《基于WiFi的智能防盜窗戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)》6600字

第二章智能防盜窗戶設(shè)計(jì)2.1無線組網(wǎng)ESP8266支持softAP模式，station模式，softAP+station共存模式三種。利用ESP8266可以實(shí)現(xiàn)十分靈活的組網(wǎng)方式和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。注：softAP：無線接入點(diǎn)是無線網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，常用的無線路由器就是無線接入點(diǎn)。Station：無線終端，是一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的終端端。2.1.1ESP8266在softAP模式ESP8266作為softAP，手機(jī)、電腦、用戶設(shè)備、其他ESP8266

station接口等均可以作為station連入ESP8266,組建成一個(gè)局域網(wǎng)。2.1.2ESP8266在station模式ESP8266作為station，通過路由器（AP）連入Internet，可向云端服務(wù)器上傳、下載數(shù)據(jù)。用戶可隨時(shí)使用移動(dòng)終端（手機(jī)、筆記本等），通過云端監(jiān)控ESP8266模塊的狀況，向ESP8266模塊發(fā)送控制指令。2.1.3ESP8266在softAP+station模式ESP8266作為softAP+station共存的模式，用戶設(shè)備、手機(jī)等可以作為station連入ESP8266的softAP接口，同時(shí)，可以控制ESP8266的station接口通過路由器（AP）連入Internet。對(duì)于智能窗戶的各種功能性都進(jìn)行了設(shè)計(jì),相應(yīng)的硬件電路和系統(tǒng)中的軟件設(shè)計(jì),并且做出了一個(gè)控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)達(dá)到這樣一個(gè)設(shè)計(jì)目的,本次設(shè)計(jì)主要從三個(gè)方面下手一是下雨時(shí)窗外面的溫濕度傳感器就會(huì)被感應(yīng)到并立刻會(huì)把窗戶關(guān)閉;二是通過APP軟件就可以操控窗戶打開或者關(guān)閉窗口;三是外面有人就會(huì)有報(bào)警聲并且會(huì)在手機(jī)APP上面有提醒。2.2智能防盜窗戶設(shè)計(jì)整個(gè)管理系統(tǒng)主要是以stc89c52單片發(fā)電機(jī)元件作為主要的一個(gè)核心控制元件,配合兼容電阻器和電容晶振等主要元件,構(gòu)成了一臺(tái)單片發(fā)電機(jī)最小化的控制管理系統(tǒng)。其它個(gè)別的模塊都主要是為了圍繞一個(gè)單片機(jī)的最小化系統(tǒng)而不斷展開。其中主要組成內(nèi)容功能包括,該溫度傳感器的溫度輸出信號(hào)是一個(gè)采用了cdht11溫濕度控制三位一體化的溫度傳感器,負(fù)責(zé)將物體溫度和相對(duì)濕度相關(guān)信息分別進(jìn)行初步采集后再發(fā)送到一個(gè)單片機(jī)。按鍵操作處理部分是它利用了目前市面上普遍常見的一種輕觸式觸控按鍵設(shè)計(jì)來作為做操作系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位時(shí)的按鍵。而在手機(jī)屏幕上的聲音顯示方式上則是通過lcd1602與其他移動(dòng)式的app機(jī)器進(jìn)行混合顯示而其輸出反而是通過移動(dòng)蜂鳴器+led。而在移動(dòng)電源輸出方式上就是同樣采取了vusb5v方式來大幅提高輸出功率。整個(gè)設(shè)計(jì)的電路圖。電動(dòng)機(jī)電路電源電路單片機(jī)電動(dòng)機(jī)電路電源電路單片機(jī)濕溫度電路濕溫度電路電源電路按鍵電路電源電路按鍵電路圖2.1智能防盜窗戶2.3各?？斓姆桨高x擇2.3.1按鍵電路的選擇按鍵電路采用了3個(gè)按鈕來控制單片機(jī)的定時(shí)功能，從而達(dá)到控制智能防盜窗戶的功能。方案一，單個(gè)按鈕式。缺點(diǎn)；操作繁瑣，設(shè)置時(shí)間長(zhǎng)，不美觀，不精確。優(yōu)點(diǎn)；成本低，單手控制，不易損壞。方案二；多個(gè)按鈕式缺點(diǎn)；成本高，占用面積大，優(yōu)點(diǎn)；美觀，簡(jiǎn)潔，容錯(cuò)率低，易上手。方案選擇；在此項(xiàng)設(shè)計(jì)中沒有選擇方案一選擇了方案二，因?yàn)榉桨付哂泻?jiǎn)潔，易控制，按鈕容錯(cuò)率低等優(yōu)點(diǎn)。