智家居物联网
家居物联网信息采集检测系统设计
摘
现电子科技产业已初电力输送短距离线设备间通信逐步转变通互联网台实现远距离信息通讯互联网络信息发展逐渐成熟便利技术日常生活中达成实际应物联网产业开始萌芽物联网技术发展初期研究方解决型工业远距离工程中设备环境监控难题现物联网应已逐步推广智家居行业实现智家居前提需求进行监测针相关信息采集工作变重针性准确收集数实现续功前提文章目分析监测系统联网相关设计方面应情况实现监测技术现实生活中应文通智家居系统检测硬件进行选型涉硬件处理器进行程序设计进行仿真实验实现智家居监测系统研发
关 键 词： Z i g b e e 智 家 居 通 讯 技 术
ABSTRACT
Nowadays the electronic technology industry has gradually changed from the initial power transmission and communication between shortdistance wired equipment to the realization of longdistance information communication through the Internet platform The development of Internet information is gradually mature and then how to use this technology to achieve practical application in people＇s daily life According to this the Internet of things industry also began to sprout The main research direction of the early development of Internet of things technology is to solve the monitoring problems of equipment and environment in largescale industry or longdistance engineering Nowadays the application of Internet of things has been gradually extended to the smart home industry The premise of realizing these smart homes is to monitor their needs so the collection of relevant information becomes very important and the targeted and accurate data collection is the premise of realizing the followup functions The purpose of this paper is to analyze the application of monitoring system in networking and related design in order to realize the application of monitoring technology in real life In this paper through the selection of the detection hardware of smart home system the related hardware and processor programming and simulation experiments to achieve the development of smart home monitoring system
Key words ZigBee smart home communication technology
目 录
摘 I
Abstract II
第章 绪 1
11课题意义背景 1
12国外研究现状发展趋势 1
121国外研究现状 1
122 发展前景 2
第二章 相关技术介绍应 3
21 线网络技术介绍 3
22 温度传感器介绍 3
221热电阻型温度传感器 3
222热电偶型温度传感器 4
223石英晶体谐振式传感器 4
第三章 系统硬件选型硬件设计 5
31 市面常见硬件选型 5
311 DS18B20型温度传感器 5
312 DS1624型温度传感器 6
32 DS18B20型温度传感器基介绍 6
33 微型处理器选择 8
第四章 方案设计 9
43 电源电路设计 12
44温度检测系统设计 13
第五章 程序设计 14
51 开发软件 14
52 程序设计 14
53温度传感器程序设计 17
第六章 系统调试 24
第七章 结 25
第章 绪
11课题意义背景
着电子科学通讯传输技术断发展住宅信息需求断提高操作性提高通持续断技术发展住房纳入智系统采智住房技术住房台网络住房通信技术安全技术动控制技术声音视频传输技术更物联网技术断集成进系统效居住房家庭时间理系统中提高家庭安全性等舒适控
特网技术出现进入生活布局开始思考特网连接进行交流象间通信涉收集种重信息例声音讯息光信号温度动力学化学生物学等通网络访问种象实现象间通信必须感知技术户识识理程操作中象物联网种特网传统电信网络基础通信系统形物体连接起单独址形成相互关联网络
类型环境信息采集现代物联网络系统中特重实现实时查整部环境收集数便方数处理提供强数支持实现智控制物体功
12国外研究现状发展趋势
智住宅产业发展建立年建筑业断完善基础现代家庭生活需求渴断更新聪明聪明时代家保持变天生满传统家庭产业利时间精力扫运行房子提出智家庭概念1984年美国建筑协会实施智房屋概念该协会成立团体称智房屋实现技术纳入家庭设计想法智化建筑产业奠定坚实基础
121国外研究现状
国外智家居建设始1984年许国家相继开发符合身智住宅产品美国德国日新加坡等国家智家技术早已应现实生活中国智家居技术出现20世纪80年代三表抄表系统门系统视觉话系统系统现场网络连接分割产生建设费着线技术发展建设成低服务方便等优势出现线网络技术理家居变更加容易
122 发展前景制约
根P A R K S 统计：1995年美国套拥智化设备房子价值70009000美元间1995年发展初美国加尼福尼亚家庭现代家庭动化设备例033市场似需段时间真正开始推广估计五年里家庭动化市场年均增长率达8根P A R K S数家庭网络市场总价值达57亿美元2004年数额达15亿美元点出智家居市场国外错口碑良发展前景形势非常
实际应智领域出现般问题数集成处理关智家居实现终取决处理终端需开放端口控制制造商电气设备系统集成领域常见问题数收集分析技术问题外例算法问题者机密性 智家居终目标生活更轻松更美前景言喻然实现康社会目标越越会干涉实现更生活质量原始意图美丽科学技术发展避免现实规产生定影响
第二章 相关技术介绍应
21 线网络技术介绍
谓线网络质通远程电磁波信号传输机制空间中信息进行传送新型通讯方式分类分微波通信卫星通信两种智家居系统中采微波通信方式进行物品间数传输
现短距离信号传输微波传输分种传输技术例：蓝牙技术W IF I技术ZW A V E技术Z I G B E E等技术采线技术优点针性信号线缆敷设数进行传输家庭生活中降低需信息传递设备元器件间线连接降低信号线缆敷设成线线缆带杂乱章房间布置
针述技术智建筑家居行业中Z I G B E E技术进行设备设备间通信优点实现长时间续航Z I G B E E技术等时间设备耗仅技术千分次该技术工作频率频段进行免执通信根开发避免数碰撞机制Z I B G E E网络进行数传输时丢包掉线率降低
