嵌入式系统在智能家电控制系统中的应用
摘要:随着Internet网像普通家庭生活不断扩展，智能化信息家电产品已经开始不如家庭，并成为现代社会和家庭的新时尚。本文涉及实现了基于嵌入式Internet 技术和LIN总线技术的家庭智能控制系统，该控制系统具有连接Internet的以太网接口，同时它能够通过LIN总线与其他家庭智能电器相连接，这样借助于更改系统，通过LIN总线连接起来的家庭智能电器网络就能够与Internet连接起来，通过Internet可以远程访问家庭的所有设备并进行相应的控制。
关键词：Internet；嵌入式；LIN总线；智能家电
1引言
嵌入式系统在家庭和工业领域有着很广泛的应用,例如洗衣机、电冰箱、工业生产流水线等,但是大多数的应用都是以单个为主体,如果这些嵌入式系统都能连接到Internet上面，则可以在任何地方实现检测和控制。随着互联网的发展为嵌入式Internet提供的良好的发展基础，并使其成为当下一个很热门的话题，这也是该论文研究的主要内容。
嵌入式Internet技术的智能家电控制系统必须具有和其他家庭智能电器通信的接口，通过该接口，该控制系统和其他家电智能电器进行通信，通过信息交换来实现相应的监测和控制。同时，该智能控制系统也要具有连接Internet的接口，并支持TCP/IP协议。满足以上条件后，只要该系统有一个IP地址，在世界上任何地方控制者都可以通过Internet进行访问，了解与其相连的所有智能家
电的状态信息，并进行相应的控制。本文将介绍基于LIN总线的智能家电系统内部网络的实现。
2整体设计结构框架
2.1 网络问题
本文的目标是设计一个只能电气控制系统将多个家庭电器联入Internet，那么则需要两个网络：家庭智能电器组成的家庭内部网络和Internet网。并且还必须要将两个网络通过某种传输媒介连接起来。
2.2 家庭电器的内部网络
目前，家庭内部组网有多种方式，从传输介质上来看主要分有线和无线两种：有线方式主要有电话线、电力线、光纤等；无线方式主要有红外、蓝牙技术等。但是家庭电器具有多样性，并且要求稳定和低成本，鉴于这种特点本文中我们应用一种新的组网方式，由于这种技术的家庭领域应用很少，因此才说其新。我们采用的是最早应用于汽车行业作为CAN的辅助总线的LIN总线。由于LIN协议的突出特点是协议对硬件的依赖程度低，成本低廉，可以基于普通单片机的通用串口等硬件资源以软件方式实现，几乎所有的为控制都具备LIN必须的硬件资源，因此可以广泛应用于智能家电系统内部网络的数据通信等。
LIN协议标准包括传输协议规范、传输媒体规范、开发工具接口规范和用于软件编程的接口。LIN在硬件和软件商保证了网络节点的互操作性，并有可预测EMC的功能。LIN 通讯是基于SCI(UART)数据格式，采用单主控制器/多从设备的模式。仅使用一根12V 信号总线和一个无固定时间基准的节点同步时钟线。Lin总线是基于UART/SCI 方式的，而物理层电平等需要用专门的Lin 收发器实现。Lin的协议简单，可在软件里面完成。
LIN联盟最初由奥迪、宝马、克莱斯勒、摩托罗拉、博士、大众和沃尔沃等整车厂及芯片制造商创立，目的是推动LIN总线的发展，并且发布和管理LIN总线规范，制定一致性测试标准和认证一致性测试机构。目前，改联盟正努力将LIN总线推广为ISO国际标准。
2.3 LIN总线技术在实现智能家电控制中所具有的优势
目前，实现智能家居系统的传输方式包括电子载波的X-10和CEBUS、电话线的HomePNA、LonWorks总线、R485总线和CAN总线等。这些有线实现方案有各自的技术特点，适用于要求不用的数据传输速率和数据传输范围的不同场合。但有些技术还或多或少地存在一些自身的不足，例如LonWorke总线适合于智能楼宇控制而不适合于家庭使用，而且价格偏高；X-10的抗干扰能力较差，寻址空间小，对模拟量的支持不够；CEBUS解决了这个问题大接口技术复杂，价格也就难以让人接收。但从家庭网络系统最底层的家庭信息节点的数据采集类信息的传输方面来看，CAN总线应该比较适合的实现方案。CAN总线具有高抗电磁干扰性和高传输可靠性，在很多场合都得到广泛应用，但其成本也相对较高。而串行通信总线LIN具有出色的性能价格比，十分合适在数据传输率低的场合实现简单通信。
与其他总线技术相比，LIN总线技术所具有的突出优点就是不需要单独的硬件控制器，可以用普通的单片机以软件的方式来实现LIN的协议，从而可以大大降低智能家电系统的硬件成本。另外一个突出优点就是它是一个但数据总线，在家庭网络中的架构上可以减少室内的布线量，很迎合家庭装修美观的要求。而且LIN具备完备的通信协议，完全可以满足家庭网络内部的数据采集、家用电器
控制等比较简单的数据通信的需要。两者完美的结合，决定了LIN总线将会在未来的家庭网络通信的有线方式中占据重要的地位。
2.4 LIN总线的特点
○1基于同样UART／SCI家口的低成本硬件实现。
○2无需改变LIN子节点的硬件和软件就可以在网络上增加节点。
○3节点不需要品振或者陶瓷振荡器就可以同步实现，从而减少了子节点成本。
○4能保证最差状况下信号传送的等待时间，可避免总线访问冲突。
结合智能家电控制系统网络的要求，并参考LIN总线的特点，我认为选择LIN总线比较合适。
2.5 LIN通信协议和数据帧格式
LIN网络由一个主节点和多个从节点构成。所有的节点都包括一个从任务，从任务又分为发送和接收任务，主节点涵盖包括一个主任务。在LIN网络中所有通信都是由主任务发起的，主任务发送一帧头给所有的从任务。帧头由3部分组成：同步间隔、同步场和信息识别符。从任务通过信息识别符来判断是否响应任务，若需要响应主任务则开始发送响应信息。
