CN210626900U

CN210626900U - 一种基于单片机的智能家居控制系统

Info

Publication number: CN210626900U
Application number: CN201921865155.6U
Authority: CN
Inventors: 张建华; 巨媛媛; 郭银景; 吕文红
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2020-05-26
Anticipated expiration: 2029-11-01

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的智能家居控制系统，它包含单片机、灯光控制模块、ID卡门禁模块、红外发射模块、电压转换模块、环境信息感知模块和蓝牙通讯模块，其特征在于：所述的灯光控制模块、ID卡门禁模块、红外发射模块、环境信息感知模块和蓝牙通讯模块分别与单片机电性连接，电压转换模块为整个系统供电。该系统不但可以满足对家中灯光、家电等设备的控制，且具有简单易用，组网简单，低成本，安装便捷等特点。该装置测量精度高，组网简单，低成本，安装便捷，值得大范围推广。

Description

一种基于单片机的智能家居控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于单片机的智能家居控制系统，属于自动控制领域。

背景技术

随着社会的不断发展，科技让人们的家居生活变得更加丰富多彩，物联网概念在国内的流行使越来越多的人了解到物联网以及物联网在日常生活中的运用同时人们也对现代化的生活方式提出了新的要求，人们期望家用电器、办公设备能更加节能、安全、环保。在此背景下，数字家庭、智能家居等概念应运而生，信息家电、网络家电逐渐走进我们的日常生活。因此，设计一套智能家居控制系统，具有十分重要的意义。

如今的智能家居虽然已经不是科幻电影中的场景，但是其门槛依然很高。智能家居集成解决方案价格昂贵，用户体验也不是很满意，而且实用性仍然存在比较大的提升空间。

因此，研发一种高精度低成本的智能家居控制装置有很大的发展前景。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于单片机的智能家居控制系统。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型的技术方案如下：一种基于单片机的智能家居控制系统，它包含单片机、灯光控制模块、ID卡门禁模块、红外发射模块、电压转换模块、环境信息感知模块和蓝牙通讯模块；所述的灯光控制模块、ID卡门禁模块、红外发射模块、环境信息感知模块和蓝牙通讯模块分别与单片机电性连接，电压转换模块为整个系统供电。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的单片机采用 STC12C5A系列单片机STC12C5A60S2，作为增强型8051，1T的运行速度相对于采用12分频的12T系列单片机而言，运算速度快了12倍，自带第二串口可以实现与PC端的通讯；主机自身带有LCD显示屏，采用NOKIA公司的LPH7366，可以显示系统所有模块的状态信息。主机同时带有USB接口，可以连接电脑并使用PC端控制软件实现对系统的控制及监视。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的单片机连接继电器模块和指示灯接口，指示灯显示当前继电器通断状态，使用薄膜按键控制灯光，另有程序烧写接口，串口接收完成后对数据帧进行分析，后接入总线。继电器模块可以完成低压直流电路对高压交流电路的开关控制，实现对家电的通断电控制，采用高电平触发，触发电流大于1mA，控制电压为5VDC，被控电压为220VAC，同时模块自带反向保护等功能，简化了开发过程。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的ID卡门禁模块是由ZKTeco公司生产ID卡刷卡模块，无须内置电源，使用时无接触且寿命长。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的红外发射模块将主机发出的控制指令翻译为家电对应的红外码，并通过自带的红外发光二极管发送给家电。遥控发射器专用芯片运用日本NEC的制式。当发射器按键按下后，遥控器发出经过调制的38kHz红外方波，经过一体化红外接收头处理后输出的波形。该模块可以实现对家中红外遥控设备的控制，拓展系统控制范围。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的电压转换模块采用LM7805三端稳压管来实现对模块核心电路的稳压，由此可以获得高质量的直流电。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的环境信息感知模块中包含温度传感器、湿度传感器以及气压传感器，可以获得环境的温度、湿度以及气压数据。为了实现精确的湿度、气压和温度数据，我们分别选用了GY-65气压模块和DHT11温湿度模块。其中GY-65气压模块除了可以实现高精度的气压测量，同时可以输出高精度的温度用于温度补偿。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的蓝牙通讯模块采用深圳市维芯科技有限公司生产的HC-06无线蓝牙串口透传模块板，它采用自适应调频、CSR BC04蓝牙芯片和数字2.4GHz无线接收技术，同时具有低功耗、低误码率和体积小等特点，控制也非常简单，还具有小巧且价格低廉等优势。

本实用新型有益效果为：该装置使用LM7805三端稳压管来实现对其核心电路的稳压，输入输出端加入滤波电容，可获得高质量的直流电。使用继电器模块可以完成低压直流电路对高压交流电路的开关控制，模块自带反向保护等功能，简化开发过程。环境信息感知模块选用GY-65气压模块和DHT11湿度模块，GY-65气压模块除可实现高精度的气压测量外，还可输出高精度的温度用于温度补偿。本实用新型不但可以满足对家中灯光、家电等设备的控制，且具有简单易用，组网简单，低成本，安装便捷等特点。该装置测量精度高，组网简单，低成本，安装便捷，值得大范围推广。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的电压转换模块原理示意图。

