精品資料（2021-2022年收藏的）畢業(yè)設(shè)計論文基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計

1、摘要智能家居作為家庭信息化的實現(xiàn)方式，已經(jīng)成為社會信息化發(fā)展的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)因其巨大的應(yīng)用前景，將是智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中一個比較現(xiàn)實的突破口，對智能家居的產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義。本文基于容易實現(xiàn)，方便操作，貼近使用的設(shè)計理念，采用STC89C52單片機(jī)為控制核心，為控制終端，并采用包括紅外遙控、按鍵、Web界面等在內(nèi)的多個控制源來控制家用電器。本文的二至四章描述了整個設(shè)計的軟、硬件部分的具體實現(xiàn)，第五章是根據(jù)設(shè)計好的功能搭建了一個具體的環(huán)境實例。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、單片機(jī)、STC89C52、多源控制AbstractSmart Home as the implement mode o

2、f Family Information has become an important part of the social information development .The networking because of its huge prospect to develop .It will be a real way during the Smart Homes development .Networking means a lot to the Smart Home .This article base on the design concept of trying to us

3、e easiest way to deliver handle and closing to use .We take the STC89C52 as the control core of the design .The relay as the control terminal mean .While we also use the trared remote control key webpage etc to control the home appliances . Two to four chapters of this paper describes the design of

4、software and hardware to achieve the specific. Chapter V is based on features designed to build a specific environment instance.Key word: Networking、Intelligent、Home、Microcontroller、STC89C52、 multi-source control目錄摘要.1Abstract.2第1章 背景41.1智能家居的概念41.2物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)41.3智能家居控制系統(tǒng)功能5第2章 總體設(shè)計62.1整體介紹62.2系統(tǒng)設(shè)計方案62.3

5、功能設(shè)計：72.3.1 多源控制72.3.2 室溫控制72.3.3 燈光控制72.3.4 光線控制72.3.5 模式控制8第3章 硬件設(shè)計93.1 最小系統(tǒng)模塊93.2 串口模塊93.3 紅外接收模塊103.4 傳感器模塊103.5 LCD模塊113.6 鍵盤模塊123.7 繼電器模塊123.8 AD模塊133.9 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊14第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計164.1 STC89c52開發(fā)工具介紹164.1.1 keil uVision2新建項目與編輯164.1.2 keil uVision2編譯與調(diào)試運(yùn)行184.1.3 程序燒寫194.2 單片機(jī)總控制流程圖204.3 鍵盤與紅外遙控鍵位功能2

6、14.4 Web軟件開發(fā)工具簡要介紹214.4.1 Eclipse214.4.2 tomcat224.5 Web端網(wǎng)頁界面設(shè)計22第5章 環(huán)境實例搭建255.1 實例環(huán)境選擇255.2實例環(huán)境布置255.2.1 所控電器255.2.2 布線255.2.3 控制模式265.2.4 遠(yuǎn)程控制27第6章 總結(jié)28謝辭.29參考文獻(xiàn)30附錄：單片機(jī)控制程序31第1章 背景1.1智能家居的概念 智能家居（Smart Home）是以家為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、自動化，智能化于一體的高效、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。家居智能化技術(shù)起源于美國，最具代表性的是X-10技術(shù)，通過X-10通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個設(shè)備便可

7、實現(xiàn)資源的共享。因其布線簡單、功能靈活，擴(kuò)展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。至今，X-10技術(shù)產(chǎn)品的銷售已超過兩億個，僅在美國一個國家，便有超過600萬個家庭在使用。自動化的智能家居不再是一幢被動的建筑，相反，成了幫助主人盡量利用時間的工具，使家庭更為舒適、安全、高效和節(jié)能。智能家居是現(xiàn)代社會最熱門的話題之一，它的目標(biāo)是通過網(wǎng)絡(luò)等信息通信技術(shù)手段實現(xiàn)對家居電器等的智能控制，使其能夠按照人們的設(shè)定工作運(yùn)行，而不論距離的遠(yuǎn)近。智能化與遠(yuǎn)程控制是智能家居的兩大特點(diǎn)。目前，已經(jīng)有越來越多的機(jī)構(gòu)和個人開始了對智能家居的研究 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電（空調(diào)，

8、熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、窗簾自控、防盜報警、電話遠(yuǎn)程控制、可編程定時控制及計算機(jī)控制等多種功能和手段，使生活更加舒適、便利和安全。 1.2物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)是在計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品(商品)能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實質(zhì)是利用射頻自動識別(RFID)技術(shù)，通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品(商品)的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。 物聯(lián)網(wǎng)概念的問世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開，一方面是機(jī)場、公路、建筑物，另一方面是數(shù)