2.3.2WiFi電路的選擇WiFi電路的選擇有下列幾種方案分別是ESP8266，LCS6260，SKW92B。SKW92B在IOT領(lǐng)域，應(yīng)用范圍廣泛。所以在本次設(shè)計(jì)中沒有選擇。方案一ESP8266優(yōu)點(diǎn)；小體積，功率小，速度快，簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)，方式多樣化。方案二LCS6260優(yōu)點(diǎn)；低成本，支持串口透?jìng)?。方案選擇；在本設(shè)計(jì)中我選擇ESP8266，功率小，速度快，簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)是我想要的效果。2.3.4電源電路的選擇電源電路有兩種方案選擇方案一；便于攜帶的5v電池盒，可以充電的那種，但是不環(huán)保，而卻電量跟不上用電速度。方案二；移動(dòng)電源，可以直接連接大概率的充電寶，不僅環(huán)保，而且電量不需要擔(dān)心。方案選擇；此設(shè)計(jì)選擇方案二，不僅環(huán)保而且電量跟得上使用速度。2.3.5單片機(jī)的選擇使用單片機(jī)技術(shù)作為核心，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的運(yùn)算處理能力比較強(qiáng)，所以在處理軟件和應(yīng)用程序的相互配合中,處理文件方面更加靈活,性能穩(wěn)定,符合本設(shè)計(jì)的要求。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1電源電路電源電路主要5V電源模塊進(jìn)行供電，整個(gè)電路都是靠它來為供電來實(shí)現(xiàn)功能，可以說是整個(gè)電路的核心基礎(chǔ)就是它。1號(hào)引腳表示的+5V，4號(hào)引腳表示接地，電源電路如圖3.1：圖3.1電源電路3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)在單片機(jī)最小系統(tǒng)中采用的STM32單片機(jī)，該單片機(jī)型號(hào)與其他的單片機(jī)型號(hào)比較而言計(jì)算功能強(qiáng)大，且功耗低，很容易進(jìn)行研究開發(fā)。38號(hào)引腳表示電源的+5V，16號(hào)引腳表示接地點(diǎn)，23、24、25號(hào)引腳表示三個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵都有相對(duì)應(yīng)的功能。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3.2：功能圖3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)3.3按鍵電路按鍵電路主要包括3個(gè)按鍵按鈕，3個(gè)按鍵采用矩形方式排列組成的，分別與單片機(jī)的P27,P26,P25，加上接地按鈕，來連接主要靠輸入的代碼跟stm32的聯(lián)系控制，P27至P23分別代表數(shù)字1到3，按鍵電路電路如圖3.3：圖3.3按鍵電路3.4紅外電路該傳感器模塊對(duì)環(huán)境光線適應(yīng)能力強(qiáng)，其具有一對(duì)紅外線發(fā)射與接收管，發(fā)射管發(fā)射出一定頻率的紅外線，當(dāng)檢測(cè)方向遇到障礙物（反射面）時(shí)，紅外線反射回來被接收管接收，經(jīng)過比較器電路處理之后，綠色指示燈會(huì)亮起，同時(shí)信號(hào)輸出接口輸出數(shù)字信號(hào)（一個(gè)低電平信號(hào)），可通過電位器旋鈕調(diào)節(jié)檢測(cè)距離，有效距離范圍2～30cm，工作電壓為3.3V-5V。該傳感器的探測(cè)距離可以通過電位器調(diào)節(jié)、具有干擾小、便于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、避障小車、流水線計(jì)數(shù)及黑白線循跡等眾多場(chǎng)合。圖3.4紅外電路3.5報(bào)警電路報(bào)警電路主要由蜂鳴器組成，用來檢測(cè)是否有人在窗戶外面當(dāng)有人在窗戶外面是蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音并且會(huì)吧窗戶關(guān)閉起來。報(bào)警電路如圖3.5圖3.5報(bào)警電路3.7系統(tǒng)整體硬件電路圖圖3.7系統(tǒng)整體電路

