基于单片机的远程控制1.doc

基于单片机的远程控制 作　者： 刘嘉 合作者： 高光杰 张志杰 张博晨 指导教师：吴晶晶 摘要：近年来由于电子信息科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高，人们对居住环境方便快捷的要求越来越高，系统应运而生。现代电子技术、通讯技术及自动化技术，通过对的自动控制和管理，为用户提供安全舒适、高效便利的生活环境 本系框图如图1所示，该产品主要是由单片机89S52来实现控制的，其结构主要由按键控制、服务器、电平变换电路、液晶显示电路、电源控制电路组成。其各主要部分的功能如下：①按键控制：按下S1键可以选择相应的功能状态，S2、S3为菜单设置按键，可以对灯光场景等参数进行设置；②服务器：用另一台电脑通过网络远程访问服务器以实现远程控制服务器。③电平变换电路：由于单片机的输入、输出电平为TTL电平，与服务器（PC机）RS-232标准串行接口的电气规范不一致，因此要实现单片机与PC机之间的数据通信，必须进行电平转换。④液晶显示电路：采用12864液晶实时的将系统的工作状态与数据直观的显示出来。⑤电源控制电路：通过单片机控制电源电路从而达到控制灯具的明暗。 3.3原理电路设计及设计说明 图2智能家居照明系统原理图 整个系统的原理图如图2所示，具体各模块的电路图及功能说明如下： 3.2.1 按键控制电路：本设计采用键盘对整个系统进行设置，以达到智能控制的目的。在单片机中的键盘分为两种:一种是独立式,另一种是行列式[3]。由于本设计只需要进行简单的参数修改，为了节省单片机I/O资源所以本系统采用独立式的键盘，当有按键按下时电路原有的高电平转变成低电平单片机检测到这一变化并执行相应的程序，电路有3个按键，一个用来进行上翻，一个用来进行下查，另一个用来进行选择，按键将外围硬件与单片机相连接已达到利用外围硬件控制电路的目的，按下S1键可以选择相应的功能状态，S2、S3为菜单设置按键，可以对系统功能进行设置。电路如图3所示。 图3按键控制 3.2.2电平变换电路：大多数PC机都有一个串行通讯端口RS-232，用于两台计算机间进行串行通讯。RS - 232通讯接口是一种标准化的串行接口，是为远程通讯连接终端设备与数据通讯设备定义的物理接口。RS-232采用非平衡连接(又称为单端线路)，在这个线路中，信号电压加到一条导线上，所有的信号电压都使用一个公共的接地线。为了提高抗干扰能力和增加传送距离，RS-232的每个脚线的信号和电平规定采用负逻辑电平，DC(-15～-5V)规定为逻辑“1”,DC(+ 5～+15V)规定为逻辑“0”, DC(-5～+5V)规定为过渡区。由于单片机的输入、输出电平为TTL电平，与 PC机RS-232标准串行接口的电气规范不一致，因此要实现单片机与PC机之间的数据通读，必须进行电平转换。一般常用的电平转换器件有MC1488、MC1489及MAX232等，但MC1488、MC1489需要±12V电源，这对于不具备±12V电源的单片机系统是非常不便的。故使用MAX232实现电平转换[4]。电路如图4所示。 图4电平转换电路 3.2.3液晶显示电路：在单片机显示电路中最为常用的是数码管显示和液晶显示，因为数码显示的信息量比较单一而且还需外加相应的驱动电路这样就会加大电路设计与系统编程的不便，为了能更便捷更好的将数据实时的显示出来本设计采用12864点阵液晶显示[5]。 这样就能直观的了解到当前系统的工作状态和环境温度，为了节约单片机的管脚数量，本设计采用串行数据输入，使用12684点阵液晶显示，将单片机中输出的信号即系统状态和当前温度显示出来。显示电路原理图如图5所示。 图5液晶显示电路 3.2.4电源控制电路：本设计所控制的核心器件就是灯具，由于照明灯具采用交流220V供电，单片机所发出的控制信号只有几毫安，无法控制大电流高电压的设备[6]，所以在本设计中只能采用直流与交流分别控制的方法故采用光耦与可控硅来实现控制，由于可控硅的触发电平很小单片机所发出信号经光耦完全能控制可控硅，当可控硅接到控制信号并导通灯具接通电源并点亮，因为可光耦很好的将直流与交流隔离开两种电源不会相互影响。电路原理图如图6所示。 图6电源控制电路 4.系统软件设计 本系统单片机部分是用Keil软件进行编写的，系统软件设计流程图如图7所示。 图7系统软件设计流程图 5．软件操作步骤 5.1 操作界面设计 为了能更好的通过互联网实现远程控制与数据的采集本系统用Visual Basic2005编写了服务端程序和客户端程序，将照明系统用串口数据线与服务器连接并接通电源，在分别将这两个应用程序安装到服务器和电脑上，安装成功后出现的界面如图8、图9所示。通过设定服务端的监听端口号及通信端口以及本机的IP，即可通过客户端对服务端进行远程连接。 图8 服务端操作