9、據(jù)中心，個人電腦、寬帶等。而在物聯(lián)網(wǎng)時代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球。故也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)均是智慧地球的有機(jī)構(gòu)成部分。 物聯(lián)網(wǎng)把我們的生活擬人化了，萬物成了人的同類。在這個物物相聯(lián)的世界中，物品能彼此“交流”，無需人的干預(yù)?？梢哉f，這是一個智能化的世界。智能家居是物聯(lián)網(wǎng)最生活化的應(yīng)用之一：窗簾可以自動感知光線而關(guān)閉;空調(diào)更“聽話”了，天熱它會把溫度調(diào)低，太潮就會自動抽濕燈也知道節(jié)能了，房間里沒人會自動滅掉。如此等等，不一而足。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用竟已經(jīng)很廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)

10、境監(jiān)測等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)繁多的應(yīng)用，造就了一個龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，從互聯(lián)網(wǎng)、電腦、手機(jī)、天線等IT通訊領(lǐng)域，到智能卡、芯片、傳感器、紅外線產(chǎn)品等工業(yè)領(lǐng)域，再到冰箱、電視機(jī)等制造領(lǐng)域，環(huán)環(huán)相扣，商機(jī)巨大。美國獨(dú)立市場研究機(jī)構(gòu)FORESTER預(yù)測，到2020年全球“物物互聯(lián)”業(yè)務(wù)(即物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù))，與“人與人通信”業(yè)務(wù)(即互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù))之比將達(dá)到301。專家預(yù)計，中國物聯(lián)網(wǎng)整體產(chǎn)業(yè)在2015年將超過一萬億元規(guī)模，2050年傳感器在生活中將無處不在。可以想見，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段，家中的電器可以和外網(wǎng)連接起來，通過傳感器傳達(dá)電器的信號。廠家在廠里就可以知道你家中電器的使用情況，也許在我們之前就知道家中電器的故障。

11、某一天突然有維修工上門告訴家中空調(diào)有問題，我們還驚異地不相信。1.3智能家居控制系統(tǒng)功能智能家庭控制系統(tǒng)的主要功能包括家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范二個方面。其中家庭設(shè)備自動監(jiān)控包括電器設(shè)備的集中、遙控、遠(yuǎn)距離異地(通過電話或Internet)的監(jiān)視、控制及數(shù)據(jù)采集。(1)家用電器的監(jiān)視和控制，按照預(yù)先所設(shè)定程序的要求對熱水器、微波爐、視像音響等家用電器進(jìn)行監(jiān)視和控制。(2) 熱能表、燃?xì)獗?、水表、電度表的?shù)據(jù)采集、計量和傳送根據(jù)小區(qū)物業(yè)管理的要求所設(shè)置數(shù)據(jù)采集程序，通過傳感器對熱能表、燃?xì)獗?、水表、電度表的用量進(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集、計量，并將采集結(jié)果遠(yuǎn)程傳送給小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)。(3)空調(diào)機(jī)的監(jiān)視

12、、調(diào)節(jié)和控制，按照預(yù)先所設(shè)定的程序，根據(jù)時間、溫度、濕度等參數(shù)對空調(diào)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制。(4)照明設(shè)備的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制按照預(yù)先設(shè)定的時間程序，分別對各個房間照明設(shè)備的開、關(guān)進(jìn)行控制，并可自動調(diào)節(jié)各個房間的照度。(5)窗簾的控制，按照預(yù)先設(shè)定的時間程序，對窗簾的開啟/關(guān)閉進(jìn)行控制。44第2章 總體設(shè)計2.1 整體介紹本次設(shè)計以STC89C52芯片為控制核心，溫度，濕度等傳感器為環(huán)境信息采集源，以Web控制為輔助，來制作一個物聯(lián)網(wǎng)空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)。在原有的機(jī)械式按鍵開關(guān)的基礎(chǔ)上，采用無線遙控器與Web網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制，來控制空調(diào)機(jī)組（如風(fēng)機(jī)，加濕器，風(fēng)閥等），實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離，多角度對空調(diào)機(jī)組進(jìn)行實時控

