智能家居是指利用先進的計算機技術、網絡通信技術、綜合布線技術 ,將與家居生活有關的各種子係統有機地結合在一起 ,通過統籌管理 ,讓家居生活更加舒適、安全、有效。

 

suizherenmenshenghuoshuipingdetigaohedianzijishudefazhan，jiajuzhinenghuayijingkaishizoujinlewomenrichangdeshenghuo。renmenyijingbumanzuyuanjianshideshoudongkaiguanlaikongzhidengju，congerkaifachulezhinenghuashuipinggenggaodezhuanyezhaomingkongzhideyaokongxitong，qichengbendi，zhilianggao，yingyonglinghuofangbian。eryouyujuyoutijixiao、功耗低
、功能強
、成本低的特點，紅外線遙控已經是目前應用最廣泛的一種通信和遙控手段。

 

 

紅外線遙控就是利用紅外線(又稱紅外光)laichuandikongzhixinhao，shixianduikongzhiduixiangdeyuanjulikongzhi。jutilaijiang，jiushiyoufasheqifachuhongwaixianzhilingxinhao，youjieshouqijieshouxialaibingduixinhaojinxingchulibingshibie
，zaitongguoxiangyingdekongzhixinpian，zuihougenjujieshoudaodebutongxinhaoshixianduikongzhiduixiangdegezhonggongnengdeyuanjulikongzhi。

 

紅外線發射器由指令按鍵
、信號產生電路
、頻率調製電路、驅動電路及紅外線發射器件組成，如圖1 所示。當指令鍵按下時，指令信號產生電路便產生所需要的控製指令信號。

 

zhelidekongzhizhilingxinhaoshiyimouxiebutongdetezhenglaiqufende。changyongdequfenzhilingxinhaodetezhengshipinlvtezhenghemazutezheng，jiyongbutongdepinlvhuobutongdebianmadedianxindaihaodaibiaobutongdezhiling。zhexiebutongdezhilingxinhaojingguopinlvtiaozhi，zuihouyouqudongdianluqudonghongwaixianfasheqijian，fachuhongwaixianyaokongzhilingxinhao。

 

圖1 紅外線發射的組成

 

紅外接收器由紅外線接收器件
、前置放大電路、信號解調電路、指令檢測電路組成，如圖2。danghongwaixianjieshouqijianjieshoudaofasheqidehongwaixianzhilingxinhaoshi，tajianghongwaiguangxinhaobianweidianxinhaobingsongruqianzhifangdaqijinxingfangda，zaijingjietiaoqijietiaohouyouzhilingxinhaojianchudianlujiangzhilingxinhaojianchu，shixiangezhongcaozuo。

 

圖2紅外線接收器的組成

 

要yao實shi現xian係xi統tong的de遙yao控kong功gong能neng，就jiu必bi須xu先xian選xuan擇ze信xin號hao指zhi令ling傳chuan送song的de方fang式shi。根gen據ju遙yao控kong的de方fang式shi和he使shi用yong者zhe場chang合he不bu同tong，可ke以yi把ba這zhe些xie控kong製zhi信xin號hao特te征zheng進jin行xing各ge種zhong組zu合he編bian碼ma。如ru電dian壓ya極ji性xing的de組zu合he方fang式shi，電dian信xin號hao相xiang位wei的de組zu合he方fang式shi，電dian信xin號hao幅fu值zhi的de組zu合he方fang式shi

，頻pin率lv的de組zu合he方fang式shi，脈mai衝chong的de寬kuan度du
、相位、fududengcanshudezuhefangshijimaichongbianmazuhefangshideng。maichongbianmazuhefangshijuyouzhilingrongliangda，kangganraonengliqiang，baomixinghaojibianyuyongluojidianlulaishixiandengyoudian，dedaoleguangfandeyingyong。

 

 

