CN206741232U - 一种基于单片机的智能家居检测控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的智能家居检测控制装置，包括单片机最小系统电路，所述单片机最小系统电路连接传感器集群、显示模块和按键模块，所述传感器集群用于采集多组检测数据，所述显示模块用于显示环境数据和提示建议，所述按键模块用于输入信息，所述单片机最小系统电路还连接驱动电路，所述驱动电路连接执行机构，所述执行机构包括排风扇、各装置的驱动电机和通断控制电路，所述单片机最小系统用于对采集的多组检测数据进行处理，并与相应数据的阈值比较，控制驱动电路。结构简单、检测全面、成本低廉、稳定度较好等优点，具有良好的应用价值。

Description

一种基于单片机的智能家居检测控制装置

技术领域

本实用新型属于智能家居控制技术领域，具体地涉及一种基于单片机的智能家居检测控制装置。

背景技术

当今智能硬件控制领域，智能家居已经在硬件技术和产品研发中应用的十分广泛。智能家居通常结合物联网形式出现，因此，智能家居的发展归根结底就是物联网技术的发展。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。现在国内外做智能家居的厂商也比较多,在世界范围内做智能家居做的比较好的公司有：快思聪、罗格朗、西门子。中国智能家居发展的主要瓶颈。尽管智能家居产业得到了快速发展，但客观地说中国智能家居还普遍比较落后。每当提起中国智能家居落后的原因，就会有许多不同的说法，诸如人机交互性不高，反应速度不快，可靠性差等。实际上，这些都还是表面现象，真正影响中国智能家居发展的瓶颈为：

1.过分重视对于技术的突破。本土的许多智能家居公司在设计理念上过分追求技术上的高水平，而忽略了市场上各个层次的需求，导致成本过高，市场缩小，没有结合用户需求，无法真正的适应市场的需求。

2.面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。本土智能家居商只是重研发，重视生产，重视狭义的市场，还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用，但无法满足目前整体解方案流行年代的需求。所以，为了快速缩小与国外先进公司之间的差距，国内智能家居研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长，为这一过渡提供了根本动力，应该利用这些动力，跟踪应用技术的快速发展。

3.缺乏硬件的材料配套体系。由于历史的原因，中国硬件研发行业的企业标准化的研究没有跟上需求的快速发展，从而导致硬件的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观，但距离整个产业的要求还有一定距离，所以，还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有，在技术水平没有达到的条件下，一味地追求精度或追求高指标，而没有处理好与稳定性之间的关系。上述这些都是制约本土智能家居发展的因素。

近年来我国集成电路的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。硬件行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国本土智能家居取得了长足的进步，特别是通用集成电路研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的智能家居行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的智能家居产业每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。本实用新型因此而来。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型目的是：提供一种基于单片机的智能家居检测控制装置，结构简单、检测全面、成本低廉、稳定度较好等优点，具有良好的应用价值。

本实用新型的技术方案是：

一种基于单片机的智能家居检测控制装置，包括单片机最小系统电路，所述单片机最小系统电路连接传感器集群、显示模块和按键模块，所述传感器集群用于采集多组检测数据，所述显示模块用于显示环境数据和提示建议，所述按键模块用于输入信息，所述单片机最小系统电路还连接驱动电路，所述驱动电路连接执行机构，所述执行机构包括排风扇、各装置的驱动电机和通断控制电路，所述单片机最小系统用于对采集的多组检测数据进行处理，并与相应数据的阈值比较，控制驱动电路。

优选的，所述传感器集群至少包括PM2.5/PM10粉尘颗粒传感器电路、温湿度传感器电路、光敏光照检测电路、油烟传感器。

优选的，所述按键模块包括复位按钮、选择切换按钮和调整按钮。

优选的，所述显示模块采用OLED材料。

优选的，所述单片机还连接供电模块，所述供电模块为太阳能电池板。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本实用新型根据采集的传感器信号，通过单片机计算出各项测量值，最后，再通过单片机的普通I/O口控制OLED屏显示出计算结果和合理建议，并同时对室内环境进行调节。本实用新型具有结构简单、检测全面、成本低廉、稳定度较好等优点，具有良好的应用价值。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型基于单片机的智能家居检测控制装置的原理框图；

图2为本实用新型电源稳压滤波电路原理图；

图3为本实用新型STM32单片机最小系统原理图；

图4为本实用新型下载电路的原理图；

图5为本实用新型L298N驱动系统电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例：

如图1所示，本实用新型的基于单片机的智能家居检测控制装置包括单片机最小系统电路，单片机最小系统电路及分别连接传感器集群、显示电路、按键电路和驱动电路，驱动电路连接执行机构，单片机最小系统用于对采集的多组检测数据进行处理，并与相应数据的阈值比较，控制驱动电路。