图3为本实用新型的灯光控制模块的电路图。

图4为本实用新型的灯光控制模块的内部电气连接关系图。

图5为本实用新型的红外发射模块的电路图。

图6为本实用新型的环境信息感知模块的电路图。

图7为本实用新型的单片机及PC客户端的电路图。

图8为本实用新型的单片机及PC客户端的内部电气连接关系图。

附图标记说明：1.单片机、2.灯光控制模块、3.ID卡门禁模块、4.红外发射模块、5.电压转换模块、6.环境信息感知模块、7.蓝牙通讯模块；21.继电器模块、22.薄膜按键；61.温度传感器、62.湿度传感器、63.气压传感器。。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1至图8，本具体实施方式采用如下技术方案：一种基于单片机的智能家居控制系统，包含单片机1、灯光控制模块2、ID卡门禁模块3、红外发射模块4、电压转换模块5、环境信息感知模块6和蓝牙通讯模块7；所述的灯光控制模块2、ID卡门禁模块3、红外发射模块4、环境信息感知模块6和蓝牙通讯模块7分别与单片机1电性连接，电压转换模块5为整个系统供电。

所述的单片机1采用 STC12C5A系列单片机STC12C5A60S2，作为增强型8051，1T的运行速度相对于采用12分频的12T系列单片机而言，运算速度快了12倍，自带第二串口可以实现与PC端的通讯；主机自身带有LCD显示屏，采用NOKIA公司的LPH7366，可以显示系统所有模块的状态信息。主机同时带有USB接口，可以连接电脑并使用PC端控制软件实现对系统的控制及监视。具体的模块内部电气连接关系图参见图8。

如图3所示，所述的单片机1连接继电器模块21和指示灯接口，指示灯显示当前继电器通断状态，使用薄膜按键22控制灯光，另有程序烧写接口，串口接收完成后对数据帧进行分析，后接入总线。继电器模块2可以完成低压直流电路对高压交流电路的开关控制，实现对家电的通断电控制，采用高电平触发，触发电流大于1mA，控制电压为5VDC，被控电压为220VAC，同时模块自带反向保护等功能，简化了开发过程。具体的模块内部电气连接关系图参见图4。

所述的ID卡门禁模块3是由ZKTeco公司生产ID卡刷卡模块，无须内置电源，使用时无接触且寿命长。

如图5所示，所述的红外发射模块4将主机发出的控制指令翻译为家电对应的红外码，并通过自带的红外发光二极管发送给家电。遥控发射器专用芯片运用日本NEC的制式。当发射器按键按下后，遥控器发出经过调制的38kHz红外方波，经过一体化红外接收头处理后输出的波形。该模块可以实现对家中红外遥控设备的控制，拓展系统控制范围。

如图2所示，所述的电压转换模块5采用LM7805三端稳压管来实现对模块核心电路的稳压，由此可以获得高质量的直流电。

如图6所示，所述的环境信息感知模块6中包含温度传感器51、湿度传感器52以及气压传感器53，可以获得环境的温度、湿度以及气压数据。为了实现精确的湿度、气压和温度数据，我们分别选用了GY-65气压模块和DHT11温湿度模块。其中GY-65气压模块除了可以实现高精度的气压测量，同时可以输出高精度的温度用于温度补偿。

所述的蓝牙通讯模块7采用深圳市维芯科技有限公司生产的HC-06无线蓝牙串口透传模块板，它采用自适应调频、CSR BC04蓝牙芯片和数字2.4GHz无线接收技术，同时具有低功耗、低误码率和体积小等特点，控制也非常简单，还具有小巧且价格低廉等优势。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种基于单片机的智能家居控制系统，包含单片机、灯光控制模块、ID卡门禁模块、红外发射模块、电压转换模块、环境信息感知模块和蓝牙通讯模块，其特征在于：所述的灯光控制模块、ID卡门禁模块、红外发射模块、环境信息感知模块和蓝牙通讯模块分别与单片机电性连接，电压转换模块为整个系统供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的智能家居控制系统，其特征在于：所述的单片机采用 STC12C5A系列单片机STC12C5A60S2，主机自身带有LCD显示屏，采用NOKIA公司的LPH7366，主机同时带有USB接口，可以连接电脑并使用PC端控制软件实现对系统的控制及监视。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种基于单片机的智能家居控制系统，其特征在于：所述的单片机连接继电器模块和指示灯接口，指示灯显示当前继电器通断状态，使用薄膜按键控制灯光，另有程序烧写接口，串口接收完成后对数据帧进行分析，后接入总线。

4.根据权利要求3所述的一种基于单片机的智能家居控制系统，其特征在于：所述的继电器模块可以完成低压直流电路对高压交流电路的开关控制，实现对家电的通断电控制，采用高电平触发，触发电流大于1mA，控制电压为5VDC，被控电压为220VAC，同时模块自带反向保护功能。

5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的智能家居控制系统，其特征在于：所述的ID卡门禁模块是由ZKTeco公司生产ID卡刷卡模块，无须内置电源，使用时无接触且寿命长。

6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的智能家居控制系统，其特征在于：所述的红外发射模块将主机发出的控制指令翻译为家电对应的红外码，并通过自带的红外发光二极管发送给家电；遥控发射器专用芯片运用日本NEC的制式；当发射器按键按下后，遥控器发出经过调制的38kHz红外方波，经过一体化红外接收头处理后输出的波形。

7.根据权利要求1所述的一种基于单片机的智能家居控制系统，其特征在于：所述的电压转换模块采用LM7805三端稳压管来实现对模块核心电路的稳压，由此可以获得高质量的直流电。

8.根据权利要求1所述的一种基于单片机的智能家居控制系统，其特征在于：所述的环境信息感知模块中包含温度传感器、湿度传感器以及气压传感器，可以获得环境的温度、湿度以及气压数据；选用了GY-65气压模块和DHT11温湿度模块。

9.根据权利要求1所述的一种基于单片机的智能家居控制系统，其特征在于：所述的蓝牙通讯模块采用深圳市维芯科技有限公司生产的HC-06无线蓝牙串口透传模块板。