基于物聯(lián)網(wǎng)“消失”的電腦桌的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

孟祥斌 朱佳梅

摘要：近幾年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)速度的不斷擴(kuò)增，更多的傳感感應(yīng)設(shè)備和計算機(jī)的識別能力和處理能力的不斷增強(qiáng)，使用者對智能家居和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的興趣不斷提高，對物聯(lián)網(wǎng)也更加的了解，對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的需求量也在不斷增加。在未來，基于情景智能的個人、家庭與集團(tuán)應(yīng)用將深入日常生活?；谖锫?lián)網(wǎng)“消失”的電腦桌的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，主要實(shí)現(xiàn)提高空間利用率、緩解使用者的疲勞的功能。該作品還提供語音播報、紅外感應(yīng)、重力感應(yīng)等功能模塊。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；功能模塊；智能家居

引言

現(xiàn)代人對生活質(zhì)量的要求越來越高，但隨著房價的上漲很多人只能買戶型較小的房子，空間的最大利用率成為了他們的煩惱，如果采用傳統(tǒng)式的折疊桌子不僅耗時耗力而且使用起來也非常的麻煩，很不符合現(xiàn)在快節(jié)奏的生活。隨著智能家居的發(fā)展，采用單片機(jī)對傳統(tǒng)電腦桌進(jìn)行優(yōu)化。為了更好的使空間資源達(dá)到最大，我們研究了一個基于物聯(lián)網(wǎng)新型可升降電腦桌。主要實(shí)現(xiàn)以更加高效、智能化的方式提高空間并讓使用者有更加好的體驗(yàn)。

一、主要技術(shù)介紹

通信模塊TC35i的原理：

TC35i是德國西門子公司的一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。TC35i的GSM模塊是一個工業(yè)級的新型GSM模塊，其工作的頻率在EGSM900和GSMl800兩個頻段，電源工作的范圍為3.3-4.8V的直流電壓，其電流為3.5mA時模塊為休眠和消耗狀態(tài)，電流為25mA是其空閑狀態(tài)為，平均電流為300mA是其發(fā)射的狀態(tài)，2.5A的電流是該模塊的峰值；該模塊可進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的信號和語音的傳送，其使用功耗分別為2W和1W，該模塊通過天線連接器連接天線，通過接口連接器連接SIM卡讀卡器。SIM卡的使用電壓為3V/1.8V，TC35i GSM模塊的數(shù)據(jù)接口可通過使用AT命令實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸和數(shù)據(jù)指令，可以選擇波特率的范圍在300b/s一115kb/s之間，其自動波特率的范圍在1.2kb/s-115kb/s。該GSM模塊兼容SMS（Short Message Service，短消息）的使用，可以通過使用AT命令或關(guān)閉斷開發(fā)送的信號來實(shí)現(xiàn)模塊的重啟和恢復(fù)模塊的故障.TC35i是以MAX232來實(shí)現(xiàn)的串口通信及電平的轉(zhuǎn)換為核心的數(shù)據(jù)通信電路。MAX232的作用主要是實(shí)現(xiàn)TFL電平的轉(zhuǎn)換。該器件包含2個接口器、2個驅(qū)動器和1個電壓發(fā)生器該電路提供了TIA＼EIA-232-F的電平。該器件符合TIA＼EIA-232-F的標(biāo)準(zhǔn)。其主要功能是實(shí)現(xiàn)串口通訊功能的驅(qū)動與串口數(shù)據(jù)接收。

二、系統(tǒng)設(shè)計

1.硬件的總體設(shè)計

本設(shè)計整體采用AT89C52單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對電腦桌當(dāng)前狀況的實(shí)時監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。它的模塊組成部分主要有：AT89C52單片機(jī)控制模塊、1602顯示模塊、串口通信模塊、數(shù)據(jù)信息采集模塊、重力感應(yīng)模塊、紅外測距感應(yīng)模塊、報警模塊。

2.主機(jī)控制模塊

本設(shè)計系統(tǒng)主要以AT89C52單片機(jī)為主芯片，AT89C52單片機(jī)是一種自帶4K字節(jié)的FLASH存儲器fFPEROM--FlashProgrammable and Erasable Read Only Memory）的CMOS 8位微處理器，其使用的電壓低而且性能高，AT89C52單片機(jī)芯片的算數(shù)功能強(qiáng)，自由度大，軟件編輯靈活，并且AT89C52有整體的體積小、消耗的功耗低、技術(shù)相對成熟、高性能、使其運(yùn)行的電壓低和價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。

3.報警模塊

系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析，如果超過設(shè)定值，就會通過語音報警并提出一些合理化的建議。

4.通信模塊

本設(shè)計采用德國西門子公司的雙頻率900＼1800MHZ高度集成的GSM模塊TC 35i。它體積小、重量輕、功耗低，支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短信，便于集成等優(yōu)點(diǎn)。

5.傳感器模塊

本系統(tǒng)溫度傳感器選擇DHTll。DHTll是一款有校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫度傳感器。其精度溫度+-2℃，量程溫度0-50℃。DHT11含有溫濕度復(fù)合傳感器，它是以校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出，它應(yīng)用于專用的溫濕度傳感技術(shù)和數(shù)字模塊采集技術(shù)，具有極高的可靠性和長期穩(wěn)定性。他具有響應(yīng)速度快、品質(zhì)優(yōu)越、性價比極高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類應(yīng)用中，在苛刻應(yīng)用場合的最佳選擇并且他不需要外加電路就可直接輸出數(shù)字量。

6.顯示模塊

本系統(tǒng)采用1602液晶顯示屏作為顯示電路來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的溫度、亮度的顯示功能。他能同時顯示32個字符，價格便宜，編程簡單而且穩(wěn)定可靠。顯示原理簡單易懂，1602液晶顯示屏具有顯示質(zhì)量高、體積小重量輕、數(shù)字式接口，功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

三、系統(tǒng)設(shè)計方案

本系統(tǒng)主要完成對室內(nèi)環(huán)境的實(shí)時情況進(jìn)行采樣、數(shù)據(jù)分析處理和使用者體態(tài)信息的檢測調(diào)節(jié)等功能，同時并能自動根據(jù)設(shè)定的算法自動得到系統(tǒng)的溫度、亮度值，并將結(jié)果與給定的值進(jìn)行比較，然后自動調(diào)節(jié)到給定值。根據(jù)采集的使用者的體態(tài)特征進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了便于編程和程序的可讀性，本設(shè)計采用模塊化的設(shè)計，其主要模塊包含以下幾個部分：初始化單片機(jī)，數(shù)據(jù)采集及分析處理，串口通信，顯示等模塊。整體模塊如下圖所示。

四、結(jié)語

本系統(tǒng)以ATMEL公司的一款低電壓、高性能CMOS 8位微處理器的單片機(jī)AT89C52為控制核心，一個基于物聯(lián)網(wǎng)“消失”的電腦桌的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)時的檢測室內(nèi)的環(huán)境信息和使用者體態(tài)信息。系統(tǒng)簡單，使用方便，經(jīng)濟(jì)，有一定的市場前景。