基于５１单片机的教室用电设备现代化管理

蔡绵宏

摘要：XFR/T-003是FSK调频无线带编解码收发模块，是根据市场反馈和广大用户的建议，而推出的极具震憾力的模块。大量应用于远距离遥控拉闸门、伸缩门、电动门控系统、远距离工业控制、通讯及安防领域上，亦可应用于其它要求较高需要无线遥控的场合。本文介绍了该模块在教室用电设备管理中的应用，给出了系统设计的框图和程序流程图。

关键词：教室用电设备；无线收发模块；控制

随着社会的发展和科学水平的提高，现代的教室里大多数都有以下用电设备：日光灯、电风扇、电视机或多媒体设备等。这些设备给教学上带来了很大的方便，也给用电设备管理员带来了很多的烦恼。例如：晚自习时间在教室里面看电视影响其他同学们的学习；教室锁了门而所有的日光灯和电风扇都开着浪费电能，管理员无能为力；在总开关接通和断开的瞬间对电网产生的冲击和电弧对开关触点的损害等。为了解决这些问题和更好地进行管理及节约能源，笔者为教室用电设备的现代化智能管理设计了基于51单片机的管理系统。

一、系统的组成及工作原理

本系统由CPU、电源模块、无线接收模块、红外接收模块、键盘模块、显示模块和控制模块组成。

（1）电源模块：电源模块是由变压器降压、桥式整流、电容滤波电路和集成稳压电路组成。由于系统采用的是5V的直流电压，所以在整流滤波后用三端稳压集成7805进行稳压便可。

（2）CPU：系统采用的CPU是能在线下载程序的AT89S51单片机，以便随时在线升级系统软件。

（3）无线接收模块：无线接收模块采用的是XFR/T-003。该模块是调频无线带编解码收发模块，由于该模块带编解码，所以操作起来很方便，不同的教室设定不同的地址码，对用电设备的操作则由不同的操作码来实现。无线接收通道主要是给管理员提供的，它具有最高的控制权限，在任何情况下管理人员可以用手持的无线发射模块对任何教室的任何用电设备进行控制。

（4）红外接收模块：红外接收通道主要是为任课教师而开设的，它的控制权限仅次于管理员。例如上课时需要用到个别设备时可以通过手持红外遥控器来打开其电源。这里需要说明的是所有的教室的红外遥控器是通用的。

（5）键盘模块：键盘通道是为学生而设计的，其控制权限是最低层的。在没有限制的情况下学生可以通过键盘对教室里的用电设备进行控制。例如：开关日光灯、调整电风扇的风速等。

（6）显示模块：显示模块里面包括电视机或多媒体设备电源指示、日光灯电源指示、插座电源指示、四路电风扇风速显示、时间显示和温度显示等等，是整个系统的人机对话部分。

（7）控制模块：控制模块分为继电器控制部分和晶闸管控制部分。日光灯、插座和电视机的电源只有开和关两种状态，所以由继电器控制部分来完成；电风扇有几种风速的选择，状态较为复杂，所以由晶闸管控制部分来完成，通过改变晶闸管导通角来控制电风扇的风速。

二、系统框图

三、FSK编解码无线收发模块的特点

XFR/T-003采用晶体稳频，确保在任何情况下频率不会飘移，高稳定性SMT进口贴片元件；在震动和高低温情况下不会出现频率漂移和距离变化的情况。具有很高的可靠性和稳定性,避免了再生式电路的易受干扰、可靠性低的缺点。此收发系统是应用于复杂环境要求较高的系统的理想选择。

特点如下：

（1）灵敏度-120dbm，接收距离为普通接收的四倍以上。

（2）有合理的接收带宽，抗干扰能力特强，适应各种环境使用。

（3）良好的集散辐射抑制能力，易通过各种检测标准。

（4）良好的屏蔽，各种安装环境对模块性能影响小, 一致性好。

（5）良好的本振辐射抑制能力，可多个模块 一起工作（单发多收）且不会互相干扰, 不影响接收距离。

（6）在震动和高低温情况下不会出现频率漂移现象。性能稳定，适用温度范围广。

（7）加强对手机的抗干扰能力，改善解码波形。

（8）频率可根据用户要求定做，频率范围广。

电器参数：

供电电压：5-12V

工作温度范围：-40℃～+85℃

工作频率：300～600 MHz

调制方式：FSK

接收灵敏度：-120dbm

频率稳定度：±5～8PPM

电源消耗：接收小于10mA，发射小于15mA

发射功率：3～100MW

四、软件设计

五、部分参考程序

ORG 0000H ;开始

LJMP MAIN

ORG 0003H

LJMP INTT_0

;-----------------------------------------

INTT_0: CLR EX0 ;无线接收通道程序

MOV A,P1

ANL A,#0FH

MOV 40H,A

SETB EX0

RETI

;-----------------------------------------

MAIN: …… ;主程序初始化

……

……

SETB EX0

SETB EA

……

……

……

;-----------------------------------------

KEY: MOV P2,#0FH ;按键通道程序

MOV A,P2

CJNE A,#0FH,KEY_0

LJMP KEY

KEY_0: MOV B,A

MOV P2,#0F0H

MOV A,P2

ORL A,B

CJNE A,#77H,KEY_1

……

KEY_1: ……

……

……

;-----------------------------------------

HONG_WAI:…… ;红外接收通道程序

……

……

;-----------------------------------------

DISPLAY: …… ;显示程序

……

……

;-----------------------------------------

DELAY: …… ;延迟子程序

……

……

;-----------------------------------------

END ;程序结束

六、结束语

本系统的电路比较简单，实现比较容易，针对目前多数学校管理员所遇到的困难而设计，便于投入实际应用。系统还可以扩展到学生宿舍用电设备的管理，使用非常方便。

（作者单位：广东省工业贸易职业技术学校）

参考文献：

［1］胡道元.计算机局域网[M].北京：清华大学出版社，1996.

［2］李华. MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.

［3］何立民.单片机应用系统设计[M].北京：北京航天航空大学出版社，1990.

责任编辑李平安