毕业设计 - 基于物联网的智能衣柜系统设计

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1 简介

Hi，大家好，学长今天向大家介绍一个 单片机项目

基于物联网的智能衣柜系统设计

大家可用于 课程设计 或 毕业设计

2 绪论

2.1 课题背景与目的

在科技高速发展、日新月异的今天，人们越来越注重生活舒适度和安全卫生。一切在曾经不曾注意到的微生物也引起了人们的广泛关注，螨虫，细菌，病毒纷纷进入人们的视线，如何消灭它们让生活更安全卫生就成了人们生活中的一件大事，这就促发了消毒衣柜的诞生。

该设计使用STC89C52单片机作为主控器件，使用传感器DHT11作为温度湿度检测器件，与单片机通过普通端口相连接，检测的温度湿度值通过处理后，显示在LCD12864显示器上，使用紫外线灯管进行杀菌，使用PTC加热器进行除湿，并且具有按键输入的功能，可以输入设置的消毒时间，当达到设置值后，停止消毒和加热并产生提示的报警音，从而完成整个功能。

3 系统设计

本设计以STC89C52单片机作为控制芯片，以DHT11传感器作为测量芯片，通过读取DHT11测量到的数据来对加热板进行控制，以达到自动干燥的目的，通过设置消毒时间来决定紫外线灯的持续时间，以达到杀毒的目的。

该设计分别从硬件系统设计、软件程序设计两大部分对系统进行分析。

3.1 硬件系部分

• 单片机最小系统
• 温度湿度采集模块
• 紫外线灯控制模块
• PTC加热板控制模块
• 按键模块
• 显示模块

3.2 软件部分

• 主程序
• 温度湿度采集程序
• 紫外线灯控制程序
• PTC加热板控制程序
• 按键扫描程序
• 显示程序

3.1 系统架构

• 按键输入部分：可以通过按键对消毒时间进行设置，为系统输入部分。

• 传感器输入部分：检测所处环境中里的温度和湿度，单片机通过发送指令读取传感器测得的温度和湿度。

• 显示输出：通过单片机驱动LCD12864液晶屏进行显示。

• 声光报警：当压力值超出设定值后，单片机输出报警信号，通过声音与LED灯的闪烁来进行报警。

• PTC加热控制：单片机通过继电器驱动PTC加热器开始加热。

• 紫外线灯控制：单片机通过继电器驱动紫外线灯对消毒衣柜进行杀毒。

3.2 硬件设计

略

3.3 软件设计

本设计软件部分需要实现如下功能：

• 1、 检测温湿度
• 2、 控制紫外线灯和加热板
• 3、 设置消毒时间
• 4、 警报

主程序介绍

主程序为程序的入口函数，该函数的函数名为main()；任何单片机的C语言程序都从此程序开始运行，程序将该处的地址定义为开始地址，单片机上电复位后进入main函数，首先进行初始化设置，首先初始化LCD1602，然后对压力传感器进行初始化，然后转换一次压力值，显示静态数据

按键扫描程序设计流程

DHT11 读取程序流程图

DHT11采用单总线通信极大的减少了硬件上的消耗，只需要通过一个上拉电阻与单片机端口相连就可以，但是相应的单总线读取程序较为复杂，而且对时序的要求极为严格。一次通讯时间在4ms左右，数据分为小数与整数部分，一次完整的数据传输为40bit，高位先出。

LCD12864 显示流程图

需要注意的是，在 LCD12864 初始化过程中， 通过写入 0x06 来设置光标的自动移位， 这就意味着在写入一个字符后光标会自动向右移动一位， 下一次的写入便直接在右侧输入， 减少了人为的移动光标。 而写入 0x3c 会把光标设置成不闪烁并且隐藏。

