智能控制家電開關(guān)

劉艷艷+王俊童

摘 要：本設(shè)計采用STM32單片機為主控芯片，結(jié)合藍牙模塊，通過軟件編程結(jié)合硬件實物來完成一款無線家電開關(guān)控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作。系統(tǒng)接收到手機藍牙發(fā)送的指令后能夠正確的對指令解析，家電開關(guān)開啟和關(guān)閉要有輸出指示燈提示，通過繼電器控制的燈的亮滅來模擬對應(yīng)電器的開啟和關(guān)閉，系統(tǒng)具備液晶顯示界面，用來顯示所控制家電的開啟和關(guān)閉，系統(tǒng)具備液晶顯示界面，用來顯示所控制家電的開啟和關(guān)閉狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：STM32單片機；藍牙；通信

由西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院"雙E"項目資助（項目編號：20161811）

0 引言

隨著人們的生活水平的提高，越來越多的家用電器被放置到自己的居住空間里面，家電的使用使人們生活水平得到了很大的提高，但是家電占用了較多的居住空間的同時，也為操作帶來了一定的麻煩，或許你還在為一堆遙控器中找你要的那個的時候，在高端住宅的人們已經(jīng)在用自己的手機隨意的開啟自己的家電了。

采用智能手機進行家電的控制具有劃時代的進步，因為手機藍牙遙控的方式不再受到遙控器型號的限制，通過基于藍牙手機的家電控制器，人們可以將有限范圍內(nèi)多臺設(shè)備通過無線方式連接起來，統(tǒng)一控制。傳統(tǒng)的家用電器開關(guān)需要匹配的遙控器才能進行有效的操作，當有了手機藍牙遙控技術(shù)，所有的家電遙控器都可以扔到一邊，手機藍牙遙控不僅節(jié)約了給遙控器更換電池所耗費的成本和時間，同時也使操作的便利性得到了很大的提高。

藍牙技術(shù)是一種技術(shù)設(shè)備短距離通信的無線電技術(shù)。能在包括移動電話等相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線交換。利用藍牙技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與英特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。

科學(xué)技術(shù)地不斷發(fā)展。家電控制的智能化已成為社會的需求?；谖C控制系統(tǒng)的智能化家電使我們的生活更加便利。在國外，20世紀末無線遙控開關(guān)系統(tǒng)得到推廣和應(yīng)用。比國內(nèi)開發(fā)早了近20年，美國最早的藍牙遙控開關(guān)并未用在家用電器，而是用在工業(yè)的計算機上，我們熟知的筆記本電腦的藍牙文件上傳功能，藍牙無線打印功能這些都是早期的典型藍牙傳輸?shù)膽?yīng)用。

1智能電風(fēng)扇的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)主要由STM32單片機為主控，藍牙模塊組成。采用手機藍牙終端進行遙控控制，系統(tǒng)通過手機實現(xiàn)家用電器開關(guān)的遙控開啟和關(guān)閉

2智能電風(fēng)扇硬件選擇

2.1 STM32單片機

STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARM Cortex-0內(nèi)核內(nèi)核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz。單周期乘法和硬件除法。存儲器：片上集成32-512KB的Flash存儲器。6-64KB的SRAM存儲器。POR、PDR和可編程的電壓探測器（PVD）。4-16MHz的晶振。內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路。內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路。帶校準用于RTC的32kHz的晶振。低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。DMA：12通道DMA控制器。支持的外設(shè)：定時器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。3個12位的us級的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道）：A/D測量范圍：0-3.6 V。雙采樣和保持能力。片上集成一個溫度傳感器。2通道12位D/A轉(zhuǎn)換器：STM32F103xC，STM32F103xD，STM32F103xE獨有。最多高達112個的快速I/O端口：根據(jù)型號的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16個外部中斷向量。除了模擬輸入，所有的都可以接受5V以內(nèi)的輸入。最多多達11個定時器：4個16位定時器，每個定時器有4個IC/OC/PWM或者脈沖計數(shù)器。2個16位的6通道高級控制定時器：最多6個通道可用于PWM輸出。2個看門狗定時器（獨立看門狗和窗口看門狗）。Systick定時器：24位倒計數(shù)器。2個16位基本定時器用于驅(qū)動DAC。最多多達13個通信接口：2個IIC接口（SMBus/PMBus）。5個USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，調(diào)試控制）。3個SPI接口（18 Mbit/s），兩個和IIS復(fù)用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。ECOPACK封裝：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封裝形式。

2.2藍牙（HC-05）

Hc-05是一款主從一體可以設(shè)置的藍牙芯片，具有傳統(tǒng)藍牙技術(shù)的功能，模塊的接口有串口、spi接口、usb接口，產(chǎn)品開發(fā)中我們選用了串口進行通信。測試工具：手機，手機藍牙串口apk，usb轉(zhuǎn)串口線，串口助手。打開電腦端串口選擇相應(yīng)的串口端，波特率調(diào)成38400.將模塊的34腳接3.3v，發(fā)送相關(guān)的at指令測試成功。更改相關(guān)參數(shù)。重新上電。打開手機藍牙搜索設(shè)備，打開藍牙助手，配對連接，發(fā)送一些數(shù)據(jù)可以看到電腦串口有相應(yīng)的數(shù)據(jù)，電腦發(fā)送數(shù)據(jù)手機也有顯示，模塊測試ok。

3控制軟件程序設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計采用C語言編寫，編譯環(huán)境為Keil. Keil C51是美國Keil Software公司（ARM公司之一）出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。

Keil C51目前由ARM國內(nèi)授權(quán)代理商提供技術(shù)支持和銷售等相關(guān)服務(wù)。Keil μVision調(diào)試器準確地模擬8051設(shè)備的片上外圍設(shè)備（IC、CAN、UART、SPI、中斷、I/O端口、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和PWM模塊）。模擬幫助你了解硬件配置，避免在安裝問題上浪費時間。 此外，使用模擬器你可以在沒有目標設(shè)備的情況下編寫和測試應(yīng)用程序。

4結(jié)束語

本文對本設(shè)計的基本功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件部分做了做出了介紹 。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)通過手機藍牙完成多路家電用電器開關(guān)的遙控控制，可以通過外置顯示終端實時顯示多路開關(guān)的開啟和關(guān)閉狀態(tài)，顯示終端可以方便直觀的觀察到控制指令的接收和解析是否正確，便于功能的調(diào)試。整個系統(tǒng)具有功耗低，操作方便、性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，具有良好的應(yīng)用和推廣價值。

參考文獻：

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