第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1主程序流程圖在智能防盜窗戶中有元器件接入單片機(jī)，是沒辦法達(dá)到我們所需的運(yùn)行方式的，除了要有合適的元器件跟理論外，我們還得設(shè)計(jì)一些要求、代碼來達(dá)到我們?cè)O(shè)計(jì)的值、達(dá)到我們所需的要求點(diǎn)才行，也就是讓元器件初始化，在設(shè)計(jì)需求，按下啟動(dòng)鍵，才能正常工作。主程序流程圖如下4.1 圖4.1主程序流程圖

4.2按鍵程序流程圖在智能飯菜保溫柜中，按鍵電路還是挺重要的，按鍵電路可以設(shè)定運(yùn)行的溫度跟時(shí)間，此項(xiàng)設(shè)計(jì)采用的是3個(gè)按鈕來構(gòu)成的按鍵電路，按鍵電路設(shè)定的值發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)開始傳送到下一項(xiàng)模塊。按鍵程序流程圖如下4.2所示：圖4.2按鍵流程圖4.3溫控傳感器程序流程圖在智能防盜窗戶設(shè)計(jì)中，當(dāng)下雨時(shí)，芯片檢測(cè)到濕度溫控傳感器就會(huì)發(fā)射信號(hào)給單片機(jī)，有雨水時(shí)開始進(jìn)行工作，關(guān)閉窗戶。溫控傳感器程序流程圖如下4.3所示：圖4.3溫控傳感器程序流程圖第五章調(diào)試與成果5.1軟件程序的調(diào)試本設(shè)計(jì)的軟件主要是依靠單片機(jī)stc89c52芯片來實(shí)現(xiàn)功能。5.1.1系統(tǒng)編程語言和編程工具該設(shè)計(jì)采用的是單片機(jī)中最常用的編程語言-C語言,之所以選擇用C語言是因?yàn)槲矣X得它是最適合本設(shè)計(jì)的語言,為什么沒有選擇其他語言,比如匯編語言,那是因?yàn)樗容^難以理解,并且用來編程效率很低,而且在這過程中還非常容易出錯(cuò),跳過這些問題不說,它編譯起來需要花費(fèi)的時(shí)間和精力非常多,因?yàn)樗墓ぷ髁烤薮?這就導(dǎo)致了整個(gè)程序更加容易出錯(cuò),這就導(dǎo)致了整個(gè)程序更加容易出錯(cuò),也會(huì)影響效率。而C語言在使用的時(shí)候就不會(huì)出現(xiàn)上述的這些情況,因?yàn)镃語言是高級(jí)語言,高級(jí)語言指的是什么,高級(jí)語言指的就是它更加接近人類的思維,所以它更加容易被人們理解,并且它的開發(fā)和調(diào)試會(huì)更加的容易,程序的框架也非常容易搭建,在降低了我們編程的難度的情況下還大大的提高了我們編程的速度,可謂是一舉兩得。本文所描述要求的也就是我們采用一個(gè)keil調(diào)試軟件對(duì)整個(gè)硬盤系統(tǒng)進(jìn)行了一次編程和調(diào)試設(shè)計(jì),可直接通過使用其中的一個(gè)debug工具首先對(duì)整個(gè)硬盤硬件進(jìn)行了一次調(diào)試,在這個(gè)調(diào)試操作的執(zhí)行過程中我們既不僅可以通過各個(gè)視頻文件播放器端口觀察和看到各個(gè)視頻寄存器端口中的所有值、各個(gè)寄存端口和keram端口中的各個(gè)值,還甚至我們可以通過軟件設(shè)置各個(gè)切換點(diǎn)和斷點(diǎn),單步快速執(zhí)行等。為了運(yùn)行程序,應(yīng)該做好以下準(zhǔn)備工作:1)首先必須要認(rèn)真地檢查控制電路板上個(gè)元器件的運(yùn)行狀態(tài),使之在預(yù)工作的情況下。2)pc通過串口轉(zhuǎn)換線把pc與控制器的電路板相互連接在一起,用usb線為控制器的電路板提供供電。3)在電腦中運(yùn)行stc_isp_v480,正確地設(shè)置好與電路板相連的com口。.以上是你做到了的準(zhǔn)備開發(fā)工作基本就緒,打開你的keil驅(qū)動(dòng)軟件,將所有已經(jīng)重新編好的芯片應(yīng)用程序正常啟動(dòng)運(yùn)行,修改其中的所有錯(cuò)誤,檢查軟件是否發(fā)現(xiàn)有任何錯(cuò)誤后用它即可自動(dòng)生成一個(gè)hex文件,并用c_stc_isp_v480打開,燒錄寫入文件到你的單片卡主機(jī)中。5.2硬件測(cè)試5.2.1電路板的測(cè)試我們首先根據(jù)我們的電路圖,把對(duì)應(yīng)的每個(gè)模塊連接到單片機(jī)上面,然后不要著急啟動(dòng),我們先要檢查一下電路板的設(shè)計(jì)電路上是否還存在著一些問題,我們要檢查端口與端口直接的連線是否正確,尤其是元器件和單片機(jī)直接的端口連接。然后還要看看電源線和地線連接的是否正確,最后還要再看一下電路的排版是否合理以及排線是否正確。都檢查完畢之后我們?cè)陂_始準(zhǔn)備啟動(dòng)。下列各部分介紹這是電路的主體模塊，采用的是52單片機(jī)還有四個(gè)按鍵開關(guān)是整個(gè)電路的核心。這個(gè)是設(shè)計(jì)里面的報(bào)警電路,當(dāng)有人經(jīng)過是它會(huì)響并且APP上面會(huì)有顯示有人。