紅外遙控電路由發射電路和接收電路組成，發射部分由按鍵開關電路、控kong製zhi芯xin片pian和he紅hong外wai發fa射she電dian路lu三san部bu分fen組zu成cheng。當dang按an下xia遙yao控kong按an鈕niu時shi，單dan片pian機ji產chan生sheng相xiang應ying的de控kong製zhi信xin號hao，經jing紅hong外wai發fa射she二er極ji管guan發fa射she出chu去qu。接jie收shou部bu分fen由you紅hong外wai接jie收shou頭tou
、控製芯片、調(tiao)光(guang)電(dian)路(lu)組(zu)成(cheng)，當(dang)紅(hong)外(wai)接(jie)收(shou)器(qi)接(jie)收(shou)到(dao)控(kong)製(zhi)脈(mai)衝(chong)後(hou)，經(jing)單(dan)片(pian)機(ji)處(chu)理(li)，判(pan)斷(duan)是(shi)否(fou)對(dui)電(dian)燈(deng)進(jin)行(xing)調(tiao)光(guang)或(huo)開(kai)關(guan)，根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)執(zhi)行(xing)相(xiang)應(ying)的(de)操(cao)作(zuo)，接(jie)收(shou)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)5 伏單電源電壓供電。如下圖所示：

 

圖3 係統設計框圖

 

 

在本係統中選擇的是51 係列的AT89C51(＄3.7500)芯片，AT89C51是一種帶4k字節閃爍可編程可擦除隻讀存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高性能CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲器製造技術製造，與工業標準的MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由於將多功能8 位CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控製器，為很多嵌入式控製係統提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51 是一個低功耗高性能單片機

，40 個引腳
，32 個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內含2 個外中斷口
，2 個16 位可編程定時計數器，2 個全雙工串行通信口，AT89C51 可以按照常規方法進行編程
，也可以在線編程。

 

其將通用的微處理器和Flash 存儲器結合在一起，特別是可反複擦寫的Flash 存儲器可有效地降低開發成本。

 

 

在本係統設計中，單片機發出的信號如何被紅外發射管識別，發射管能否正常發射紅外信號是發射電路要解決的關鍵問題。

 

要yao發fa射she紅hong外wai信xin號hao，必bi須xu要yao有you紅hong外wai發fa射she器qi件jian。紅hong外wai發fa光guang二er極ji管guan是shi一yi種zhong能neng產chan生sheng紅hong外wai光guang的de發fa光guang二er極ji管guan
，目mu前qian大da量liang使shi用yong的de紅hong外wai發fa光guang二er極ji管guan發fa出chu的de紅hong外wai線xian波bo長chang為wei940nm 左(zuo)右(you)，外(wai)形(xing)與(yu)普(pu)通(tong)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)相(xiang)同(tong)
，隻(zhi)是(shi)顏(yan)色(se)不(bu)同(tong)。常(chang)見(jian)的(de)紅(hong)外(wai)發(fa)射(she)二(er)極(ji)管(guan)有(you)黑(hei)色(se)
，透(tou)明(ming)色(se)，它(ta)與(yu)普(pu)通(tong)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)的(de)最(zui)大(da)區(qu)別(bie)在(zai)於(yu)所(suo)發(fa)出(chu)的(de)光(guang)為(wei)不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)，而(er)普(pu)通(tong)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)發(fa)出(chu)的(de)是(shi)各(ge)種(zhong)顏(yan)色(se)的(de)可(ke)見(jian)光(guang)[5]，通常，紅外發光二極管分為兩種結構形式：一種是遙控發射型紅外發光二極管(即最常用的手持遙控器所用的紅外發射二極管);yizhongshijinjulifashexinghongwaifaguangerjiguan
，zhezhongerjiguanbahongwaiguangdefasheyujieshougongjiweiyiti。youyubenshejishixiandeshijiajuyaokong，yincicaiyongdiyizhongjike。

 

如圖4 所示為係統遙控發射原理圖，P1.0 口為按鍵輸入口;P2.0 口為紅外發射端口，用於輸出38kHz 載波編碼，脈衝經9013(NPN)放大然後由紅外發射管輸出;第9 腳為單片機的複位腳
，采用RC 手動複位電路;18、19 腳接晶振。

 

圖4紅外發射電路圖

 