相Z I G B E E技术传输劣势应智家居中便忽略10m~75m传播距离正适家庭网络通信中智家居设备通信需进行容量文件传输仅仅满足首发指令需求100千特秒传输速率完全满足需
22 温度传感器介绍
温度传感器种够测量温度温度转换成输出信号传感器温度传感器温度测量仪器组成部分许类型核心组成部分会根分具测量方法分接触类型接触类型根传感器材料电子元件特性分两类：耐热电阻温度传感器热电偶温度传感器类型
221热电阻型温度传感器
热电阻温度传感器工作原理利种金属特性（热导冷）金属电阻温度非常敏感属介值范畴室环境温度发生变化时阻力值相应变化类型金属温度变化时阻力值发生变化
根电阻值变化特性电阻值直接作输出信号便实现温度信号传输
电阻说电阻值变化分两种形式：
（1） 电阻温度升高升高温度降低降低正温度系数型电阻
（2） 电阻温度降低升高温度升高降低负温度系数型电阻
现代热敏材质影响电阻温度传感器中更热敏电阻作传感元件载体数温度系数负温度系数热型热敏电阻负温度系数导致温度变化时电阻值变化
制成灵敏度高温度传感器热敏电阻线性度受生产工艺制约工艺技术制造出热敏电阻温度阻值线性变化曲线相热敏电阻制造电阻型温度传感器厂商法拟合出标准化热敏电阻线性变化曲线种甚温度传感器会存外部实际温度误差情况种情况误差允许接受误差
222热电偶型温度传感器
热电偶传感器温度测量应较种传感器特点宽温度范围温度测量种气环境进行测量造价便宜结实耐热电偶传感器原理热电偶测量端两根材质金属线进行连接连接热电偶受热时传感器中会形成电势差通测量种电势差值便推算出实际温差
热电偶回路中产生电压温度间关系非线性绘制温度电压曲线中需温度转换参考温度做第二次测量温度传感设备中集成软件硬件仪器部电压温度进行变换出热偶温度
223石英晶体谐振式传感器
石英晶体谐振式传感器种采具线性温度频率特性石英晶体切型直径约毫米凸面曲率半径约100毫米特性利压电效应固振动频率温度变化变化
种线性石英晶体频率传感器较适合外界热程流动速度高变化时间较长高精度温度测量场合
第三章 系统硬件选型硬件设计
31 市面常见硬件选型
进行次设计前需次项目设计温度传感器进行选择根市面传感器类结合文硬件介绍次设计适合智家居更加适合石英晶体谐振式传感器进行室温度测量
311 DS18B20型温度传感器
DS18B20处理器进行连接时仅需条串口线实现微处理器DS18B20双通信DS 18 B 20温度传播感应（单 片 微 型 机）处理器连接时需条串行线路确保微处理器DS 18 B 20间双联系测温范围55℃125℃温度区间中进行测量满足家庭环境中温度测量优势中需外围连线相连处理器中DS18B20进行数串口通信时需挂载外部元器件进行通信体较原实现智家居设备控制较范围里
图31 DS18B20型温度传感器
312 DS1624型温度传感器
DS1624型传感器优点相DS18B20型传感器拥更高温度传感精度新增关数存储系统测量温度值13位数字量进行双字节输出温度典型转换时间微秒数读写通I2C总线进行数传输工业范围造价成高DS18B20适环境适合家居种非精确控制环境
图32 DS1624型传感器
分析案采DS18B20型温度传感器进行设计
32 DS18B20型温度传感器基介绍
次选DS18B20型温度传感器进行设计
321 传感器结构
DS18B20温度传感器种通石英晶体压电震荡效应温度变化时产生相应电子信息数该数通封装传感器中R O M存储器进行数储存处理
图33 DS18B20传感器封装图
DS 18 B 20温度传感器存包括高速传感器中暂存器操作存储器电动擦存储器电擦R A M存储器包括温度触发器限限配置寄存器
存完全定义端口线通信功数字开始写进寄存器命令写寄存器然阅读命令确认数流命令复制寄存器数字转移电擦RAM果寄存器中存储数字信息发生变化程确保信息完整性
322 传感器特征
DS18B20温度传感器相传统温度传感器优点体积根实际体积限非极端测温条件进行工作保证整测温部件体积处低水满足居家生活测温空间需求
型号传感器实现单线数传输模式保证微型处理器接口限情况仅根输入输出接口传感器进行数通信减少处理器信号传输接口需求处理器完成更功
温度实际测量中根特性测低温度零55摄氏度高测温度零125摄氏度测温存1摄氏度固温差通程序调试进行度数修改根测温范围智家居温度检测功该温度传感器进行测温效满足日常家居生活中测温求
根单接口数传输模式传感器条总线进行连接连接实现点温度监测数传输接口提供量限量传感器联时条数总线元件进行量供
33 微型处理器选择
选择完针采集器选型需针监测器发送数进行相关数处理涉数处理部分需微型处理器进行续数位机信息交互需针微型处理器进行选型
331 AT89C51系列单片机
AT89C51芯片8位CMOS微处理器4K字节擦写闪存编程读存储器组成 种单芯片擦读存储器仅提供约1000次闪存刷新擦次数 基AT89c51单片机电源条件苛刻电源电压高48伏低53伏时工作 AT89C51微控制器芯片中包含门狗芯片必须连接外接监测电路否法保证芯片正常
市面AT89C52单片机C51系列单片机种型号质常见8位单片机数处理力51系列单片机处理效率没差仅相扩闪存读存储容量
332 PLC
型工业设备数处理需求极求变参数实现精确参数控制工厂涉工艺设备工艺流程独立程序控制监控器系统说实现厂程序求企业书笔成PLC便应运生PLC说质便已开发完成逻辑运行单片机系统编程部分两类型第种图形化编程语言第二种文化编程语言程序仅涉操作发生果关系编程语言简洁简单适合泛市面价格相较高成存定局限性
333 STM32系列单片机
S T M 3 2系列STM 32微处理器ST制造商开始研讨目创建专门Arm CortexM集成芯设计高性低成低功耗微处理器：
1 核心核工作频率达72Mhz ARM 32特CortexK3CPU
2 处理速度高市面绝部分单片机
3 存储器采单片机集成32512KB闪存（Flash）存储器664KB静态机存储器程序运行存储静态存储相市面单片机存储量更
4 低功耗特性STM32单片机优势市面家机采处理器数需相应冷设备芯片进行冷STM32单片机采ARM核特性低功耗设备成相应降低
根设备基信息次设计选S T M 32型单片机进行检测系统设计
第四章 方案设计
41总体方案设计
户
手机
控制器
STM32F103C8T6
图41 系统总体结构框图
ZigBee网络
CC2530模块
温度传感器DS18B20
电源模块
文分析元件选择次毕业设计选S T M 32单片机作温度传输数微处理器温度传感器模块选DS18B20石英晶体传感器进行室环境温度检测器
次设计流程通温度传感器采集温度数传输微处理器微处理器接收数进行处理利CC2530模块进行网络数传输位机
工作程中DS18B20型号温度传感器断采集环境实时温度通串口通信方式数送入控制器通设置温度限判正常异常情况发现异常时触发CC2530模块位机发送状态信息
42 微处理器方案设计
设计采控制器STM32F103C8T6控制器支持传统Thumb新型Thumb2指令译码器采作业方式三级流水线指令作业部采PLL技术高运行频率达72MHZ部资源较丰富置128K闪存达20K运行存集成路定时器12位AD转换器设置达9通信接口USB20接口配置8兆赫R C振荡器工厂配置前嵌
支持串行单线调试技术（SWD)JTAG接口技术支持睡眠停机机模式采ECOPACK封装方法进行封装
图42 控制器模块电路图
整电路核心包括控制器相关电路整系统资源进行读取计算处理传输级图31示电路图控制器模块相关电路中控制器型号STM32F103R8T6键S1复位键Y1晶振