13、制。此外在本次設(shè)計中，采用多種傳感器想結(jié)合，智能根據(jù)各傳感器采集的數(shù)值進(jìn)行自動化控制，如自動開關(guān)風(fēng)機(jī)，智能調(diào)節(jié)冷凍水量，自動調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度等。并能夠?qū)崿F(xiàn)故障診斷，提供報警，數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)查詢并Excel表輸出。2.2系統(tǒng)設(shè)計方案根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)提供了包括了核心控制模塊，Web服務(wù)器，Web HTML模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，繼電器模塊，按鍵模塊，報警模塊，等等。系統(tǒng)的整體框圖如圖1所示。 網(wǎng)頁服務(wù)器（串口轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)）核心控制設(shè)備（以STC8052為核心）數(shù)據(jù)庫信息設(shè)備狀態(tài)信息傳感器（溫度，濕度）LCD顯示模式，溫度，濕度信息繼電器風(fēng)機(jī)水閥開度新風(fēng)開度加濕器回風(fēng)開度用戶輸入信息用戶控制信息環(huán)境信息

14、按鍵系統(tǒng)整體框圖 12.3 功能設(shè)計： 2.3.1 多源控制為了適應(yīng)人們高質(zhì)量，便捷的生活需求，本系統(tǒng)采用多源控制，即按鍵控制，Web網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制，系統(tǒng)自動控制，這三種控制相結(jié)合。其中Web網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制，是指在離開服務(wù)器以后，通過互聯(lián)網(wǎng)登陸運(yùn)行在特定服務(wù)器上的網(wǎng)站，然后去查看，管理當(dāng)前空調(diào)的運(yùn)行，只需第幾網(wǎng)頁上相應(yīng)的按鈕，就可以輕松的打開，關(guān)閉，控制家中的空調(diào)機(jī)組，已達(dá)到遠(yuǎn)程控制的功能。系統(tǒng)自動控制是指系統(tǒng)的核心部分可以根據(jù)外部傳感器所采集的環(huán)境信息（如溫度，濕度等）與用戶設(shè)定的可以使人可以較為舒適的之作比較，然后根據(jù)比較結(jié)果對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以保持著個舒適的值，為用戶提供一個良好的溫

15、濕度環(huán)境。 2.3.2 溫度控制通過溫度傳感器（如圖2）采集當(dāng)前的溫度信息，送到采集模塊中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行分析，通過與預(yù)設(shè)值的對比，決定冷水機(jī)組的水閥開度，使室溫保持在一個恒定的范圍。同時為了方便控制，MCGS組態(tài)軟件會將采集到的溫度值發(fā)送到LCD1602液晶屏上顯示出來。圖2 溫度傳感器 DS18B20 2.3.3 濕度控制通過溫度傳感器（如圖3）采集當(dāng)前的溫度信息，送到采集模塊中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行分析，通過與預(yù)設(shè)值的對比，決定加濕器的水閥開度，使室內(nèi)濕度保持在一個恒定的范圍。同時為了方便控制，MCGS組態(tài)軟件會將采集到的溫度值發(fā)送到LCD1602液晶屏上顯示出

16、來。圖3 濕度傳感器 th100hum 2.3.4 風(fēng)閥開度控制風(fēng)閥究竟是調(diào)節(jié)閥還是開關(guān)閥，要看工程需要，絕大部分工程都采用可調(diào)節(jié)的風(fēng)閥，但是風(fēng)閥調(diào)風(fēng)是很耗電的，多數(shù)應(yīng)采用變頻調(diào)風(fēng)比較節(jié)能。本設(shè)計中只有一臺風(fēng)機(jī)，既有新風(fēng)又有回風(fēng)的話， 通過風(fēng)閥調(diào)節(jié)新-回風(fēng)比例是可取的。根據(jù)新風(fēng)通道中的溫度，濕度傳感器以及回風(fēng)通道中的溫度，濕度傳感器實測的新風(fēng)溫度及濕度，以及回風(fēng)溫度及濕度，調(diào)節(jié)新風(fēng)電動風(fēng)門和回風(fēng)電動風(fēng)門的開度，使新風(fēng)和回風(fēng)比例控制在預(yù)定值。在不同的氣象條件下，應(yīng)選擇不同的新風(fēng)回風(fēng)比例，以達(dá)到節(jié)能的效果，減少系統(tǒng)能耗。 2.3.5 模式控制模式控制，就是將集中電器集中在一起控制，例如設(shè)定溫度，冷

