基于单片机的智能客房控制系统的设计

王篮仪　梁崇安

【摘 要】当今社会是一个信息化的社会，信息与我们的生活息息相关。信息化的社会不单改变了我们的生活方式，更对传统型的客房提出了挑战。人们对居住的要求已经不再局限于物理空间，而是一个便捷，舒适，安全的休息环境。21世纪科学产品日新月异，出现了很多高科技产品，其中就包括智能客房系统，智能客房系统相比传统的客房系统，已经不仅仅具有居住的功能了，它具有能动智慧，首先它可以给住户营造更高品味的氛围，其次是舒适度、安全度和方便度都大大增加，并带有节约能源资源的作用、这都是被动静止的传统客房无法比拟的。本设计是使用传统单片机STC89C52作为系统的主控制器，以客房控制输入、输出硬件端口为辅助的整体电路的设计，包括了红外感应模块、按键模块以及数码管显示模块，实现了对客房的模拟智能化。

【关键词】智能客房；STC89C52；红外感应；数码管显示

0 引言

随着科技的发展与人类生活的改善，出现了有别于传统的智能型客房，使得住户的生活品质有了很大的改变，使得客房的安全与便利性有了极大的提高。智能客房与传统客房相比，它的优势不再只是具备居住的功能，在舒适性、安全性、生活品质等都有着极大的优势，“被动静止”是传统客房的特性，但是智能客房确实一个“拥有智慧”的工具，智能客房是全方位进行信息交换的，能保证住户与部沟通的顺畅，使住户的生活品质有了极大的提升，帮助住户节省时间，节约能量资源，避免浪费，做到管理的智能化。

研发智能客房控制系统非常有必要，有效研究表明，预计到达2025年，安装智能客房控制系统的住户将占全球住户的70%，智能客房控制系统的可以有效节约能源资源，避免全球住户每年产生高达600亿美元的能源浪费。

因此智能型客房开始逐渐取代传统型客房，回到越来越多的客户的青睐。在智能客房的智能控制系统是将强电电磁阀、灯光控制、空调、电话等进行集中控制的系统，目的在于实现客房的控制实时状态。在提高住户的生活品质与舒适程度，节约资源与能源，减低酒店运营成本发挥了极大的用处，在智能管理酒店中起到了重要作用。

本系统是基于STC89C52单片机最小系统建立的系统，包含红外发射模块、空调温度控制及显示模块、闹钟设置及提醒模块、时间显示等模块。同时该系统运行速度快，性能的安全与可靠性较高、操作及其简单、实用性较强。

1 智能客房设计特点

智能客房设计有以下特点：

1.1 控制灯光功能

本系统使用红外二极管来实现插卡取电功能，且在插入卡片的时候，红外二极管因被阻断接收不到信号，客厅灯自动开启照明，拔出卡片的时候，红外二极管恢复接受信号，客厅灯则自动熄灭。

1.2 空调调温功能

本系统采用独立按键模拟空调“温度+”，“温度-”，红外二极管发射红外信号，控制空调改变温度，温度可控范围为：10℃-45℃，客人可根据自身需要随时调节理想温度。为用户提供一个良好的室内温度环境。

1.3 客人服务功能

当客人需要清静时，可以通过独立按键开启“请勿打扰”模式，四位数码管显示“￣￣￣￣”表示免打扰。当客人需要清理房间时可通过独立按键开启“请即清理”模式，四位数码管显示“____”表示需要清理客房。

1.4 闹钟提醒功能

采用LED 4位数码管以24小时制显示时间，通过独立按键进行调校时间，可以分别调校时位和分位。客人需要闹钟提醒，可以通过独立按键设定闹铃，时间一到，闹铃自动响起。

2 硬件设计

系统硬件方面主要由主控单元单片机最小系统，数码管显示模块和按键模块，以及红外感应装置模块构成，目的在于实现多源控制各种家居，达到增强家居生活的安全性，并实现有效的节能管理。硬件设计框图如图1所示。