设计晶振选8MHz源外部晶振选22PC11C13起振电筒整外部时钟电路控制器提供稳定8MHz时钟源外部设置PLL控制器72mhz工作频率操作激发电容22pf利激发图中Y2永久时钟电路BT1永久备电池机关闭时电池会动切换样永久数会丢失设计采控制器万年历硬件安装端口进行日常升级R18零欧电阻吸收杂散信号10uf电容C15滤低频噪声104电容C16滤高频噪声BOOT0BOOT1引脚通拉电阻器接控制器户闪存启动模式运行复位电路104容量C1010k电阻R11组成：充电容量充电STM32复位引脚高电充电完成复位端复位低电充电程STM32复位端形成降脉复位钮S1时电容器侧电压释放复位侧次进入高电释放C10电容器次充电复位次进入1低电MCU复位
43 电源电路设计
系统供电需电源模块实现整系统供电保证系统工作正常运行系统提供电源需两种电压：CC2530模块适配电压37V42VMCU工作电压33V 然系统直接采12 V电压输入电压控制芯片组成固定频率开关降低稳压电路提供42 V直流电压CC2530模块提供工作电压电路通调整R2电阻调节输出电压图43 电源原理图
机电源模块电路图38示
线性低电压差三端稳压器42V电压转换33V电压STM32控制器局部感测模块OLED显示模块等供电容量C5C6作滤低频电源纹波电容C7C8作滤高频噪声增加0欧电阻进步增强抗干扰力电源BT1备电池电源系统电阻R8二极D2构成电源指示电路
44温度检测系统设计
图44 温度传感器原理图
传感器电压范围3355V3引脚中包含电源串行总线接触点采单接口高电时间区分高电低电具较长传输距离非常适合现场监控温度湿度该电路原理图44示数字接口通拉电阻连接控制器引脚拉电阻信号线长度关：距离越放电流电阻越相反理
针温度传感器部分次设计采通数串口进行供电数传输容数串行口时设置拉电阻保证微处理器供电压符合传感器正常电压工作范围
图45 DS18B20原理图
第五章 程序设计
51 开发软件
次毕业设计采开发软件采美国keil软件公司研发keil MDK开发软件优点通嵌入式开发C语言环境汇编器进行整合适配相应单片机芯片说明中库程序降低开发者针微处理器身工作容仅需需处理器完成务进行程序编制开发台集成关单片机汇编软件程序调试完成程序进行汇编操作针机器汇编文件文件直接烧录微处理器中实现处理程序处理减少汇编语言需时间
优点KeilMDK生成目标代码非常效数汇编操作生成汇编代码非常紧凑易理解开发型软件时更加反映高级语言程序设计便捷
52 程序设计
进行程序设计前需整系统进行程序框图设计见图51图51 程序框图
启动系统初始化相应系统参数安装初始化输入输出端口初始化RTCADC初始化完成程序开始循环扫描：首先读取处理DS18B20传感器接收温度数 STM32控制器分析收集数逻辑确定温度否正常果检测偏差控制器置偏差标记中控制CC2530模块定期位安装计算机发出偏差警报时程序断访问CC2530模块准备接受适操作指令时进行解码程序指示STM32控制器根收集信息温度值实时传输位机
#include circular_bufferh
short parlour_tempture
u8 flag_tempture
u8 flag_key_pressed
int main(void)
{
delay_init()
uart_init(115200)
uart3_init(115200)
Scan_Key_Configuration()
while(DS18B20_Init()) {
printf(＼r＼nDS18B20 Init Error)
delay_ms(600)
}
printf(DS18B20 Init OK＼r＼n)
OSInit()
OSTaskCreate(start_task(void *)0(OS_STK *)&START_TASK_STK[START_STK_SIZE1]START_TASK_PRIO )
OSStart()
}
void start_task(void *pdata)
{
OS_CPU_SR cpu_sr 0
pdata pdata
OSStatInit()
OS_ENTER_CRITICAL()
OSTaskCreate(ds18b20_task(void *)0
(OS_STK*)&DS18B20_TASK_STK[DS18B20_STK_SIZE1]DS18B20_TASK_PRIO)
OSTaskCreate(uart3_task(void *)0
(OS_STK*)&UART3_TASK_STK[UART3_STK_SIZE1]UART3_TASK_PRIO)
OSTaskCreate(key_task(void *)0
(OS_STK*)&KEY_TASK_STK[KEY_STK_SIZE1]KEY_TASK_PRIO)
OSTaskSuspend(START_TASK_PRIO)
OS_EXIT_CRITICAL() }
void ds18b20_task(void *pdata)
{
while (1)
{
parlour_tempture DS18B20_Get_Temp()
printf(ds18b20温度d ＼n＼nparlour_tempture)
if ( (parlour_tempture > tempture_max) ||(parlour_tempture < tempture_min))
{
flag_tempture 1
}else
{
flag_tempture 0
}
delay_ms(1000)
}
}
void uart3_task(void *pdata)
{
send_led_status()
while (1)
{
temp_test()
delay_ms(1000)
}
}
void key_task(void *pdata)
{
u8 key
while(1)
{
key KEY_Scan(0)
if(key KVALUE1)
{
Beep_Tick()
BEEP BEEPOFF flag_auto_control 1
}
else if (key KVALUE2)
{
Beep_Tick()
flag_auto_control 0
}
else if (keyKVALUE3)
{
Beep_Tick()
}
else if(key KVALUE4)
{
Beep_Tick()
}
delay_ms(200)
}
}
53温度传感器程序设计
进行程序设计时需微处理器中针温度传感器需指令进行设计处理程序
#include ds18b20h
#include delayh
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_IO_OUT()
DS18B20_DQ_OUT0
delay_us(750)
DS18B20_DQ_OUT1
delay_us(15)
}
u8 DS18B20_Check(void)
{
u8 retry0
DS18B20_IO_IN()SET PA0 INPUT
while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
{
retry++
delay_us(1)
}
if(retry>200)return 1
else retry0
while (DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
{
retry++
delay_us(1)
}
if(retry > 240)return 1
return 0
}
u8 DS18B20_Read_Bit(void)
{
u8 data
DS18B20_IO_OUT()
DS18B20_DQ_OUT0
delay_us(2)
DS18B20_DQ_OUT1
DS18B20_IO_IN()
delay_us(12)
if(DS18B20_DQ_IN)data1
else data0
delay_us(50)
return data
}
u8 DS18B20_Read_Byte(void)
{
u8 ijdat
dat0
for (i1i<8i++)
{
jDS18B20_Read_Bit()
dat(j<<7)|(dat>>1)