3.6 实现效果

3.7 部分相关代码

#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/*******************************************************************
端口定义
********************************************************************/
sbit rs = P2^5;
sbit e = P2^7;
sbit rw = P2^6;
sbit MISO = P2^3;
sbit MOSI = P2^2;
sbit SCLK = P2^1;
sbit SS = P2^0;
sbit K1 = P1^0;
sbit K2 = P1^1;
sbit K3 = P1^2;
sbit K4 = P1^3;
sbit LED1 = P1^6;
sbit LED2 = P1^7;
sbit DQ = P3^3;
uchar table1[]=" 00.0 C 00.0%RH";
uchar table2[]="SET 0:00 12:00";
uchar caToneAdd[ ]={0x12,0x20,0x24,0x2e,0x33,0x3c,0x41,0x4b};
uchar t1,t2,fen,miao,hour,min,sec,sec0;
float T,RH,F;
bit flag,tt=1,al=0;
/*******************************************************************
延时函数
********************************************************************/
void delayus(uchar i) //uS 延时
{
while(i--);
}
void delayms(uchar z) //mS 延时
{
 uchar x,y;
 for(x=z;x>0;x--)
 for(y=110;y>0;y--);
}
/*******************************************************************
LCD1602 相关函数
********************************************************************/
void write_com(uchar a) //1602 写命令
{
 rs=0;
rw=0;
 P0=a;
 e=0;
 delayms(2);
 e=1;
 delayms(2);
 e=0;
}
void write_data(uchar b) //1602 写数据
{
 rs=1;
rw=0;
 P0=b;
 e=0;
 delayms(2);
 e=1;
 delayms(2);
 e=0;
}
void init_LCD() //1602 初始化
{
 write_com(0x38); //显示模式设置
 write_com(0x0c); // 显示开关及光标设置
 write_com(0x01); // 显示清零， 数据指针清零
 write_com(0x06); // 地址指针、 光标加 1
}
/*******************************************************************
DS18B20 函数
********************************************************************/
void Init18b20 ( ) //18B20 初始化
{
DQ=1;
_nop_(); //高电平短暂延时
DQ=0;
delayus(86); //delay 527 uS
DQ=1;
delayus(5); //延时 45uS
flag=DQ; //读取 DQ
delayus(80); //延时 494uS
DQ=1;
}
void WriteByte (uchar dat) //写字节
{
uchar i;
for (i=0;i<8;i++)
{
DQ = 0;
delayus(0); //延时 13uS
DQ=dat&0x01;
delayus(5); //45uS 内， 器件采样
DQ=1;
dat >>= 1;
}
}
uchar ReadByte ( ) //读字节
{
uchar i,val=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ = 0;
_nop_();
val >>= 1; //>1uS 后将总线拉高
DQ = 1;
_nop_();
_nop_();
if(DQ==1) //从低电平<15uS 采样
val |= 0x80;
delayus(5); //45uS 空闲时间
DQ=1;
}
return(val);
}
float TemperatuerResult( ) //温度转换
{
float a,b;
Init18b20 ();
WriteByte(0xcc); //跳过 ROM
WriteByte(0x44); //启动温度转换
delayms(750); //最大转换时间 750mS
Init18b20 ();
WriteByte(0xcc);
WriteByte(0xbe); //读取温度转换结果
delayus(80);
a=ReadByte(); //温度低 8 位
b=ReadByte(); //温度高 8 位
b=b*256+a;
if(b>0x8000)
{
b=(!b+1)*0.0625;
write_com(0X80);
write_data(0x2d); // 显示"-"号
}
else
{
b*=0.0625;
 write_com(0X80);
write_data(0x2d); //正号不显示
}
return b;
}
/*******************************************************************
湿度转换函数
********************************************************************/
float HumidityResult( )
{
if((F>7224)&(F<=7351)) RH=(7351-F)/12.7;
if((F>7100)&(F<=7224)) RH=10+(7224-F)/12.4;
if((F>6976)&(F<=7100)) RH=20+(7100-F)/12.4;
if((F>6853)&(F<=6976)) RH=30+(6976-F)/12.3;
if((F>6728)&(F<=6853)) RH=40+(6853-F)/12.5;
if((F>6600)&(F<=6728)) RH=50+(6728-F)/12.8;
if((F>6468)&(F<=6600)) RH=60+(6600-F)/13.2;
if((F>6330)&(F<=6468)) RH=70+(6468-F)/13.8;
if((F>6186)&(F<=6330)) RH=80+(6330-F)/14.4;
if((F>6033)&(F<=6186)) RH=90+(6186-F)/15.3;
if((F>7351)&(F<6033)) RH=101;
return RH;
}
/*******************************************************************
显示函数
********************************************************************/
void display( )
{
write_com(0x80+1); //温度显示
write_data(0x30+T/10);
 write_data(0x30+(int)T%10);
write_data(0xA5);
write_data(0x30+(int)(T*10)%10);
write_com(0x80+9); //湿度显示
write_data(0x30+RH/10);
write_data(0x30+(int)RH%10);
write_data(0xA5);
 write_data(0x30+(int)(RH*10)%10);
write_com(0xc0+4); //消毒时间显示
write_data(0x30+fen);
 write_com(0xc0+6);
 write_data(0x30+miao/10);
 write_data(0x30+miao%10);
write_com(0xc0+10); //日常时间显示
write_data(0x30+hour/10);
 write_data(0x30+hour%10);
write_com(0xc0+13);
 write_data(0x30+min/10);
 write_data(0x30+min%10);
}
/*******************************************************************
初始化函数
********************************************************************/
void init()
{
uchar i;
init_LCD();
write_com(0x80);
 for(i=0;i<16;i++)
 write_data(table1[i]);
write_com(0X80+5);
write_data(0xdf); // ℃
 write_com(0xc0);
 for(i=0;i<15;i++)
 write_data(table2[i]);
LED1=1;
LED2=1;
TMOD=0x15; //T0 计数， T1 计时
TH0=0;
TL0=0;
 TH1=(65536-50000)/256;
 TL1=(65536-50000)%256;
TH2=(65536-50000)/256;
 TL2=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET1=1;
ET2=1;
TR0=1;
TR1=1;
 TR2=1;
}
/*******************************************************************
主函数
********************************************************************/
void main()
{
init();
 while(1)
 {
keyscan();
timing();
T=TemperatuerResult();
RH=HumidityResult();
display();
Alarm( );
 }
}
/*******************************************************************
篇幅有限，之展示部分代码
********************************************************************/



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4 最后