17、凍水還是熱水，這是如果用手動去逐一開關(guān)就顯得比較繁瑣，如果把夏季模式開，冷水機(jī)組同冷凍水設(shè)定為一種模式，當(dāng)有這種需要時就啟動這種模式，這樣以前繁瑣的控制就會變成一步到位，并且這種控制方式用城區(qū)實現(xiàn)起來也較為容易。但其中的模式不必太多，以免使系統(tǒng)的操作變得復(fù)雜，在具體的設(shè)計只需將常用的幾種情況（場景）設(shè)為固定的模式來控制即可，在本次設(shè)計中有手自動模式，夏季模式，冬季模式，其中的手自動是MCGS組態(tài)軟件根據(jù)預(yù)設(shè)與傳感器自動控制空調(diào)機(jī)組。夏季，冬季模式則是根據(jù)不同的氣象環(huán)境設(shè)置室內(nèi)的溫濕度，冷水機(jī)組是通冷凍水還是通熱水。第3章 硬件設(shè)計3.1 最小系統(tǒng)模塊STC89C52芯片 共40引腳，18腳是通

18、用I/O接口（p1.0p1.7），9腳rst復(fù)位鍵，10、11腳RXD串口輸入、TXD串口輸出，1219腳:p3接口 (12,13腳 INT0中斷0、INT1中斷1，14,15:計數(shù)脈沖T0 T1 16,17:WR寫控制RD讀控制輸出端) ,18,19腳:晶振諧振器，20腳接地線，2128 p2接口高8位地址總線29: psen 片外rom選通端，單片機(jī)對片外rom操作時 29腳(psen)輸出低電平30:ALE/PROG 地址鎖存器31:EA rom取指令控制器，電源+5V。圖4 最小系統(tǒng)3.2 串口模塊 串口采用MAX3232芯片，MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口

19、設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。主要特點(diǎn)有：1、符合所有的RS-232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、只需要單一 +5V電源供電 3、片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和-10V電壓V+、V- 4、功耗低，典型供電電流5mA 5、內(nèi)部集成2個RS-232C驅(qū)動器 6、內(nèi)部集成兩個RS-232C接收器圖5 串口模塊 MAX32323.3 濕度傳感器模塊濕度采集選用了th100hum濕度傳感器，其特點(diǎn)如下：（1）在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與th100hum的雙向通訊。（2）測濕范圍 0%100%，固有測濕分辨率0.5%。（3）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個th100

20、hum可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實現(xiàn)多點(diǎn)測溫。（4）工作電源: 35V/DC。（5）在使用中不需要任何外圍元件。（6）測量結(jié)果以912位數(shù)字量方式串行傳送。圖7 濕度度傳感器模塊3.4 溫度傳感器模塊溫度采集選用了DS18B20溫度傳感器，其特點(diǎn)如下：（1）在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。（2）測溫范圍 55125，固有測溫分辨率0.5。（3）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)?/p>

21、不穩(wěn)定，實現(xiàn)多點(diǎn)測溫。（4）工作電源: 35V/DC。（5）在使用中不需要任何外圍元件。（6）測量結(jié)果以912位數(shù)字量方式串行傳送。圖7 溫度傳感器模塊3.5 LCD模塊顯示模塊采用LCD1602，它能夠同時顯示16x02即32個字符。（16列2行）在本次設(shè)計中，第一行為提示信息，第二行為數(shù)據(jù)信息其引腳功能如下：第1腳：VSS為電源地。第2腳：VDD接5V電源正極。第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。第

22、5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。圖8 LCD模塊3.6 鍵盤模塊鍵盤采用4*3矩陣鍵盤,鍵值讀取方法采用掃描法，端口使用P1口，其中P1.1P1.3做行線，P1.4P1.7做列線，在對行、列掃描之前，先會掃描整個P1口，當(dāng)讀到有鍵按下才，會去具體掃描行與列。圖9 鍵盤模塊3.7 繼電器模塊繼電器作為一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實

23、際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。本次設(shè)計中選用了4個繼電器來控制4個對應(yīng)的電器。圖10 繼電器模塊3.8 AD模塊因為STC89C52芯片沒有AD轉(zhuǎn)換模塊，故而采用PCF8591T芯片來實現(xiàn)AD與DA轉(zhuǎn)換功能的，它有4路模擬輸入，1路模擬輸出，一個I2C-BUS接口，3個給硬件地址編程的腳。通過I2C總線與處理器通信，其價格低廉，接口簡單，轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其引腳定義如下：AIN0AIN3：模擬輸入（A/D 轉(zhuǎn)換）。 AOUT：模擬輸出（D/A轉(zhuǎn)換）。 A0-A2：硬件設(shè)備地址。 GND