}
return dat
}
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{
u8 j
u8 testb
DS18B20_IO_OUT()
for (j1j<8j++)
{
testbdat&0x01
datdat>>1
if (testb)
{
DS18B20_DQ_OUT0
delay_us(2)
DS18B20_DQ_OUT1
delay_us(60)
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT0
delay_us(60)
DS18B20_DQ_OUT1
delay_us(2)
}
}
}
void DS18B20_Start(void)
{
DS18B20_Rst()
DS18B20_Check()
DS18B20_Write_Byte(0xcc)
DS18B20_Write_Byte(0x44)
}
u8 DS18B20_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA ENABLE)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_4
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP
GPIO_InitStructureGPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_SetBits(GPIOAGPIO_Pin_0)
DS18B20_Rst()
return DS18B20_Check()
}
void DS18B20_IO_IN(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure
Configure pin as input
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_4
GPIO_InitStructureGPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IN_FLOATING GPIO_Init(GPIOA&GPIO_InitStructure)
}
void DS18B20_IO_OUT(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_4
GPIO_InitStructureGPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP GPIO_Init(GPIOA&GPIO_InitStructure)
}
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
float temp
u8 TLTH
short tem
DS18B20_Start ()
DS18B20_Rst()
DS18B20_Check()
DS18B20_Write_Byte(0xcc)
DS18B20_Write_Byte(0xbe)
TLDS18B20_Read_Byte()
THDS18B20_Read_Byte()
if(TH > 7)
{
TH~TH
TL~TL
temp0
}else temp1
tem TH
tem<<8
tem + TL
tem(float)tem*00625
if(temp)
return tem
else return tem
}
针DS18B20温度传感器程序设计中程序编制思想先DS18B20进行初始化首先数串口置高电传感器通延时函数进行延时控制拉回低电重复次实现传感器初始化保证测温准确性
数读写操作中然需程序进行编写方法数线先置低电0通延时函数进行延时确定延时时间15μs测电信号中低位高位序发送字节（次发送位）延时时间45μs数线拉高电重复操作直电信号全部发送完止数线拉高
DS18B20设置通信协议机（微处理器）必须通完成三步骤控制DS18B20完成温度转换：次读写前重置DS18B20成功重置发送ROM命令发送RAM命令DS18B20满足预定计划操作复位需CPU断开数线500毫秒然释放 DS18B20收信号等1660微秒然发送60240微秒低电脉CPU接收该信号指示复位成功
温度传感器置闪存读存储器约定相关代码指令实现读取控制详见表51表52
指 令
约定代码
功
读ROM
33H
请D S 1 8 2 0温度传感器读存储器中读取代码（64位址）
符合 ROM
55H
执行该指令发出64位电荷耦合器件代码访问单线码应D S 1 8 2 0准备次D S 1 8 2 0阅读录音
搜索 ROM
FOH
确定轮线DS1820数量确定64（R O M）位电荷耦合址准备设备工作
跳 ROM
CCH
忽略64位电荷耦合址直接发送DS1820温度转换指令适合（单片微型机）芯片
告警搜索命令
ECH
执行温度超设定值限限片子做出响应
表51 读存储器指令表
指 令
约定代码
功
温度变换
44H
开始D S 1 8 2 0温度转换长12位转换时间750毫微秒）9位值9375毫微秒结果存入部第01字节RAM中
读暂存器
BEH
连续读取部RAM中9字节容
写暂存器
4EH
部操作R A M存储器234字节限温度数命令紧该命令传送三字节数
备份设置
48H
RAM中第234字节字节容复制EEPROM中
恢复设置
B8H
EEPROM中容恢复RAM中第234字节
读供电方式
B4H
读DS1820供电模式寄生供电时DS1820发送 0 外接电源供电 DS1820发送 1
表52 闪存存储器指令表
第六章 系统调试
文完成基stm32控制器智家居监测系统章节整系统软硬件调试工作
系统调试程中发现问题程序反复修改调试终问题解决通实际测试次设计出基stm32控制器智家居监测系统效实现系统温度监测模块数传输显示
次设计通proteus8软件环境监测系统进行仿真模拟操作仿真前需proteus软件进行原理图绘制见图61
图61 proteus软件原理图
绘制关电路原理图程序通keil软件进行汇编相关HEX文件文件导入仿真软件中单片机实现设计仿真见图62
图62 proteus软件仿真结果
仿真成功电路原理图进行智家居设备监测系统进行搭建
第七章 结
该智家居系统采STM32F103VCT6单片机传统温度传感器相 设计具操作简单运行等特点检测室温度通片12 位 AD转换通道外部传感器进行连接获标准电压信号完成毕业设计程中通连续电路实验机交互电气控制单片机传感器检测等领域积累扎实理知识具连续实践验获专业知识理解品味未工作起知识储备开发毕业设计程中收获学专工具软件应时通学计算机编程极帮助学工作收获期间发现许缺陷许问题进步工作学中努力提高
1）文执行工作容
文完成基stm32控制器DS18B20温度传感器智家居系统研究设计完整原型设计实际生产开发系统满足务求
2）步需改进方
设计程中发现许问题务中需程序进行进步优化系统进行进步优化提高系统智性针系统响应进行控制优化设计性化设计改善机交互模式
参考文献
[1][美]Stephen Prata C Primer Plus（第五版）中文版 北京民邮电出版社200521
[2]郭天祥 新概念51单片机C语言教程 北京电子工业出版社200911
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[6] 林笑君．基 Cortex－M3 嵌入式 WEB 服务器监控系统设计实现[7]．太原：太原理工学2013．
[8] 王海民王宏志．ＳＴＭ３２ 太网控制系统［Ｊ］．长春工业 学学报（然科学版）２０１４３５（１）：６０－６５．
