编号HJJ-51-2021-025设计简介本设计是基于单片机的智能家居联动控制主要实现以下功能手动控制窗帘、窗户且可通过语音控制回家播报“欢迎回家”且可通过语音控制手动开关热水器热水器自动加热以及进水标签51单片机、LCD1602、DS18B20、语音识别题目扩展家居控制、智能家居、自动控制系统框图本设计以STC89C52单片机为核心控制器加上其他的模块一起组成智能家具联动控制的整个系统其中包含中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了STC89C52单片机其主要作用是获取输入部分数据经过内部处理控制输出部分。输入由五部分组成第一部分是DS18B20温度检测模块通过该模块可检测当前的温度值第二部分HC-SR04超声波测距模块通过该模块测出当前水位第三部分是独立按键通过四个独立按键窗帘、窗户、热水器和灯的开关第四部分是供电电路给整个系统进行供电。第五部分是语音输入模块通过语音控制窗帘、窗户、热水器和灯的开关输出由六部分组成第一部分是LCD1602显示模块, 通过该模块可以显示当前水温、水位第二部分是继电器控制热水器是否加热当温度小于设置值时继电器闭合热水器进行加热第三部分是步进电机控制窗帘的开和关第四部分是步进电机控制窗户的开和关第五部分是继电器控制进水当水位小于设置值时继电器闭合热水器进水第六部分是扬声器当开门灯亮时语音模块输出“欢迎回家”第5章 设计调试在设计完成之前要经过多次调试调试也是设计中最重要的步骤之一此次调试主要分为三个步骤硬件调试软件调试软硬件结合进行调试如果三个步骤都调试无误则本次设计完成。其整体系统设计的原理图如下图5-1所示5.1 硬件调试调试是毕业设计中的重要环节硬件调试也是非常关键的一个步骤硬件设计重中之重的地位在每一个设计中都是如此。因为如果硬件是有问题即使软件程序都是正确无误的最后的仿真调试也不会出现理想的功能效果。在把各个模块安装完成后将模块的各个引脚通过杜邦线与和程序中指定的单片机端口相连接。由于需要用到的线较多在接线时应该注意理清线头把对应的线接到单片机相应的端口。防止因为接线错误出现意想不到的问题。我在硬件的调试中发现了几个问题下面列举两个说明1语音控制结果出现偏差在对语音控制系统进行调试的时候发现语音识别不灵敏延迟严重甚至有时候会出现控制错误的情况。我首先去检查了原理图检查接线是否正确仔细检查了几遍之后发现原理图并没有错误接着去检查了实物的接线当时并没有发现错误然后查阅了大量的文献资料也并没有找出错误出在哪最后通过和其他人交流经验吸取他们失败的教训然后再去检查实物的接线发现和单片机连接的其中的一根线有松动的现象重新焊接后再次调试故障终于消失。2温度显示模块显示错误在对温度显示模块进行调试的时候 LCD1602屏幕出现乱码现象。首先去检查了原理图发现并没有错误然后检查实物连接当时有一个接头接触有些松动但是并没有太在意随后又接着去仔细研读了LCD1602的使用说明书发现并没有明显的失误最后又反过头来检查接线图多次试验最后验证就是松动的这个接头导致的不理想结果的出现。因为其中有一个引脚在焊接的过程中由于人工失误多次焊接造成了焊锡掉落从而导致接头接触不良整个接触点整体松动导致屏幕出现乱码的现象。总结硬件调试首先要检查的就是接头是否接触完好各个引脚的连接是否接触良好。在使用导线把模块按照原理图进行连接时一定要注意千万不能有连旱的情况发生否则设备将会短路不能运行也要把每个接点都焊实不能有虚焊的情况。不能小看每一个接头每一个接头都很重要失之毫厘差之千里。接线的时候一定要非常的仔细认真初次接线相对比调试检查接线更容易一点。接线正确是完成毕业设计最基本的一步也是最关键的一步。最后使用导线将所有模块按照原理图进行连接在焊接的过程中一定要认真仔细千万不能有连旱的情况否则设备将会短路不能运行。