24、：電源負(fù)極地。 VREF：參考電壓輸入。 EXT:振蕩器輸入時，內(nèi)部/外部的切換開關(guān)。 OSC: 振蕩器輸入/輸出。 SCL: I2C BUS 時鐘輸入。 SDA:I2C BUS 數(shù)據(jù)輸入/輸出。 AGND:模擬地,摸擬信號和基準(zhǔn)電源的參考地。 圖11 AD轉(zhuǎn)換模塊3.9 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊因為RS-232串口通信的距離就只有15M，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足智能家居的布線、組網(wǎng)要求，考慮到成本與技術(shù)問題，本設(shè)計中選用了一款RS232 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊，將單片機(jī)中的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給網(wǎng)頁后臺程序。該模塊具體的功能如下： （1）10M以太網(wǎng)接口； （2）1.5KV電磁隔離；   （

25、3）串口波特率300115200bps；   （4）支持TCP/IP協(xié)議包括：ARP、IP、ICMP、IGMP、UDP、TCP、HTTP、DHCP；   （5）工作方式：TCP Server, TCP Client, UDP, 虛擬串口、socket控件；（6）工作端口、目標(biāo) IP和端口均可設(shè)定；（7）提供虛擬串口管理軟件；（8）提供通用配置函數(shù)庫，方便用戶使用開發(fā)應(yīng)用程序；     （9）可使用配置工具XVCOM進(jìn)行配置；   （10）可使用網(wǎng)頁瀏覽器進(jìn)

26、行配置；   （11）輸入電壓：5V；  （12）功耗低最大工作電流：80mA；（13）工作溫度：065；圖12 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計4.1 MCGS組態(tài)軟件介紹MCGS(Monitor and Control Generated System，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng))是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系統(tǒng)。本

27、次設(shè)計應(yīng)用MCGS6.2網(wǎng)絡(luò)版，它具有以下特點(diǎn)：·良好的結(jié)構(gòu)：先進(jìn)的C/S（客戶端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu) ·簡單的操作：客戶端只需要使用標(biāo)準(zhǔn)的IE瀏覽器就可以實現(xiàn)對服務(wù)器的瀏覽和控制·良好性價比：整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只需一套網(wǎng)絡(luò)版軟件（包括通用版所有功能），客戶端不需裝MCGS的任何軟 件，即可完成整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng) ·方便的使用：MCGS網(wǎng)絡(luò)版服務(wù)器不要安裝其他任何輔助軟件，客戶操作起來得心應(yīng)手 ·強(qiáng)大的功能：MCGS網(wǎng)絡(luò)版提供的網(wǎng)絡(luò)ActiveX控件，可以方便的在其他各種應(yīng)用程序中直接調(diào)用 ·方便的升級：MCGS嵌入版、通用版、網(wǎng)絡(luò)版可以無縫連接，

28、節(jié)省大量的開發(fā)和調(diào)試時間 ·多種網(wǎng)絡(luò)形式：MCGS網(wǎng)絡(luò)版支持局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、企業(yè)專線和Modem撥號等多種連接方式，方便的實現(xiàn)企業(yè)的范圍和距離的擴(kuò)充 4.1.1 MCGS窗口與編輯（1）點(diǎn)擊MCGS用戶菜單，選擇新建窗口然后點(diǎn)擊窗口屬性進(jìn)行編輯。然后再雙擊新建的主窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯，即編輯我們本次所用的的空調(diào)機(jī)組，將各裝置擺放好，其裝置將關(guān)聯(lián)某些窗口，我們在下面將繼續(xù)編寫，這里只是編寫框架。（2）新建新風(fēng)溫濕度窗口，然后點(diǎn)擊窗口屬性進(jìn)行編輯。然后再雙擊新建的新風(fēng)溫濕度窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯，完成上面步驟后，其中的內(nèi)容按鈕關(guān)聯(lián)到新風(fēng)數(shù)據(jù)歷史曲線，新風(fēng)數(shù)據(jù)實時曲線，新風(fēng)數(shù)據(jù)存盤數(shù)據(jù)。（3）同理回

