基于STC89C52单片机的智能家居系统设计

赵杰　汪大鹏　徒翔

摘 要：随着物联网技术的发展，各种智能化设施逐步走入人们的生活中。文章以STC89C52单片机为核心设计一款智能家居控制系统， 运用各种传感器采集信息并通过C语言编程实现各系统模块协调工作，可实现手机Wi-Fi控制家庭常用用电器功能、人体红外感应控制功能、自动窗帘控制功能以及门禁防盗及烟雾监测报警功能及继电器控制等。

一、系统设计方案

本文设计的智能家居系统实现的基本功能有：在安全方面的多功能防盗门设计，烟雾报警、继电器设计等，以及智能方面的红外感应、自动窗帘、温度监测等。为体现其“智能化”思路，在各模块种增加了手机Wi-Fi控制功能，极大地增加了其操作性和实用性。

本设计系统控制器选择STC89C52型单片机。 STC89C52是STC89C51的一种增强型，它具有低功耗、性能高、价格低 的8位微控制器，拥有 8 K 在系统可编程 Flash、内置 4KB的EEPROM，最高运作频率可达48 MHz，能够为众多嵌入式控制系统提供灵活性高价格低廉的控制方案。

在烟雾报警模块中采用用MQ-5烟雾传感器。该烟雾传感器属二氧化锡半导体气敏材料构成，属于表面离子式的N型半导体材料。

继电器模块采用1路光耦隔离继电器驱动模块，其中继电器与烟雾传感器模块实为一体，该模块主要作用是接受到单片机传来因烟雾传感模塊发出的警报信号而模拟控制总电源电路的开关的安全模块。

门禁模块是由MFRC-522RC522 RFID射频 IC卡感应模块。MFRC522是应用于13.56 MHz非接触式通信中的一种高集成度的读写卡芯片；该芯片是一种非接触式的读写卡芯片，且体积小、低电压、低成本的自动窗帘模块由光敏传感器和步进电机及ULN2003步进电机驱动模块构成。

Wi-Fi智能插座模块，主要是利用NodeMCU（ESP8266）打造一种较为实用的智能插座。通过NodeMcu上的Wi-Fi模块实现了对继电器的智能控制从而实现对各种连接在该电路上的各种家庭用电器的控制。

二、Wi-Fi智能插座模块软件部分设计

NodeMCU模块是在ESP8266模块基础上增加了USB接口电路、5V电源等，软件系统实现了简单的脚本语言Lua，方便用户编程。本次的管理平台我们选用乐为物联作为智能插排的管理系统。首先我们需要接通平台，然后Wi-Fi连接我们的“智能插座”。本次需要控制的用电器采用两个继电器所代替。图1中SW1、SW2两个继电器表示以连接。接下来设置控制功能，第一步设计开关，如图2所示。 点击测试，如果反馈回OK说明控制功能连接成功，到此一个能连Wi-Fi的物联插座也就完成了。接着开始测试，用手机微信端连接智能插排后，点击按下开关s1，如图s01红色代表开关1按下，右侧智能开关上的充电器绿色指示灯亮起（图3）。通过该功能可控制一般用电器按需供电（比如烧水等）。为增加其实用性，可增加定时功能。

三、结论

本文设计了一款“廉、多、简”的智能家居系统，该系统在安全上实现了“门禁”功能、烟雾监测报警功能、家庭用电器安全提醒功能等。在智能上体现了门禁的方便性、窗帘的智能性、夜晚红外感应的便捷性、远程监测与控制家用电器的人性化和家庭万年历的服务性等功能。

参考文献：

[1]孙 润.基于WiFi智能家居的网关设计[D].西安：西安工业大学，2015.

[2]张文海.基于物联网的智能家居安防系统设计[D].西安：西安电子科技大学，2015.