıktan sonra, program bir süre (1) sonsuz döngü gövdesine girer. Döngüde aşağıdaki işlemleri sırayla gerçekleştirin:
(1) Başlatma tamamlandıktan sonra, sistemin mevcut çalışma durumunu belirlemek için anahtar tarama programını yürütün. Manuel moddaysa, pencere değiştirme düğmesinin basılı durumuna göre motor hareketini kontrol etmek için motor kontrol programını çağırın; otomatik moddaysa, adım (2) 'ye gidin.
(2) Önce iletişim programını çağırın, uzaktan kumanda terminal komutunu alın ve işleyin, eğer alınan komut bir kontrol komutu ise, motor hareketini kontrol etmek için motor kontrol programını çağırın. Bu bir parametre ayarlama komutu ise, alınan parametreleri kaydedin Kaydettikten sonra, mevcut çevresel parametreleri toplamak için sensör algılama programını çağırın ve toplama sonuçlarına göre anahtar penceresi koşullarının karşılanıp karşılanmadığını belirleyin. Değilse, adım (1) 'e dönün. Anahtar penceresinin koşulları karşılanırsa, motor hareketini kontrol etmek için motor kontrol programını çağırın ve (3) adımını gerçekleştirin.
(3) Motor eylemi için zamanlama süresinin dolup dolmadığını belirleyin ve belirtilen süre geçmediyse, motor kontrol programını yürütmeye devam edin. Belirtilen süre dolduysa, zil sesini bir alarm tonu verecek şekilde kontrol edin ve ardından (1). Yazılım iş akışı Şekil 5'te gösterilmektedir.
3.2 İletişim programı tasarımı
İletişim sürecinde, Bluetooth uzaktan kumanda terminali, çevresel parametre ayarlama noktalarını ve perdelerin eylemlerini kontrol etmek için kontrol komutları gönderir ve verir. Verilen kontrol komutları sıcaklık, nem ve ışık yoğunluğunun anahtar noktası değerlerinin ayarlanmasını, perdeyi açma ve kapama komutlarını [2] içerir. İletişim taraflarının iletişim protokolü aşağıda tanıtılacaktır.
Bluetooth uzaktan kumanda terminalinin ve sistem kontrol terminalinin veri iletimi ve alımı onaltılık gösterimi benimser, çerçeve başlangıcı AA'dır ve komut karakteri (01, 02) olup burada 01, verilen perde eylem komutunu temsil eder ve 02, çevresel ayarlama noktası değerinin ayarını temsil eder. Veriler 3 bayttan oluşur.Perde eylem komutu verildiğinde, verinin ilk baytı 01 ise perde kapama komutunu, 02 ise ışık perdesi komutunu, geri kalan iki baytlık veri çıkışı 00 varsayılan olarak; gönderme ortamında; Nokta komutu ayarlanırken, 1 ~ 3 bayt sırasıyla sıcaklık değerini, nem değerini ve ışık yoğunluğu değerini temsil eder. CRC sağlama toplamı altıncı bit ile temsil edilir. Kontrol terminali, örneğin Tablo 1'de gösterilen ortam ayar noktası komutunu alır.
4. Sonuç
Akıllı perde kontrol sistemi esas olarak tek çipli bir mikro bilgisayar tarafından kontrol edilir ve sahadaki perdelerin otomatik kontrolünü, manuel kontrolünü ve uzaktan kontrolünü gerçekleştirmek için kablosuz ve akıllı sensörler kullanır. Gerçek uygulama etkisinden, sistem esnek kontrol, güçlü uygulanabilirlik vb. Avantajlara sahiptir, ev yaşamındaki perdeler için otomatik kontrol gereksinimlerini karşılayabilir ve belirli promosyon değerine ve pazar uygulama olasılıklarına sahiptir.
Referanslar
1 Li Qiang, Tian Guodong DS18B20 J 'ye dayalı iç mekan akıllı sıcaklık kontrol sisteminin tasarımı Elektronik Tasarım Mühendisliği, 2012, 20 (3): 34-36.
2 He Kangxu, Zhang Jingjing Tek çipli mikrobilgisayar tabanlı akıllı perde kontrol sisteminin tasarımı ve uygulaması J Modern Bilgisayar (Profesyonel Baskı), 2012 (24): 75-78.