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智家居物联网
家居物联网信息采集检测系统设计
摘
现电子科技产业已初电力输送短距离线设备间通信逐步转变通互联网台实现远距离信息通讯互联网络信息发展逐渐成熟便利技术日常生活中达成实际应物联网产业开始萌芽物联网技术发展初期研究方解决型工业远距离工程中设备环境监控难题现物联网应已逐步推广智家居行业实现智家居前提需求进行监测针相关信息采集工作变重针性准确收集数实现续功前提文章目分析监测系统联网相关设计方面应情况实现监测技术现实生活中应文通智家居系统检测硬件进行选型涉硬件处理器进行程序设计进行仿真实验实现智家居监测系统研发
关 键 词： Z i g b e e 智 家 居 通 讯 技 术
ABSTRACT
Nowadays the electronic technology industry has gradually changed from the initial power transmission and communication between shortdistance wired equipment to the realization of longdistance information communication through the Internet platform The development of Internet information is gradually mature and then how to use this technology to achieve practical application in people＇s daily life According to this the Internet of things industry also began to sprout The main research direction of the early development of Internet of things technology is to solve the monitoring problems of equipment and environment in largescale industry or longdistance engineering Nowadays the application of Internet of things has been gradually extended to the smart home industry The premise of realizing these smart homes is to monitor their needs so the collection of relevant information becomes very important and the targeted and accurate data collection is the premise of realizing the followup functions The purpose of this paper is to analyze the application of monitoring system in networking and related design in order to realize the application of monitoring technology in real life In this paper through the selection of the detection hardware of smart home system the related hardware and processor programming and simulation experiments to achieve the development of smart home monitoring system
Key words ZigBee smart home communication technology
目 录
摘 I
Abstract II
第章 绪 1
11课题意义背景 1
12国外研究现状发展趋势 1
121国外研究现状 1
122 发展前景 2
第二章 相关技术介绍应 3
21 线网络技术介绍 3
22 温度传感器介绍 3
221热电阻型温度传感器 3
222热电偶型温度传感器 4
223石英晶体谐振式传感器 4
第三章 系统硬件选型硬件设计 5
31 市面常见硬件选型 5
311 DS18B20型温度传感器 5
312 DS1624型温度传感器 6
32 DS18B20型温度传感器基介绍 6
33 微型处理器选择 8
第四章 方案设计 9
43 电源电路设计 12
44温度检测系统设计 13
第五章 程序设计 14
51 开发软件 14
52 程序设计 14
53温度传感器程序设计 17
第六章 系统调试 24
第七章 结 25
第章 绪
11课题意义背景
着电子科学通讯传输技术断发展住宅信息需求断提高操作性提高通持续断技术发展住房纳入智系统采智住房技术住房台网络住房通信技术安全技术动控制技术声音视频传输技术更物联网技术断集成进系统效居住房家庭时间理系统中提高家庭安全性等舒适控
特网技术出现进入生活布局开始思考特网连接进行交流象间通信涉收集种重信息例声音讯息光信号温度动力学化学生物学等通网络访问种象实现象间通信必须感知技术户识识理程操作中象物联网种特网传统电信网络基础通信系统形物体连接起单独址形成相互关联网络
类型环境信息采集现代物联网络系统中特重实现实时查整部环境收集数便方数处理提供强数支持实现智控制物体功
12国外研究现状发展趋势
智住宅产业发展建立年建筑业断完善基础现代家庭生活需求渴断更新聪明聪明时代家保持变天生满传统家庭产业利时间精力扫运行房子提出智家庭概念1984年美国建筑协会实施智房屋概念该协会成立团体称智房屋实现技术纳入家庭设计想法智化建筑产业奠定坚实基础
121国外研究现状
国外智家居建设始1984年许国家相继开发符合身智住宅产品美国德国日新加坡等国家智家技术早已应现实生活中国智家居技术出现20世纪80年代三表抄表系统门系统视觉话系统系统现场网络连接分割产生建设费着线技术发展建设成低服务方便等优势出现线网络技术理家居变更加容易
122 发展前景制约
根P A R K S 统计：1995年美国套拥智化设备房子价值70009000美元间1995年发展初美国加尼福尼亚家庭现代家庭动化设备例033市场似需段时间真正开始推广估计五年里家庭动化市场年均增长率达8根P A R K S数家庭网络市场总价值达57亿美元2004年数额达15亿美元点出智家居市场国外错口碑良发展前景形势非常
实际应智领域出现般问题数集成处理关智家居实现终取决处理终端需开放端口控制制造商电气设备系统集成领域常见问题数收集分析技术问题外例算法问题者机密性 智家居终目标生活更轻松更美前景言喻然实现康社会目标越越会干涉实现更生活质量原始意图美丽科学技术发展避免现实规产生定影响
第二章 相关技术介绍应
21 线网络技术介绍
谓线网络质通远程电磁波信号传输机制空间中信息进行传送新型通讯方式分类分微波通信卫星通信两种智家居系统中采微波通信方式进行物品间数传输
现短距离信号传输微波传输分种传输技术例：蓝牙技术W IF I技术ZW A V E技术Z I G B E E等技术采线技术优点针性信号线缆敷设数进行传输家庭生活中降低需信息传递设备元器件间线连接降低信号线缆敷设成线线缆带杂乱章房间布置
针述技术智建筑家居行业中Z I G B E E技术进行设备设备间通信优点实现长时间续航Z I G B E E技术等时间设备耗仅技术千分次该技术工作频率频段进行免执通信根开发避免数碰撞机制Z I B G E E网络进行数传输时丢包掉线率降低