這是電路中的開關(guān)窗戶的核心,它分為二種方式:一是通過APP可以進(jìn)行窗戶的開關(guān)二是與下面的電路相結(jié)合形成自動(dòng)化的關(guān)閉。這一部分是濕度檢測(cè)的電路,它主要是與上面的電路相結(jié)合形成一個(gè)下雨天的自動(dòng)關(guān)閉窗戶功能。5.2.2電路通電測(cè)試當(dāng)我們所有的準(zhǔn)備工作全部都完成時(shí),我們就必須要對(duì)電路板進(jìn)行通電,這樣才能讓他實(shí)現(xiàn)我們想要的功能,首先,我們先對(duì)其加一個(gè)電源為5V(正常工作電壓一般都在5V左右)的電壓,如果電壓異常,可能在通電的過程中造成運(yùn)行異?；蛘唠娐范搪?所以我們要在通電前檢查一下電壓是否正確。5.2.3軟件測(cè)試如果說之前的操作都沒有異常的話,我們就可以把我們編譯的程序?qū)氲?2單片機(jī)里去實(shí)現(xiàn)我們想要完成的功能,我們可以先隨便設(shè)置一個(gè)數(shù)值,然后通過手動(dòng)的方式去模擬人的進(jìn)出,看看是否和腦海里之前構(gòu)造的效果一樣,在多次嘗試過后確定沒有問題我們就可以保存程序。第六章總結(jié)本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)和任務(wù)其中就是研究設(shè)計(jì)基于藍(lán)牙的無線數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和嵌入式技術(shù)等技術(shù)相融合。。本次在設(shè)計(jì)中僅把藍(lán)牙內(nèi)部模塊做成了簡(jiǎn)單的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)了無線信號(hào)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)和功能,但對(duì)于藍(lán)牙內(nèi)部原理的了解很少,所以,在這個(gè)方面還需要許多工作繼續(xù)去做去學(xué)習(xí)。本篇論文先從簡(jiǎn)要介紹了無線數(shù)據(jù)采集處理器系統(tǒng)的一個(gè)整體硬件鏈路結(jié)構(gòu)圖,從而進(jìn)一步分別詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊的功能,最后通過簡(jiǎn)單地完成了相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì),完成了本次工程師所掌握的一套全面系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論。其中,本人還在學(xué)習(xí)期間查閱了很多大量的資料,對(duì)相關(guān)的問題做了較為系統(tǒng)的研究,并將這些理論付諸于實(shí)際,驗(yàn)證了該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)可行性。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)不足點(diǎn)主要表現(xiàn)在于APP軟件上面對(duì)有人的判定的靈敏度不高,數(shù)據(jù)采集時(shí)信號(hào)傳輸過程中會(huì)出現(xiàn)卡頓,導(dǎo)致信號(hào)顯示的時(shí)間長(zhǎng)短會(huì)出現(xiàn)一定時(shí)間的斷裂。另外由于元器件是采用手工焊接,導(dǎo)線之間的絕緣性不好,抗干擾能力也比較較差,并且元器件的堅(jiān)硬程度以及排版的整體結(jié)構(gòu)布局等這些問題也是今后我們必須重視和完善的一個(gè)點(diǎn)。參考文獻(xiàn)[1]郭天祥.51單片機(jī)C語言教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.[2]劉建清.輕松玩轉(zhuǎn)51單片機(jī)C語言[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2011.[3]張緒光，劉在娥.電路與模擬電子技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010.[4]徐曉光.數(shù)字邏輯與數(shù)字電路[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.[5]黃智偉.印刷電路板設(shè)計(jì)技術(shù)與實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.[6]張俊謨.單片機(jī)中級(jí)教程[M].北京：