项目申报-蓝牙开关

基于单片机的蓝牙家电开关汇报人：2018年12月4日2一、项目摘要二、立项依据三、研究方案四、研究基础主要内容3一、项目摘要研究背景：随着人们生活条件的逐步提高，电视、冰箱、空调、洗衣机等诸多家用电器已经进入了千家万户，随着家用电器种类的不断增多，较早的家庭住宅设计之初对家用电器开关的预留相对较少，这就出现了要通过增加很多电源插板的方式才能满足多种家用电器的接入使用，采用外接电源插板的方式不仅存在一定的安全隐患，经常插拔电源插头也极不方便，因而传统的机械式开关必将被新的科技产品所取代。4一、项目摘要在高端住宅的人们已经在用自己的智能手机来随意的开启自己的家电了。采用智能手机进行家电的控制具有划时代的进步，因为手机蓝牙遥控的方式不再受到遥控器型号的限制，传统的家用电器开关需要匹配的遥控器才能进行有效的操作，当有了手机蓝牙遥控技术，所有的家电遥控器都可以扔到一边了，手机蓝牙遥控不仅节约了给遥控器更换电池所耗费的成本和时间，同时也使操作的便利性得到很大的提高。5一、项目摘要研究结果：基于51单片机基础知识结合自动控制技术和蓝牙2.0通信技术，设计完成一套无线遥控家电开关系统通过软件编程结合硬件实物的无线家电开关控制系统的设计与制作。6一、项目摘要研究意义：综合蓝牙家电开关系统的各个设计层面和功能要求，本文利用51单片机技术、自动控制技术，手机蓝牙通信技术设计了一套以单片机为基础的无线家电开关控制系统。本设计结构简单、工作可靠、价格低廉，控制灵活，应用性比较强。因此，不仅在市场推广上有显著的实际意义，在学术研究上也有一定的教学与教育意义。7二、立项依据国外发展状况：在国外，20世纪末无线遥控开关系统以及得到推广和应用，美国最早的蓝牙遥控开关并未用在家用电器上，而是用在工业的计算机上，我们熟知的笔记本电脑的蓝牙文件上传功能，蓝牙无线打印功能这些都是早期的典型蓝牙传输的应用。由于手机蓝牙的应用，使蓝牙技术由传统的工业应用发展到了日常应用，各种手机蓝牙控制设备也逐步被开发和推广应用。8二、立项依据需解决问题：（1）系统接收到手机蓝牙发送的指令后能够正确的对指令解析；（2）家电开关开启和关闭要有输出指示灯提示，通过继电器控制的灯的亮灭来模拟对应电器的开启和关闭；（3）系统具备液晶显示界面，用来显示所控制家电的开启和关闭状态；（4）系统需要设计完成多路家电开关的开启与关闭控制，相互之间不能有干扰。9二、立项依据预计研究结果：本设计采用STC89C52单片机为主控芯片，结合HC-05蓝牙模块，通过软件编程结合硬件实物来完成一款无线家电开关控制系统的设计与制作。此蓝牙遥控家电开关系统主要电路模块包括：单片机最小系统、HC-05蓝牙模块、液晶LCD12864显示电路、电源系统电路、继电器开关电路。系统所使用的主要元器件包括：STC89C52单片机、HC-05工业级2.0蓝牙模块、液晶显示屏采用中文液晶LCD12864、家用电器开关采用DC-5V松乐继电器开关。10三、研究方案系统设计方案：采用手机蓝牙终端进行遥控控制，系统通过手机蓝牙实现家用电器开关的遥控开启和关闭51单片机控制终端智能手机终端HC-05蓝牙模块4路继电器家电开关LCD液晶显示方案系统框图11三、研究方案可行性分析：采用此方案进行设计具有控制方便灵活，不用额外携带控制设备即可实现家用电器的开启关闭的操作，同时蓝牙遥控具有密码匹配在操作安全性上有很好的保证，同时又不需要缉拿相应的通信费用。12三、研究方案电源管理系统设计方案：采用直流电源同时增加LDO电源管理芯片进行系统的稳压，由于系统单片机需要直流5V电压供电，HC-05蓝牙模块需要3.3V直流电源供电，因而系统采用单一的电源不能同时满足单片机和蓝牙模块的电压需求，系统电源管理电路需要增加5V和3.3V的电压管理芯片，系统采用直流9V供电，5V电压输出采用LM7805稳压芯片稳压后输出给单片机及板上的5V电压系统供电，3.3V的电压采用RT9193-3.3V稳压输出给系统的HC-05蓝牙模块供电。