各模块介绍如下：

2.1 主控单元：采用STC89S52单片机为主控制器，单片机的处理工作主要是CPU在处理，所以按照CPU处理强度，可以给单片机分类，主流单片机有4位、8位、16位、32位，位数越高其处理能力越强，系统指令更加强大，本设计中8位机就可以满足要求， STC89C52生产于STC公司，不仅低功耗，而且高性能，具有8K在系统可编程Flash存储器。其内核为MCS-51内核，但经过改良升级后，增加了传统芯片不具备的功能。

2.2 按键模块：每一个按键都占用单独的一个I/O口；考虑系统设计需要的按键不多，且I/O口的数量充足，本系统采用的是相对于简单独立的按键，每条水平线和垂直线在交叉处直接连通即可，每个按键对应相对应的功能。

2.3 复位电路：复位电路可以确保单片机机系统中电路更加稳定，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V左右，不能太低也不能过高，因此在电源上电时，当VCC在要求的范围内，并且晶体振荡器稳定工作时，复位信号解除，微机电路才能开始正常工作。

2.4 显示模块：本系统使用四位数码管作为显示模块。其内部的构造分别是分别是a，b，c，d，e，f，g，dp，8个发光管，连接起来非常簡单，因为里面有四个数码管，所以它有四个公共端，加上a～dp，共有12个引脚。

2.5 红外收发模块：由于无线信号容易受外界环境影响，因此从系统的可靠性考虑，采用红外遥控方式。红外遥控是由发射电路和接收电路组成，它们把红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。

2.6 音频模块：本系统选用压电式蜂鸣器作为闹铃提醒。压电式蜂鸣器以压电陶瓷的方式，使动金属片产生振动而发出声响，主要由多谐振荡器、阻抗匹配器及共鸣箱压电蜂鸣片等组成。多谐振荡器是由晶体管或者集成电路组成。当接通电源后（1.5～15V直流工作电压），多谐振荡器振动，输出1.5～2.5kHz的信号源，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发响。

3 软件设计

使用C语言作为编程语言，下面就程序设计中的几个主要方面进行简要说明。

3.1 系统整体工作流程

本系统插卡取电装置采用光电传感器原理，首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步的将光的变化转换成电信号。按键输入模块采用独立是按键，每个按键对应每个功能，实现多源控制家电电器。

3.2 灯光控制程序设计

利用插卡的方式实现插卡取电功能，使用一张不透明卡片插进卡槽装置，则LED灯点亮，把卡取出，则LED灯熄灭。

3.3 时间设置及调整程序设计

此设计采用传统52单片机加以编程，在4位数码管上实现一个24小时循环，时钟显示格式为：（00：00格式），并由按键实现时间调节功能，时位设置范围为“0点到23点”，当设置到达23点时，再次调节将回到0点，分位调节到59时，再次调节归0。

3.4 空调温度显示及调节程序设计

此设计可以通过对应的独立按键进行空调温度的调节，设有“上调键”和“下调键”，客人可以根据自身需求随时调节温度环境，按下“上调键”或“下调键”，数码管都将显示当前空调预设温度，用红外二极管实现发射红外信号功能。

3.5 客人需求服务程序设计

此设计可以通过对应的独立按键分别开启“免打扰”模式以及“请清理”模式，客人可以根据自身需要开启任意模式，同时数码管将对应显示。

3.6 闹钟提醒程序设计

此设计使用数码管及蜂鸣器分别连接52单片机的对应端口，从而实现闹钟时间调节及闹钟提醒功能，设有两个独立按键，分别对闹钟的时位和分位进行调节，设置闹铃时间。闹铃时间一到，蜂鸣器即刻发声。

4 总结

本系统实现了当前时间、温度的实时显示，且具有插卡取电、红外发射等实时功能。控制上，利用独立按键分别对智能客房的各个功能进行控制。本文介绍的客房智能控制系统在酒店已得到了实际应用，实践表明该控制器智能化程度高，应用灵活，稳定可靠，具有很好的实用性，大大提高了酒店的服务和管理水平。

【參考文献】

[1]赵瑞峰.基于CEBUS总线集中式的小区智能家居[J].微电子学与计算机，2004（7）.

[2]马忠梅，等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，1998.

[责任编辑：田吉捷]