 

yibandehongwaijieshoutouzhuyaoyoujichengdianluwaijiazurongyuanjian，hongwaixianjieshouguanjilvboguangpiandengzucheng，dianlushejixiangduifansuo
，zaishijiyingyongzhongbufangbian。erhongwaiyaokongjieshoutouSM0038 jihongwaijieshouguan
，qianzhifangdajietiaodengyuyiti
，wuwaibudianlu，tijixiao
，mifengxinghao，lingmindugao，yingyongjiandan，yongxiaogonglvhongwaifasheguanfashexinhaojieshoujulida35 米，並且價格低廉。它僅有三條管腳
，分別是電源正極、電源負極以及信號輸出端，其工作電壓在5V 左右，接收頻率為38kHz,tadezhuyaogongnengbaokuofangda，xuanpin，jietiaojidabufen，yaoqiushuruxinhaoxushiyijingbeitiaozhidexinhao。congershidianludadaozuijianhua，lingminduhekangganraoxingdoufeichanghao，shiyigejieshouhongwaixinhaodelixiangzhuangzhi。rutu5 所示：

 

圖 5 SM0038

 

 

接收電路和調光電路的實現均是通過繼電器實現的，給每一個繼電器串聯一個電阻，構成一個回路
，本電路將四個繼電器回路並聯，連接在P0 口kou上shang
，當dang四si個ge繼ji電dian器qi均jun閉bi合he時shi，燈deng最zui亮liang
，當dang三san個ge繼ji電dian器qi工gong作zuo時shi，燈deng較jiao亮liang，當dang兩liang個ge繼ji電dian器qi工gong作zuo時shi燈deng次ci亮liang

，當dang一yi個ge繼ji電dian器qi工gong作zuo時shi
，燈deng最zui暗an，當dang四si個ge繼ji電dian器qi都dou不bu工gong作zuo時shi
，燈deng泡pao處chu於yu關guan閉bi狀zhuang態tai。接jie收shou電dian路lu圖tu如ru圖tu6 所示：

 

圖 6 接收電路圖

 

 

本係統所用的紅外線接收器SM0038 的解調中心頻率為38KHz,故發射頻率也采用38kHz,本電路采用一路按鍵，一種編碼方式實現對家居燈的控製，接收端根據接收到的不同編碼個數實現燈的不同亮度的調節控製。每一次P1.0 口為低電平時
，則確定鍵被按下
，由P2.0 口發射一個編碼。接收端接收編碼時進行判斷，首個低電平是否大於2ms，如果是
，再判斷是否是正確的編碼，如果是
，num加1，亮度調暗一檔。

 

 

圖 7 發射程序流程圖

 

初始化程序後，開定時器產生38kHz 脈衝，再判斷有無按鍵按下
，當有按鍵按下時
，根據定時器設定的時間發一幀脈衝，首先發3ms 高電平，再發1ms 低電平

，1ms 高電平，接著停發10ms。

 

 

圖8 接收部分調光程序流程圖

 

接收端采用查詢方式接收，當查詢到P1.0 口為低電平時，累加器工作，通過累加器中變量個數判斷控製燈的亮度及開關。當num為0 時，燈最亮，加1則調暗一個檔次，當num等於4 時，繼電器全部斷開，燈滅。

 

 

為(wei)了(le)減(jian)少(shao)電(dian)路(lu)的(de)繁(fan)瑣(suo)，我(wo)使(shi)用(yong)單(dan)片(pian)機(ji)來(lai)實(shi)現(xian)軟(ruan)件(jian)編(bian)碼(ma)解(jie)碼(ma)，大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)電(dian)路(lu)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)
，降(jiang)低(di)了(le)成(cheng)本(ben)，僅(jin)僅(jin)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)鍵(jian)就(jiu)能(neng)實(shi)現(xian)對(dui)一(yi)個(ge)燈(deng)具(ju)的(de)開(kai)關(guan)和(he)亮(liang)度(du)調(tiao)節(jie)，若(ruo)是(shi)把(ba)一(yi)個(ge)按(an)鍵(jian)開(kai)關(guan)改(gai)設(she)成(cheng)一(yi)個(ge)矩(ju)陣(zhen)鍵(jian)盤(pan)，就(jiu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)整(zheng)個(ge)家(jia)裏(li)的(de)燈(deng)具(ju)的(de)開(kai)關(guan)和(he)亮(liang)度(du)控(kong)製(zhi)，實(shi)用(yong)性(xing)很(hen)強(qiang)。

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