相Z I G B E E技术传输劣势应智家居中便忽略10m~75m传播距离正适家庭网络通信中智家居设备通信需进行容量文件传输仅仅满足首发指令需求100千特秒传输速率完全满足需
22 温度传感器介绍
温度传感器种够测量温度温度转换成输出信号传感器温度传感器温度测量仪器组成部分许类型核心组成部分会根分具测量方法分接触类型接触类型根传感器材料电子元件特性分两类：耐热电阻温度传感器热电偶温度传感器类型
221热电阻型温度传感器
热电阻温度传感器工作原理利种金属特性（热导冷）金属电阻温度非常敏感属介值范畴室环境温度发生变化时阻力值相应变化类型金属温度变化时阻力值发生变化
根电阻值变化特性电阻值直接作输出信号便实现温度信号传输
电阻说电阻值变化分两种形式：
（1） 电阻温度升高升高温度降低降低正温度系数型电阻
（2） 电阻温度降低升高温度升高降低负温度系数型电阻
现代热敏材质影响电阻温度传感器中更热敏电阻作传感元件载体数温度系数负温度系数热型热敏电阻负温度系数导致温度变化时电阻值变化
制成灵敏度高温度传感器热敏电阻线性度受生产工艺制约工艺技术制造出热敏电阻温度阻值线性变化曲线相热敏电阻制造电阻型温度传感器厂商法拟合出标准化热敏电阻线性变化曲线种甚温度传感器会存外部实际温度误差情况种情况误差允许接受误差
222热电偶型温度传感器
热电偶传感器温度测量应较种传感器特点宽温度范围温度测量种气环境进行测量造价便宜结实耐热电偶传感器原理热电偶测量端两根材质金属线进行连接连接热电偶受热时传感器中会形成电势差通测量种电势差值便推算出实际温差
热电偶回路中产生电压温度间关系非线性绘制温度电压曲线中需温度转换参考温度做第二次测量温度传感设备中集成软件硬件仪器部电压温度进行变换出热偶温度
223石英晶体谐振式传感器
石英晶体谐振式传感器种采具线性温度频率特性石英晶体切型直径约毫米凸面曲率半径约100毫米特性利压电效应固振动频率温度变化变化
种线性石英晶体频率传感器较适合外界热程流动速度高变化时间较长高精度温度测量场合
第三章 系统硬件选型硬件设计
31 市面常见硬件选型
进行次设计前需次项目设计温度传感器进行选择根市面传感器类结合文硬件介绍次设计适合智家居更加适合石英晶体谐振式传感器进行室温度测量
311 DS18B20型温度传感器
DS18B20处理器进行连接时仅需条串口线实现微处理器DS18B20双通信DS 18 B 20温度传播感应（单 片 微 型 机）处理器连接时需条串行线路确保微处理器DS 18 B 20间双联系测温范围55℃125℃温度区间中进行测量满足家庭环境中温度测量优势中需外围连线相连处理器中DS18B20进行数串口通信时需挂载外部元器件进行通信体较原实现智家居设备控制较范围里
图31 DS18B20型温度传感器
312 DS1624型温度传感器
DS1624型传感器优点相DS18B20型传感器拥更高温度传感精度新增关数存储系统测量温度值13位数字量进行双字节输出温度典型转换时间微秒数读写通I2C总线进行数传输工业范围造价成高DS18B20适环境适合家居种非精确控制环境
图32 DS1624型传感器
分析案采DS18B20型温度传感器进行设计
32 DS18B20型温度传感器基介绍
次选DS18B20型温度传感器进行设计
321 传感器结构
DS18B20温度传感器种通石英晶体压电震荡效应温度变化时产生相应电子信息数该数通封装传感器中R O M存储器进行数储存处理
图33 DS18B20传感器封装图
DS 18 B 20温度传感器存包括高速传感器中暂存器操作存储器电动擦存储器电擦R A M存储器包括温度触发器限限配置寄存器
存完全定义端口线通信功数字开始写进寄存器命令写寄存器然阅读命令确认数流命令复制寄存器数字转移电擦RAM果寄存器中存储数字信息发生变化程确保信息完整性
322 传感器特征
DS18B20温度传感器相传统温度传感器优点体积根实际体积限非极端测温条件进行工作保证整测温部件体积处低水满足居家生活测温空间需求
型号传感器实现单线数传输模式保证微型处理器接口限情况仅根输入输出接口传感器进行数通信减少处理器信号传输接口需求处理器完成更功
温度实际测量中根特性测低温度零55摄氏度高测温度零125摄氏度测温存1摄氏度固温差通程序调试进行度数修改根测温范围智家居温度检测功该温度传感器进行测温效满足日常家居生活中测温求
根单接口数传输模式传感器条总线进行连接连接实现点温度监测数传输接口提供量限量传感器联时条数总线元件进行量供
33 微型处理器选择
选择完针采集器选型需针监测器发送数进行相关数处理涉数处理部分需微型处理器进行续数位机信息交互需针微型处理器进行选型
331 AT89C51系列单片机
AT89C51芯片8位CMOS微处理器4K字节擦写闪存编程读存储器组成 种单芯片擦读存储器仅提供约1000次闪存刷新擦次数 基AT89c51单片机电源条件苛刻电源电压高48伏低53伏时工作 AT89C51微控制器芯片中包含门狗芯片必须连接外接监测电路否法保证芯片正常
市面AT89C52单片机C51系列单片机种型号质常见8位单片机数处理力51系列单片机处理效率没差仅相扩闪存读存储容量
332 PLC
型工业设备数处理需求极求变参数实现精确参数控制工厂涉工艺设备工艺流程独立程序控制监控器系统说实现厂程序求企业书笔成PLC便应运生PLC说质便已开发完成逻辑运行单片机系统编程部分两类型第种图形化编程语言第二种文化编程语言程序仅涉操作发生果关系编程语言简洁简单适合泛市面价格相较高成存定局限性
333 STM32系列单片机
S T M 3 2系列STM 32微处理器ST制造商开始研讨目创建专门Arm CortexM集成芯设计高性低成低功耗微处理器：
1 核心核工作频率达72Mhz ARM 32特CortexK3CPU
2 处理速度高市面绝部分单片机
3 存储器采单片机集成32512KB闪存（Flash）存储器664KB静态机存储器程序运行存储静态存储相市面单片机存储量更
4 低功耗特性STM32单片机优势市面家机采处理器数需相应冷设备芯片进行冷STM32单片机采ARM核特性低功耗设备成相应降低
根设备基信息次设计选S T M 32型单片机进行检测系统设计
第四章 方案设计
41总体方案设计
户
手机
控制器
STM32F103C8T6
图41 系统总体结构框图
ZigBee网络
CC2530模块
温度传感器DS18B20
电源模块
文分析元件选择次毕业设计选S T M 32单片机作温度传输数微处理器温度传感器模块选DS18B20石英晶体传感器进行室环境温度检测器
次设计流程通温度传感器采集温度数传输微处理器微处理器接收数进行处理利CC2530模块进行网络数传输位机
工作程中DS18B20型号温度传感器断采集环境实时温度通串口通信方式数送入控制器通设置温度限判正常异常情况发现异常时触发CC2530模块位机发送状态信息
42 微处理器方案设计
设计采控制器STM32F103C8T6控制器支持传统Thumb新型Thumb2指令译码器采作业方式三级流水线指令作业部采PLL技术高运行频率达72MHZ部资源较丰富置128K闪存达20K运行存集成路定时器12位AD转换器设置达9通信接口USB20接口配置8兆赫R C振荡器工厂配置前嵌
支持串行单线调试技术（SWD)JTAG接口技术支持睡眠停机机模式采ECOPACK封装方法进行封装
图42 控制器模块电路图
整电路核心包括控制器相关电路整系统资源进行读取计算处理传输级图31示电路图控制器模块相关电路中控制器型号STM32F103R8T6键S1复位键Y1晶振