13三、研究方案蓝牙通信系统设计方案：采用HC-05蓝牙模块，HC-05蓝牙模块是一款高性能的蓝牙主从一体串口通信模块，它可以和多种带蓝牙功能的电脑、手机、PAD等智能终端进行配对，该模块支持非常宽的波特率范围：4800-1382400，并且可兼容5V和3.3V单片机系统，使用方便连接灵活具有较高的性价比，同时HC-05为工业级产品，性能稳定、可靠性较高。14三、研究方案系统蓝牙通信电路采用HC-05模块作为核心，加以外围电路的设计15三、研究方案单片机控制系统设计方案：由于系统功能相对较少，只是实现与GSM模块的通信以及继电器控制指令的发出，因而不需要选择引脚多的太高端的单片机；其次要考虑到设计的成本要求，目前市场上8位单片机相比16位以上单片机具有很好的价格优势，考虑到8位单片机完全能够达到设计的功能要求，因而本设计首选单片机是8位单片机。具体型号选择宏晶科技生产的STC89C52单片机。16三、研究方案单片机最小系统电路为整个系统的控制核心，用于控制这个系统的正常运行，单片机最小系统电路主要有STC89C52单片机、晶振电路、复位电路组成，此部分电路图如图所示。17三、研究方案家电控制电路设计：系统家电控制电路采用多路继电器控制实现，继电器控制电路采用弱电控制强电的工作原理，单片机通过控制继电器的断开和吸合来控制外接家电的通断。18三、研究方案P14-P17分别接到单片机的IO口上，当单片机输出低电平的时候继电器吸合，外部接家电的开关吸合接通，家电启动工作；当单片机输出高电平的时候三极管断开，继电器外部开关断开，外接的家电停止工作。考虑到实际的可操作性，以及能够直观的分辨出继电器开发的接通和断开，外部家电采用LED灯的亮灭来替代，当对应家电的LED灯点亮代表对应家电电源接通，家电处于工作状态，当对应的LED灯熄灭代表对应的家电电源开关断开，家电停止工作。19三、研究方案系统软件设计方案：采用C语言编程，编译环境为KeilKeilC51可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件，然后分别有C51及A51编辑器编译连接生成单片机可执行的二进制文件（.HEX），然后通过单片机的烧写软件将HEX文件烧入单片机内。软件主要三个方面：一是初始化系统；二是数据采集；三是数据处理并进行显示。这三个方面的操作分别在主程序中来进行。程序采用模块化的结构，这样程序结构清楚，易编程和易读性好，也便于调试和修改。20三、研究方案初始化液晶LCD12864、初始化串口模块将冰箱状态翻转蓝牙是否接收到数据？YN数据是A？数据是B？数据是C？数据是D？将空调状态翻转将电视状态翻转将灯泡状态翻转处理家电状态显示在液晶上YYYYNNNN启动当系统上电后首先完成各个组件的初始化，一个系统的初始化是程序运行必不可少的环节，完成以后系统首先要启动蓝牙串口通信模块，保证蓝牙模块和手机蓝牙控制终端完成匹配。单片机通过串口通信的方式实现和蓝牙模块的通信，单片机对蓝牙模块接收到的指令进行解析然后输出控制指令到继电器开关，从而实现对家电开关的控制；LCD液晶对4路家电开关的开启和关闭状态进行显示，便于直观的测试。21三、研究方案系统蓝牙通信模块子程序主要完成手机蓝牙指令的接收以及和单片机直接的数据通信等，此部分程序的完成是整个系统软件设计成功与否的关键所在。开始开机启动蓝牙模块未匹配指示状态灯判断是否与手机蓝牙终端匹配成功？完成匹配，切换匹配成功指示灯状态N判断是否接收到手机蓝牙终端发送的指令？通过串行通信把数据传输到单片机22四、研究基础研究工作积累、工作条件、项目组人员简历。23谢谢！