智能生活助手单片机课程设计报告书.docx
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智能生活助手单片机课程设计报告书
课程设计报告书
题目：
智能生活助手
目录
一、系统概述3
1.1设计特色：
3
1.2主要功能：
3
二、单元电路设计与分析4
2.1人体红外感应模块4
2.2温湿度模块5
2.3串口WIFI无线模块6
2.4继电器模块6
2.5火焰传感器模块7
2.6超声波测距模块8
2.7烟雾气体传感器模块9
2.8时钟模块10
三、电路的安装与调试11
四、结束语12
附件：
13
参考文献13
评语14
一、系统概述
1.1设计特色：
1.主要面对的是残疾人和老人等行动不便的人，普通用户也可以用
2.语音识别和控制、播放
3.主要在室内使用，作息时间控制器，控制家电，安全警报、测温湿度、煤气泄漏，应急灯、测距等功能
4.机器人模型（便携式摆设）
1.2主要功能：
1、语音识别交互
2、语音控制继电器的开关
3、无线传输数据
4、液晶显示
5、显示时间
6、显示温湿度
7、播放音乐
8、作息时间控制器
9、安全警报（检测煤气，火警）
10、可以开启应急灯和警示灯
11、超声波测距
12、底座为车底座，可移动
二、单元电路设计与分析
2.1人体红外感应模块
功能：
用于家庭的防盗报警系统
3.两种触发方式：
L不可重复，H可重复。
可跳线选择，默认为H。
A.不可重复触发方式：
即感应输出高电平后，延时时间一结束，输出将自动从高电平变为低电平。
B.可重复触发方式：
即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围内活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点）。
2.2温湿度模块
功能：
检测空气湿度
数字温湿度传感器DHT11
DHT11温湿度传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。
传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。
因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。
每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。
校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。
单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。
超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。
产品为4针单排引脚封装，连接方便。
2.3串口WIFI无线模块
功能：
无线传输数据
片内集成了高性能微处理器实现串口数据的透明传输，工作于2.4GHz全球开放ISM频段免许可证使用，可广泛应用于各种场合的短距离无线通信、工业控制领域。
产品本身可将自己的串口接到计算机后用配置程序进行通信速率、格式、编码等的设定，无须其它任何编程装置。
2.4继电器模块
功能：
语音控制继电器开关
电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：
继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。
2.5火焰传感器模块
功能：
各种火焰，火源探测
1、可以检测火焰或者波长在760纳米～1100纳米范围内的光源，打火机测试火焰距离为80cm，对火焰越大，测试距离越远
2、探测角度60度左右，对火焰光谱特别灵敏
3、灵敏度可调（图中蓝色数字电位器调节）
4、比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA
5、配可调精密电位器调节灵敏度
2.6超声波测距模块
功能：
超声波测距
基本工作原理：
（1）采用IO口TRIG触发测距，给最少10us的高电平信呈。
（2）模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；
（3）有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2;
2.7烟雾气体传感器模块
功能：
用于煤气检测
MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡（SnO2）。
当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。
使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。
这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。
2.8时钟模块
功能：
显示当前时间
DS1302实时时钟模块DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。
实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、周、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整。
时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。
DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：
（1）RST复位
（2）I/O数据线（3）SCLK串行时钟。
时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。
DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mWDS1302主要性能指标：
★实时时钟具有能计算2100年之前的秒、分、时、日、星期、月、年的能力，还有闰年调整的能力
三、电路的安装与调试
智能生活助手”基于为老人等行动不便的人提供便利的服务为目的，同时考虑到正常人的使用和时尚，我们为其设计了一个液晶显示屏。
整个系统分为发射部分和手持设备。
操作非常简单，通过预先在各个地点安装我们的我们非常廉价和小巧的发射装置，当用户手持设备靠近时会自动识别该地点的地址编码，然后与手持设备中存储的信息进行比对，然后用语音播放相应的地点信息。
通过触摸选择屏幕上的相关功能选项就可以进入相应的功能区。
比如进入mp3播放器、在主菜单获取实时环境信息。
当环境改变时还会通过语音提示我们采取相应的措施。
比如火灾和煤气泄漏的报警系统。
整个系统包括主控部分即嵌入式开发板，人体红外感应模块，温湿度模块，串口WIFI无线模块，继电器模块，火焰传感器模块，超声波测距模块，烟雾气体传感器模块，时钟模块。
经过安装调试，功能都能成功实现。
四、结束语
通过这次对智能生活助手的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于各个模块的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。
而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。
所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。
附件：
序号
元器件名称
型号
数量
主要参数
1
单片机
STC89C52
1
2
晶振
12MHz
1
3
电解电容
10uF
1
4
陶瓷电容
30pF
2
5
电阻
200欧
6
6
电阻
10K欧
8
7
按键
4
8
自锁开关
1
9
发光二极管
红、绿、蓝
8
10
液晶显示屏
LCD1602
1
11
语音识别模块
NewWay
1
12
温度模块
DHT11
1
13
无线收发射模块
CDT01
2
315MHZ/433.92MHZ
14
火焰传感器模块
1
3.3V-5V
15
烟雾气敏传感器模块
MQ-2
1
16
液晶显示屏
LCD12864
1
17
时钟模块
1
DS1302
参考文献
[1]《单片机原理及接口技术（第四版）》李朝清王艳玲主编北京航空航天大学出版社
[2]《单片机原理及接口技术》张毅刚主编人民邮电出版社
[3]《无线通信中的空时与协作信号处理》刘琚主编人民邮电出版社
[4]《最新语音识别技术》李逸波主编电子工业出版社
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