29、風(fēng)溫濕度，送風(fēng)溫濕度，防凍開關(guān)溫度也按上例的新風(fēng)溫濕度設(shè)置。 編輯壓差數(shù)據(jù)窗口，同時設(shè)置過濾器和風(fēng)機(jī)故障顯示，當(dāng)壓差不正常時過濾器和風(fēng)機(jī)故障顯示。（4）編寫換熱器窗口，點(diǎn)擊MCGS用戶菜單，選擇新建窗口然后點(diǎn)擊窗口屬性進(jìn)行編輯。然后再雙擊新建的主窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯。這里設(shè)置冬季和夏季兩種模式，在流動塊可見性中編輯。并且設(shè)置水閥開度，這里進(jìn)行程序設(shè)計，根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定溫度的對比以調(diào)節(jié)水閥的開度。（5）編寫加濕器窗口，點(diǎn)擊MCGS用戶菜單，選擇新建窗口然后點(diǎn)擊窗口屬性進(jìn)行編輯。然后再雙擊新建的主窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯。設(shè)置水閥開度，這里進(jìn)行程序設(shè)計，根據(jù)回風(fēng)濕度與設(shè)定濕度的對比以調(diào)節(jié)水閥的開度。（7）編

30、寫初始參數(shù)窗口，點(diǎn)擊MCGS用戶菜單，選擇新建窗口然后點(diǎn)擊窗口屬性進(jìn)行編輯。然后再雙擊新建的主窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯。設(shè)置冬季夏季兩種模式，和房間設(shè)定溫濕度，以及風(fēng)機(jī)啟停，再進(jìn)行程序的編輯。（8）編寫報警信息顯示和數(shù)據(jù)顯示窗口，點(diǎn)擊MCGS用戶菜單，選擇新建窗口然后點(diǎn)擊窗口屬性進(jìn)行編輯。然后再雙擊新建的主窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯。設(shè)置冬季夏季兩種模式，和房間設(shè)定溫濕度，以及風(fēng)機(jī)啟停，再進(jìn)行程序的編輯。 4.1.2 MCGS啟動退出策略 （1）空調(diào)機(jī)組啟動順序控制：新風(fēng)風(fēng)閥，回風(fēng)風(fēng)閥開啟送風(fēng)機(jī)冷熱水調(diào)節(jié)閥開啟加濕閥開啟?？照{(diào)機(jī)組停機(jī)順序控制：關(guān)加濕器關(guān)冷熱水閥送風(fēng)機(jī)停機(jī)新風(fēng)風(fēng)閥，回風(fēng)風(fēng)閥。（2）EXCEL輸出

31、，本次設(shè)計中設(shè)置為每5分鐘將當(dāng)前數(shù)據(jù)輸出到EXCEL中。這個我們在循環(huán)策略中添加。 并且設(shè)置EXCEL表格格式。（3）設(shè)計菜單欄，并將主窗口中的按鈕動作關(guān)聯(lián)到相關(guān)的窗口。4.1.3設(shè)備與變量連接（1）設(shè)備驅(qū)動程序安裝步驟：a.單擊工作臺中的“設(shè)備窗口”選項卡，進(jìn)入“設(shè)備窗口頁”。b.單擊右側(cè)“設(shè)備組態(tài)”圖標(biāo)或雙擊“設(shè)備窗口”圖標(biāo)，彈出設(shè)備窗口。c.單擊“工具箱”圖標(biāo)，彈出“設(shè)備工具箱”窗口。d.單擊“設(shè)備管理”按鈕，彈出“設(shè)備管理”窗口。e.在左側(cè)“可選設(shè)備”列表中，雙擊“板卡”，彈出板卡列表。f雙擊“研祥板卡”。g.雙擊“PCL-818L”。h.雙擊“研祥PCL-818L”，右側(cè)“選定設(shè)備”

32、列表中出現(xiàn)“研祥PCL-818L”，單擊“確定”按鈕。i.在右側(cè)“設(shè)備工具箱”列表中雙擊“研祥-PCL-818L”，設(shè)備被添加到左側(cè)設(shè)備組態(tài)窗口中，出現(xiàn)“設(shè)備-0-研祥-PCL-818L”。j.單擊“保存”按鈕。（2）設(shè)備屬性設(shè)置步驟a.雙季左側(cè)“設(shè)備窗口”的“設(shè)備 0-研祥PCL-818L”，進(jìn)入“設(shè)備屬性設(shè)置”窗口，如圖5.8所示。 圖 5.8 PCL-818L 基本屬性設(shè)置b.根據(jù)實際情況設(shè)置“基本屬性”頁，單擊“確定”按鈕。其中“I/O基地址16進(jìn)制”：與板卡上地址跳線開關(guān)的設(shè)置有關(guān)，出廠設(shè)置為300H?！癆D輸入量程”：可選+10V、+5V或+2.5V。本系統(tǒng)壓力變送器輸出05v，所