5.2 软件调试软件调试更要仔细认真的检查为了保证正确率我采取分步的方法编写程序并及时编译检查错误然后再对这一小部分进行调试检查是否能达到预期的效果就这样按顺序从简单到复杂的一步一步的来进行调试直到所有的小部分都检查完无误之后生成hex文件再进行一个整体的调试如果能出现预期效果则程序调试就可以完成了检查结束进入下一个阶段的调试。5.3 软硬件综合调试在完成以上两个步骤的调试之后就可以进行最后一步的综合调试了。将程序下载好加上外加电源之后综合调试检测是否能达到预期的功能效果。由于之前软硬件调试的经验所以这次我依旧采取分模块来进行调试的方法分模块的进行测试能更容易的发现问题更快速的找出问题所在。先进行LCD1602显示屏的初始化测试如果没问题说明一切正常然后对步进电机进行测试如果通过语音和按键均能控制步进电机的正反转则说明正确接着对热水器进行测试如果通过语音和按键均能控制智能热水器的自动加热、进水且LCD1602显示屏显示无误则说明正确其中热水器自动进水模块在程序中设置小于20cm时进水指示灯就会关闭表示水满不再进行进水操作大于20cm时进水指示灯就会打开表明水位较低此时会自动进行进水操作热水器自动加热模块由于安全问题所以电压选用的较小在程序中设置大于20摄氏度时加热指示灯就会关闭表明加热到了一定的温度不再进行加热操作小于20摄氏度时加热指示灯就会打开表明正在进行加热操作然后对录音模块进行测试如果按下开门键灯能自动打开ISD1820芯片能自动播放“欢迎回家”则说明正确。软硬件综合调试主要的是对语音识别LD3320芯片进行测试在编写程序的时候设置LD3320的唤醒语音为“xiaojie”给语音识别芯片供电之后呼叫“xiaojie”提示灯长亮时表明已经唤醒可以进一步输入语音进行具体指令的操作提前设定固定的词条“开热水器”、“关热水器”、“开门”、“关门”、“开窗户”、“关窗户”、“开窗帘”、“关窗帘”通过输入固定的词条检测指示灯或者其他的操作是否能达到理想的效果如果能则表明整体设计没有问题如果有问题再进行检查修改重新调试直至预期结果出现。编号HJJ-51-2021-025设计摘要如今随着科技的发展人们生活水平的不断提高, 我们生活中的智能家居越来越常见。本次设计从系统集合开发的角度进行设计和开发根据人们具体的需求以单片机为控制器按键和语音模块相互配合,传感器相互联通以此达到联动控制的目的。本次智能家居联动控制系统的设计是以STC89C52单片机为中心主要由语音控制模块LD3320、 语音录放模块ISD1820、HC-SR04水位监测模块、DS18B20温度传感器模块、按键控制模块、直流电机模块等器件来组成这次研究的智能家居联动控制系统。设计完成之后能实现门开后灯自动亮同时语音提醒“欢迎回家”在按键和语音的联合控制下窗帘和窗户自动关闭智能热水器自动烧水其中智能热水器在温度传感器和水位监测器的控制下实现自动加热、自动进水的目的。关键词家居单片机智能联动控制智能语音控制语音录放字数10000内容预览目 录摘 要第1章 引言1.1 设计研究的目的和意义1.2 课题研究的主要内容第2章 整体方案设计2.1 系统组成结构2.2 主要功能要求2.3 智能家居联动控制系统器件的选择2.3.1主控芯片的选择2.3.2电机驱动的选择2.3.3语音控制模块的选择2.3.4总体设计思路第3章 控制系统硬件设计3.1 主要控制电路的设计3.2 语音录放电路的设计3.2.1芯片介绍3.2.2录放模块原理图3.3 步进电机电路设计3.3.1管脚排列图3.3.2电机控制原理图3.4 温度控制电路设计3.4.1工作原理3.5 按键控制电路的设计3.6 语音控制电路的设计3.6.1工作流程3.6.2语音控制原理图第4章 控制系统软件设计4.1 软件介绍4.2 系统程序设计4.2.1系统主程序流程设计4.2.2监测函数流程设计4.2.3按键函数流程设计4.2.4显示函数流程设计4.2.5处理函数流程设计第5章 设计调试5.1 硬件调试5.2 软件调试5.3 软硬件综合调试参考文献致谢