传感器集群至少包括PM2.5/PM10粉尘颗粒传感器电路、DHT11温湿度传感器电路、光敏光照检测电路、油烟传感器。

执行机构包括排风扇、各装置的驱动电机和通断控制电路，装置的驱动电机可以为驱动窗帘拉杆的驱动电机等等，通断控制电路可以连接灯光装置或其他需要控制的装置。

通过结合各种传感器采集的数据并实时反馈调节。例如，由单片机ADC测量与光敏串联的固定电阻两端电压信号，然后根据固定电阻两端电压，求出电流大小，再计算出光敏电阻值大小，根据大小得出光照强度大小，联合驱动电路通过控制窗帘对室内光强进行调节。

通过单片机串口读取PM2.5/PM10粉尘颗粒传感器信号及IO口单总线读取室外DHT11温湿度传感器信号，计算出室外环境参数，结合预先设置的阈值及参考数据，给予用户出行合理的建议，可以通过显示电路进行显示。

如图2所示，为系统的电源稳压滤波电路，选用AMS1117-3.3V稳压滤波芯片进行稳压输出，提供系统电路工作的能量，并通过多个电容滤波，使得输出的电压稳定，能够持续的提供稳定的能量给系统工作。该供电模块还可以连接太阳能电池板。

如图3所示，为单片机工作的最小系统电路原理图，STM32F1 系列属于32 位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3。高达72M 的频率,数据,指令分别走不同的流水线,以确保CPU 运行速度达到最大化。通过片内BOOT 区,可实现串口下载程序(ISP). 片内双RC 晶振,提供8M 和32K 的频率，支持片外高速晶振(8M)和片外低速晶振(32K)。

STM32 系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3 内核，其32 位处理器提供了更高的代码效率，最高工作频率达1.25DMIPS/MHz。2.0-3.6V 的电源供电和IO 接口的驱动电压，多达100 多个快速IO 端口，保障了芯片与外设之间的信号传输。

本系统采用STM32F103RBT6 单片机作为核心控制单元，具有控制简单、方便、快捷的优点。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源、有较为强大的控制功能和运算功能，I/O口均可按位寻址，同时STM32F103RBT6 单片机价格低廉，

如图4所示，为下载电路原理图，选用CH340作为USB转串口芯片，TXD为串口发送端，RXD为串口接收端，通过下载电路可对芯片进行软件调试，提高系统的可操作性。

按键是实现人机对话的比较直观的接口，可以通过按键实现人们想让单片机做的不同的工作。键盘是一组按键的集合，键是一种常开型开关，平时按键的两个触点处于断开状态，按下键是它们闭合。键盘分编码键盘和非编码键盘，案件的识别由专用的硬件译码实现，并能产生键编号或键值的称为编码键盘，而缺少这种键盘编码电路要靠自编软件识别的称为非编码键盘。在单片机组成的电路系统及智能化仪器中，用的更多的是非编码键盘。图5就是一种比较典型的按键电路，在按键没有按下的时候，输出的是高电平，当按键按下去的时候，输出的低电平。其中Btn1是单片机复位按钮；Btn2是功能切换按钮，在选择显示和调节数据过程中使用；Btn3 是数据改变按钮，用来在调整系统各方面数据阈值。

如图5所示，为L298N的驱动电路原理图，具有启动性能好，启动转矩大，工作电压可达到36V，4A，可同时驱动两台直流电机，适合驱动窗帘拉杆。

OLED为自发光材料，不需用到背光板，同时视角广、画质均匀、反应速度快、较易彩色化、用简单驱动电路即可达到发光、制程简单；显示方面具有主动发光、视角范围大；响应速度快，图像稳定；亮度高、色彩丰富、分辨率高的优点。并且驱动电压低、能耗低，可与太阳能电池、集成电路等相匹配。并OLED具有是全固态、非真空器件，具有抗震荡、耐低温（-40℃）等特性，适用范围广。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (5)

1.一种基于单片机的智能家居检测控制装置，包括单片机最小系统电路，其特征在于，所述单片机最小系统电路连接传感器集群、显示模块和按键模块，所述传感器集群用于采集多组检测数据，所述显示模块用于显示环境数据和提示建议，所述按键模块用于输入信息，所述单片机最小系统电路还连接驱动电路，所述驱动电路连接执行机构，所述执行机构包括排风扇、各装置的驱动电机和通断控制电路，所述单片机最小系统用于对采集的多组检测数据进行处理，并与相应数据的阈值比较，控制驱动电路。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的智能家居检测控制装置，其特征在于，所述传感器集群至少包括PM2.5/PM10粉尘颗粒传感器电路、温湿度传感器电路、光敏光照检测电路、油烟传感器。

3.根据权利要求1所述的基于单片机的智能家居检测控制装置，其特征在于，所述按键模块包括复位按钮、选择切换按钮和调整按钮。

4.根据权利要求1所述的基于单片机的智能家居检测控制装置，其特征在于，所述显示模块采用OLED材料。

5.根据权利要求1所述的基于单片机的智能家居检测控制装置，其特征在于，所述单片机还连接供电模块，所述供电模块为太阳能电池板。