设计晶振选8MHz源外部晶振选22PC11C13起振电筒整外部时钟电路控制器提供稳定8MHz时钟源外部设置PLL控制器72mhz工作频率操作激发电容22pf利激发图中Y2永久时钟电路BT1永久备电池机关闭时电池会动切换样永久数会丢失设计采控制器万年历硬件安装端口进行日常升级R18零欧电阻吸收杂散信号10uf电容C15滤低频噪声104电容C16滤高频噪声BOOT0BOOT1引脚通拉电阻器接控制器户闪存启动模式运行复位电路104容量C1010k电阻R11组成：充电容量充电STM32复位引脚高电充电完成复位端复位低电充电程STM32复位端形成降脉复位钮S1时电容器侧电压释放复位侧次进入高电释放C10电容器次充电复位次进入1低电MCU复位
43 电源电路设计
系统供电需电源模块实现整系统供电保证系统工作正常运行系统提供电源需两种电压：CC2530模块适配电压37V42VMCU工作电压33V 然系统直接采12 V电压输入电压控制芯片组成固定频率开关降低稳压电路提供42 V直流电压CC2530模块提供工作电压电路通调整R2电阻调节输出电压图43 电源原理图
机电源模块电路图38示
线性低电压差三端稳压器42V电压转换33V电压STM32控制器局部感测模块OLED显示模块等供电容量C5C6作滤低频电源纹波电容C7C8作滤高频噪声增加0欧电阻进步增强抗干扰力电源BT1备电池电源系统电阻R8二极D2构成电源指示电路
44温度检测系统设计
图44 温度传感器原理图
传感器电压范围3355V3引脚中包含电源串行总线接触点采单接口高电时间区分高电低电具较长传输距离非常适合现场监控温度湿度该电路原理图44示数字接口通拉电阻连接控制器引脚拉电阻信号线长度关：距离越放电流电阻越相反理
针温度传感器部分次设计采通数串口进行供电数传输容数串行口时设置拉电阻保证微处理器供电压符合传感器正常电压工作范围
图45 DS18B20原理图
第五章 程序设计
51 开发软件
次毕业设计采开发软件采美国keil软件公司研发keil MDK开发软件优点通嵌入式开发C语言环境汇编器进行整合适配相应单片机芯片说明中库程序降低开发者针微处理器身工作容仅需需处理器完成务进行程序编制开发台集成关单片机汇编软件程序调试完成程序进行汇编操作针机器汇编文件文件直接烧录微处理器中实现处理程序处理减少汇编语言需时间
优点KeilMDK生成目标代码非常效数汇编操作生成汇编代码非常紧凑易理解开发型软件时更加反映高级语言程序设计便捷
52 程序设计
进行程序设计前需整系统进行程序框图设计见图51图51 程序框图
启动系统初始化相应系统参数安装初始化输入输出端口初始化RTCADC初始化完成程序开始循环扫描：首先读取处理DS18B20传感器接收温度数 STM32控制器分析收集数逻辑确定温度否正常果检测偏差控制器置偏差标记中控制CC2530模块定期位安装计算机发出偏差警报时程序断访问CC2530模块准备接受适操作指令时进行解码程序指示STM32控制器根收集信息温度值实时传输位机
#include circular_bufferh
short parlour_tempture
u8 flag_tempture
u8 flag_key_pressed
int main(void)
{
delay_init()
uart_init(115200)
uart3_init(115200)
Scan_Key_Configuration()
while(DS18B20_Init()) {
printf(＼r＼nDS18B20 Init Error)
delay_ms(600)
}
printf(DS18B20 Init OK＼r＼n)
OSInit()
OSTaskCreate(start_task(void *)0(OS_STK *)&START_TASK_STK[START_STK_SIZE1]START_TASK_PRIO )
OSStart()
}
void start_task(void *pdata)
{
OS_CPU_SR cpu_sr 0
pdata pdata
OSStatInit()
OS_ENTER_CRITICAL()
OSTaskCreate(ds18b20_task(void *)0
(OS_STK*)&DS18B20_TASK_STK[DS18B20_STK_SIZE1]DS18B20_TASK_PRIO)
OSTaskCreate(uart3_task(void *)0
(OS_STK*)&UART3_TASK_STK[UART3_STK_SIZE1]UART3_TASK_PRIO)
OSTaskCreate(key_task(void *)0
(OS_STK*)&KEY_TASK_STK[KEY_STK_SIZE1]KEY_TASK_PRIO)
OSTaskSuspend(START_TASK_PRIO)
OS_EXIT_CRITICAL() }
void ds18b20_task(void *pdata)
{
while (1)
{
parlour_tempture DS18B20_Get_Temp()
printf(ds18b20温度d ＼n＼nparlour_tempture)
if ( (parlour_tempture > tempture_max) ||(parlour_tempture < tempture_min))
{
flag_tempture 1
}else
{
flag_tempture 0
}
delay_ms(1000)
}
}
void uart3_task(void *pdata)
{
send_led_status()
while (1)
{
temp_test()
delay_ms(1000)
}
}
void key_task(void *pdata)
{
u8 key
while(1)
{
key KEY_Scan(0)
if(key KVALUE1)
{
Beep_Tick()
BEEP BEEPOFF flag_auto_control 1
}
else if (key KVALUE2)
{
Beep_Tick()
flag_auto_control 0
}
else if (keyKVALUE3)
{
Beep_Tick()
}
else if(key KVALUE4)
{
Beep_Tick()
}
delay_ms(200)
}
}
53温度传感器程序设计
进行程序设计时需微处理器中针温度传感器需指令进行设计处理程序
#include ds18b20h
#include delayh
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_IO_OUT()
DS18B20_DQ_OUT0
delay_us(750)
DS18B20_DQ_OUT1
delay_us(15)
}
u8 DS18B20_Check(void)
{
u8 retry0
DS18B20_IO_IN()SET PA0 INPUT
while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
{
retry++
delay_us(1)
}
if(retry>200)return 1
else retry0
while (DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
{
retry++
delay_us(1)
}
if(retry > 240)return 1
return 0
}
u8 DS18B20_Read_Bit(void)
{
u8 data
DS18B20_IO_OUT()
DS18B20_DQ_OUT0
delay_us(2)
DS18B20_DQ_OUT1
DS18B20_IO_IN()
delay_us(12)
if(DS18B20_DQ_IN)data1
else data0
delay_us(50)
return data
}
u8 DS18B20_Read_Byte(void)
{
u8 ijdat
dat0
for (i1i<8i++)
