基于STC89C52單片機的智能家居系統設計

趙杰　汪大鵬　徒翔

摘 要：隨著物聯網技術的發展，各種智能化設施逐步走入人們的生活中。文章以STC89C52單片機為核心設計一款智能家居控制系統， 運用各種傳感器采集信息并通過C語言編程實現各系統模塊協調工作，可實現手機Wi-Fi控制家庭常用用電器功能、人體紅外感應控制功能、自動窗簾控制功能以及門禁防盜及煙霧監測報警功能及繼電器控制等。

一、系統設計方案

本文設計的智能家居系統實現的基本功能有：在安全方面的多功能防盜門設計，煙霧報警、繼電器設計等，以及智能方面的紅外感應、自動窗簾、溫度監測等。為體現其“智能化”思路，在各模塊種增加了手機Wi-Fi控制功能，極大地增加了其操作性和實用性。

本設計系統控制器選擇STC89C52型單片機。 STC89C52是STC89C51的一種增強型，它具有低功耗、性能高、價格低 的8位微控制器，擁有 8 K 在系統可編程 Flash、內置 4KB的EEPROM，最高運作頻率可達48 MHz，能夠為眾多嵌入式控制系統提供靈活性高價格低廉的控制方案。

在煙霧報警模塊中采用用MQ-5煙霧傳感器。該煙霧傳感器屬二氧化錫半導體氣敏材料構成，屬于表面離子式的N型半導體材料。

繼電器模塊采用1路光耦隔離繼電器驅動模塊，其中繼電器與煙霧傳感器模塊實為一體，該模塊主要作用是接受到單片機傳來因煙霧傳感模塊發出的警報信號而模擬控制總電源電路的開關的安全模塊。

門禁模塊是由MFRC-522RC522 RFID射頻 IC卡感應模塊。MFRC522是應用于13.56 MHz非接觸式通信中的一種高集成度的讀寫卡芯片；該芯片是一種非接觸式的讀寫卡芯片，且體積小、低電壓、低成本的自動窗簾模塊由光敏傳感器和步進電機及ULN2003步進電機驅動模塊構成。

Wi-Fi智能插座模塊，主要是利用NodeMCU（ESP8266）打造一種較為實用的智能插座。通過NodeMcu上的Wi-Fi模塊實現了對繼電器的智能控制從而實現對各種連接在該電路上的各種家庭用電器的控制。

二、Wi-Fi智能插座模塊軟件部分設計

NodeMCU模塊是在ESP8266模塊基礎上增加了USB接口電路、5V電源等，軟件系統實現了簡單的腳本語言Lua，方便用戶編程。本次的管理平臺我們選用樂為物聯作為智能插排的管理系統。首先我們需要接通平臺，然后Wi-Fi連接我們的“智能插座”。本次需要控制的用電器采用兩個繼電器所代替。圖1中SW1、SW2兩個繼電器表示以連接。接下來設置控制功能，第一步設計開關，如圖2所示。 點擊測試，如果反饋回OK說明控制功能連接成功，到此一個能連Wi-Fi的物聯插座也就完成了。接著開始測試，用手機微信端連接智能插排后，點擊按下開關s1，如圖s01紅色代表開關1按下，右側智能開關上的充電器綠色指示燈亮起（圖3）。通過該功能可控制一般用電器按需供電（比如燒水等）。為增加其實用性，可增加定時功能。

三、結論

本文設計了一款“廉、多、簡”的智能家居系統，該系統在安全上實現了“門禁”功能、煙霧監測報警功能、家庭用電器安全提醒功能等。在智能上體現了門禁的方便性、窗簾的智能性、夜晚紅外感應的便捷性、遠程監測與控制家用電器的人性化和家庭萬年歷的服務性等功能。

參考文獻：

[1]孫 潤.基于WiFi智能家居的網關設計[D].西安：西安工業大學，2015.

[2]張文海.基于物聯網的智能家居安防系統設計[D].西安：西安電子科技大學，2015.