33、以選+5V?！癆D輸入量程范圍”：可選+10或+5。選+5的含義是：輸入電壓為-5（最?。r，對應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換值為-5；輸入電壓為+5（最大）時對應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換值為5。c.按圖5.9、5.10設(shè)置“通道連接”頁，將9個變量和板卡進(jìn)行連接。單擊“確定”按鈕。 圖 5.9 模擬量輸入通道連接 圖 5.10 開關(guān)量輸出通道連接d.進(jìn)入“數(shù)據(jù)處理”頁，雙擊序號“*00”（如圖5.11所示），彈出“通道處理設(shè)置”對話框，如圖5.12所示。 圖 5.11 數(shù)據(jù)處理窗口 圖 5.12 數(shù)據(jù)處理方式選擇窗口e.單擊“工程轉(zhuǎn)換”，彈出“工程量轉(zhuǎn)換”窗口，如圖5.13所示。 圖 5.13 工程量轉(zhuǎn)換參數(shù)輸入窗口f.按

34、圖5.13進(jìn)行設(shè)置，單擊“確定”按鈕。這樣設(shè)置的含義是：0通道即液位1通道AD轉(zhuǎn)換結(jié)果為0時，對應(yīng)液位為0m；為5時對應(yīng)液位為12m。用同樣的方法對液位2做工程轉(zhuǎn)換。注意工程最大值應(yīng)設(shè)為9。g.用同樣的方法在“數(shù)據(jù)處理”頁設(shè)置通道1、2、3（液位2、溫度1、溫度2）將工程量最大值改為9、100、100，其余不變。h.連接水位對象和板卡，接通壓力邊送器等對象的電源，進(jìn)入“設(shè)備調(diào)試”頁。i.對水泵、調(diào)節(jié)閥、出水閥等通道進(jìn)行置1和清0操作，可看到水泵、調(diào)節(jié)閥、出水閥在相應(yīng)動作，隨動作進(jìn)行，通道0和通道1中的數(shù)據(jù)隨液位變化。如果動作和液位顯示結(jié)果都正確，表明設(shè)備連接成功。j.斷開水位對象電源。 4.1

35、4 模擬調(diào)試軟件 模擬設(shè)備，這個設(shè)備是提供一個模擬的信號源，供工程人員來調(diào)試的。在設(shè)備窗口中雙擊設(shè)備窗口，右擊選擇設(shè)備工具箱添加模擬設(shè)備，設(shè)置通道連接。然后點(diǎn)擊設(shè)備檢測查看是否有錯誤的地方以修改，當(dāng)所有的都正確，點(diǎn)擊進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，調(diào)試檢測各項。4.2 MCGS連網(wǎng)（1） 局域網(wǎng)訪問指MCGS服務(wù)器端和客戶端處在同一個局域網(wǎng)內(nèi)（如圖1）圖1 局域網(wǎng)拓?fù)鋱D1.1 MCGS服務(wù)器端設(shè)置1）MCGS工程默認(rèn)端口80， 除非有沖突，否則建議不要修改 。2）修改工程端口：工作臺à主控窗口à系統(tǒng)屬性àHTTP參數(shù)，在屬性設(shè)置界面中修改端口號。（圖2）3）MCGS服務(wù)器端IP地址

36、就是運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)版工程的計算機(jī)IP地址。假設(shè): MCGS服務(wù)器端的IP地址為6，端口號為8000。1.2客戶端訪問在IE地址欄中輸入6:8000，即可在客戶端瀏覽網(wǎng)絡(luò)版工程。 圖2 主控窗口的HTTP參數(shù)設(shè)置（2） 外網(wǎng)訪問MCGS服務(wù)器和客戶端不在同一個局域網(wǎng)內(nèi)，客戶端訪問MCGS服務(wù)器的方式稱為外網(wǎng)訪問。下面介紹各種常用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中MCGS服務(wù)器的配置及客戶端訪問方法。2.1 通過路由器連接到外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示：圖3 通過路由器連接到外網(wǎng)拓?fù)鋱DMCGS服務(wù)器端配置1）設(shè)置路由器登錄MCGS服務(wù)器端的局域網(wǎng)路由器，在“虛擬