{
jDS18B20_Read_Bit()
dat(j<<7)|(dat>>1)
}
return dat
}
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{
u8 j
u8 testb
DS18B20_IO_OUT()
for (j1j<8j++)
{
testbdat&0x01
datdat>>1
if (testb)
{
DS18B20_DQ_OUT0
delay_us(2)
DS18B20_DQ_OUT1
delay_us(60)
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT0
delay_us(60)
DS18B20_DQ_OUT1
delay_us(2)
}
}
}
void DS18B20_Start(void)
{
DS18B20_Rst()
DS18B20_Check()
DS18B20_Write_Byte(0xcc)
DS18B20_Write_Byte(0x44)
}
u8 DS18B20_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA ENABLE)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_4
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP
GPIO_InitStructureGPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_SetBits(GPIOAGPIO_Pin_0)
DS18B20_Rst()
return DS18B20_Check()
}
void DS18B20_IO_IN(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure
Configure pin as input
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_4
GPIO_InitStructureGPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IN_FLOATING GPIO_Init(GPIOA&GPIO_InitStructure)
}
void DS18B20_IO_OUT(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_4
GPIO_InitStructureGPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP GPIO_Init(GPIOA&GPIO_InitStructure)
}
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
float temp
u8 TLTH
short tem
DS18B20_Start ()
DS18B20_Rst()
DS18B20_Check()
DS18B20_Write_Byte(0xcc)
DS18B20_Write_Byte(0xbe)
TLDS18B20_Read_Byte()
THDS18B20_Read_Byte()
if(TH > 7)
{
TH~TH
TL~TL
temp0
}else temp1
tem TH
tem<<8
tem + TL
tem(float)tem*00625
if(temp)
return tem
else return tem
}
针DS18B20温度传感器程序设计中程序编制思想先DS18B20进行初始化首先数串口置高电传感器通延时函数进行延时控制拉回低电重复次实现传感器初始化保证测温准确性
数读写操作中然需程序进行编写方法数线先置低电0通延时函数进行延时确定延时时间15μs测电信号中低位高位序发送字节（次发送位）延时时间45μs数线拉高电重复操作直电信号全部发送完止数线拉高
DS18B20设置通信协议机（微处理器）必须通完成三步骤控制DS18B20完成温度转换：次读写前重置DS18B20成功重置发送ROM命令发送RAM命令DS18B20满足预定计划操作复位需CPU断开数线500毫秒然释放 DS18B20收信号等1660微秒然发送60240微秒低电脉CPU接收该信号指示复位成功
温度传感器置闪存读存储器约定相关代码指令实现读取控制详见表51表52
指 令
约定代码
功
读ROM
33H
请D S 1 8 2 0温度传感器读存储器中读取代码（64位址）
符合 ROM
55H
执行该指令发出64位电荷耦合器件代码访问单线码应D S 1 8 2 0准备次D S 1 8 2 0阅读录音
搜索 ROM
FOH
确定轮线DS1820数量确定64（R O M）位电荷耦合址准备设备工作
跳 ROM
CCH
忽略64位电荷耦合址直接发送DS1820温度转换指令适合（单片微型机）芯片
告警搜索命令
ECH
执行温度超设定值限限片子做出响应
表51 读存储器指令表
指 令
约定代码
功
温度变换
44H
开始D S 1 8 2 0温度转换长12位转换时间750毫微秒）9位值9375毫微秒结果存入部第01字节RAM中
读暂存器
BEH
连续读取部RAM中9字节容
写暂存器
4EH
部操作R A M存储器234字节限温度数命令紧该命令传送三字节数
备份设置
48H
RAM中第234字节字节容复制EEPROM中
恢复设置
B8H
EEPROM中容恢复RAM中第234字节
读供电方式
B4H
读DS1820供电模式寄生供电时DS1820发送 0 外接电源供电 DS1820发送 1
表52 闪存存储器指令表
第六章 系统调试
文完成基stm32控制器智家居监测系统章节整系统软硬件调试工作
系统调试程中发现问题程序反复修改调试终问题解决通实际测试次设计出基stm32控制器智家居监测系统效实现系统温度监测模块数传输显示
次设计通proteus8软件环境监测系统进行仿真模拟操作仿真前需proteus软件进行原理图绘制见图61
图61 proteus软件原理图
绘制关电路原理图程序通keil软件进行汇编相关HEX文件文件导入仿真软件中单片机实现设计仿真见图62
图62 proteus软件仿真结果
仿真成功电路原理图进行智家居设备监测系统进行搭建
第七章 结
该智家居系统采STM32F103VCT6单片机传统温度传感器相 设计具操作简单运行等特点检测室温度通片12 位 AD转换通道外部传感器进行连接获标准电压信号完成毕业设计程中通连续电路实验机交互电气控制单片机传感器检测等领域积累扎实理知识具连续实践验获专业知识理解品味未工作起知识储备开发毕业设计程中收获学专工具软件应时通学计算机编程极帮助学工作收获期间发现许缺陷许问题进步工作学中努力提高
1）文执行工作容
文完成基stm32控制器DS18B20温度传感器智家居系统研究设计完整原型设计实际生产开发系统满足务求
2）步需改进方
设计程中发现许问题务中需程序进行进步优化系统进行进步优化提高系统智性针系统响应进行控制优化设计性化设计改善机交互模式
参考文献
[1][美]Stephen Prata C Primer Plus（第五版）中文版 北京民邮电出版社200521
[2]郭天祥 新概念51单片机C语言教程 北京电子工业出版社200911
[3]严蔚敏 数结构(C语言版) 北京民邮电出版社 201121
[4] 张毅刚彭喜元单片机原理应设计电力工业出版社20084
[5] 先锋工作室单片机程序设计实例清华学出版社2002
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