37、服務(wù)器”里添加新條目，把MCGS工程里使用的端口和1966端口映射到外網(wǎng)。例如MCGS服務(wù)器端的局域網(wǎng)IP是，MCGS工程使用的端口為8000，則路由器的“虛擬服務(wù)器”設(shè)置如圖4：圖4 端口映射示意圖設(shè)置完成后，可使用MCGS服務(wù)器端的外網(wǎng)IP進(jìn)行外網(wǎng)訪問（有些路由器需要重啟才可生效）。注意：MCGS服務(wù)器端的外網(wǎng)IP地址就是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或路由器直接連接到外網(wǎng)的IP地址2）綁定域名如果外網(wǎng)IP地址是靜態(tài)的，不執(zhí)行下面操作。對于外網(wǎng)IP地址是動態(tài)的，需要進(jìn)行域名綁定，本文以 “花生殼2008” 域名綁定軟件為例來說明。步驟如下： 1、下載并安裝“花生殼2008”。2、注冊“花

38、生殼2008”帳號，得到一個域名。3、在MCGS服務(wù)器端運(yùn)行并登錄“花生殼2008”?；ㄉ鷼ぼ浖詣影袽CGS服務(wù)器的外網(wǎng)IP與域名綁定。假設(shè): MCGS服務(wù)器端的域名為，端口號為8000。 2.2客戶端訪問在IE地址欄中輸入:8000/default.htm，即可在客戶端瀏覽網(wǎng)絡(luò)版工程。第5章 環(huán)境實例搭建在實現(xiàn)了系統(tǒng)各個模塊的功能后需要做的，也是最為重要的就是實際運(yùn)用，只有在實際運(yùn)用中達(dá)到預(yù)期效果才能說明這是一個成功的設(shè)計，因此這一章將會闡述，如何將這套系統(tǒng)搭建在一個真實環(huán)境中。5.1 實例環(huán)境選擇本次系統(tǒng)搭建選擇了一個普通型的兩室一廳住宅，如圖26所示。其中要用到智能控制的地方有兩間臥

39、室、一間客廳、一個過道（3號）、一間衛(wèi)生間、一道門。21647835圖 26 實例住宅平面圖5.2實例環(huán)境布置 5.2.1 所控電器在本實例中，所要控制的電器有8個，如圖5.1所示1號是主臥燈、2號是客臥燈、3號是過道燈、4號是衛(wèi)生間燈、5號是客廳窗簾、6號是接線板、7號是空調(diào)、8號是門禁。 5.2.2 布線因為系統(tǒng)沒有設(shè)計有線模塊，所以所有連接都要用到導(dǎo)線，因此在實際應(yīng)用中，本套系統(tǒng)適用于那些事先安排好且不需要經(jīng)常移動更換的電器設(shè)備，其中為了方便控制，繼電器模塊會被獨(dú)立出來，作為一個個控制終端。這樣也縮短了電器電源線的布線長度，增加了系統(tǒng)的安全系數(shù)（如圖27所示）?？刂坪诵呐c服務(wù)器的連接用串

40、口，因此控制核心會和服務(wù)器主機(jī)放在一起。另外傳感器與紅外接收頭將會被獨(dú)立出來。紅外接收頭會與遙控配套安裝?？刂平K端1電器1控制終端2電器2控制核 心（單片機(jī)）服務(wù)器網(wǎng)口圖27 布控簡圖 5.2.3控制模式在控制模式上除了以往常見的自動與手動模式，在環(huán)境實例的設(shè)計中還參考了手機(jī)中的情景模式，情景模式功能是為了方便用戶控制，根據(jù)日常大多數(shù)人的生活習(xí)慣，在實例系統(tǒng)中的設(shè)置了一些情景模式，其中包括有離開、自由、控制、睡眠、會客、全開、起夜模式、自定義。如圖28所示。切換后電器會根據(jù)傳感器采集的信息來控制電器自動動模式關(guān)所有電器、開門禁離開開臥室燈、走廊燈起夜會客情景走廊、客廳的燈開，門禁關(guān)、睡眠控制模式關(guān)閉其他電器設(shè)備、臥室燈 由亮變暗，開門禁，關(guān)窗簾打開所有電器設(shè)備全開自定義模式切換后可以手動控制電器切換后可以手動控制電器手動模式圖28 控制模式圖26 控制模式情景模式、手動模式與自動模式是同一級的，只有在情景模式下其它一些的模式如起夜模式、會客模式才會啟用，在情景模式中，離開模式是在用戶