LIN的数据帧由帧头和响应信息组成。帧头由主任务发出，主任务在发出同步间隔后发送同步帧，从节点利用同步帧将他的波特率调整到传送来的信号的波特率。从任务通过该字节判断数据是否与自己有关，并确定自己如何处理该数据。LIN总线的另一个帧是睡眠帧，由主任务发出，它的作用是让总线和节点进入低功耗状态。该通信规则可用多种方式来交换数据，可由主节点到一个或多个子节点，也可以由一个子节点到主节点或其他的子节点。
2.6 接入Internet 方式选择
以太网技术的成熟使其具备了向智能家居等领域发展的基础，嵌入式以太网技术的应用的一些细节也随着以太网技术成熟而得以解决。因此在本文中我们选择通过以太网来连接Internet ，即家庭智能控制系统具有嵌入式以太网接口。作为一种新型的串行通信协议，LIN 总线在有线方式实现家庭内部网络中是一种值得推荐的总线协议。其连接Internet 的示意图如图1：
图1 控制系统连接Internet 示意图
用户可以通过internet 用浏览器直接浏览家庭设备的当前状况，并可以通过web 直接控制家庭设备，控制信息通过浏览器提交给web 服务器，然后家庭信息控制中心将控制信息转发给相应的家庭网络终端，家庭网络终端将控制信息直接转发给相关控制设备，完成控制工作。控制完成后，家庭网络终端再将接过信息反馈回家庭信息控制中心，控制中心将其写入数据库，并反馈给发出控制请求的用户。
当用户想通过电话控制家庭设备时，直接拨打家庭电话，可以在语音提示的帮助下，完成相关控制。当通过电话控制时。家庭网络终端自动将相关信息转发给相关控制设备，通过电话控制家用电器设置密码功能，只有密码比较成功后才能够进入控制模块，这也提供了一定的安全性。
3 基于LIN总线的控制
以LIN总线实现的家庭网络的拓扑结构如图2所示。
图2 基于LIN总显得家庭网络拓扑结构
用户可以通过拨打户内电话，在无人接听的一段时间后，主控器会自动接通电话，进入电气控制界面，根据预知的语音提示，用户可以对电器节点的状态进行查询及根据自己需要进行启动或关闭控制。
使用LIN总线来通信，可以再主节点无需再从节点控制时，是所有的从节点进入睡眠模式，降低系统的功耗。主控制器在接收到远程的控制命令后，再往各节点发送唤醒帧。在唤醒信号发送到总线上后，所有的节点都运行启动过程，
并等待主机任务发送报文头，接收并作出相应的响应。
用LIN总线实现的智能家居控制系统内部网络的工作流程具体如图3所示。
4 结束语
便捷、安全、舒适、现代化、数字化的生活环境是中所追求的。利用LIN总线技术实现的智能家居正是按照用户的需求来发展的，它不仅为人们床在新的生活，还让我们欣喜地看到，过去想象中的高科技生活正在逐步成为现实。我们相信，随着技术的日益发展，市场逐渐成熟，用户的更加关注，家庭网络产业将蓬勃发展，我们必定将体验到多样化、个性化的高品质的美好生活。以LIN总线架构的有线网络一定会帮助人们真正实现智能家居系统，LIN总线的应用也将在更多的工业领域推广。
参考文献
1. 阳线惠现场总线技术及应用2001
2．何琳琳；张海军基于电话网络的家用电器远程控制系统的实现[期刊论文]-微计算机信息2006（14）
3. 孙鹤旭林涛嵌入式控制系统清华大学出版社
课程论文 智能家居控制系统 摘要 智能家居也称智能住宅聪明家。智能家居是以住宅为平台，它将建筑结构与网络通信、信息家电、设备自动化控制进行综合的系统集成。它利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，而且提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间，还可将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。关键词：智能家居计算机技术自动化控制网络通信
目录 1.智能家居控制系统的控制原理 (3) 1.1物联网应用于智能家居 (3) 1.2智能家居控制系统结构 (3) 1.3智能家居主要控制模块的设计方法 (4) 1.3.1无线通讯遥控器模块 (5) 1.3.2可视门禁控制模块 (5) 1.3.3窗帘控制模块 (6) 1.3.4防盗报警模块 (6) 2.使用智能家居控制系统的特点 (7) 2.1家居电器远程控制 (7) 2.2定时控制 (7) 2.3智能照明 (7) 2.4万能遥控集中控制 (8) 2.5网络控制 (8) 2.6家电控制 (8) 3.结束语 (8)
1.智能家居控制系统的控制原理 1.1物联网应用于智能家居 ?物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。它通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网应用图见下图1 图1 物联网应用 ?物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义，2011年物联网已经纳入国家《十二五》发展规划中，将来物联网在智能家居方面发展也是一个主流方向。 1.2智能家居控制系统结构 家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图2和图3所示。
烧结机智能操纵系统的应用 1烧结智能操纵系统的软件设计 1.1L1、L2系统使用的软件说明一级系统采纳的是法国Rockwell公司基于Windows.XP操作平台的操纵系统，其中使用了FactoryTalk、RSLinx、RSLogix5000编程软件；二级系统使用的是Microsoft公司的MSSQL软件，L1、L2之间数据传输使用的是RSSQL软件。FactoryTalk 是Rockwell公司用于开发和运行多用户、分布式服务器人机界面应用 项目的集成软件包。通过FactoryTalk提供的一种通用语言来描述企 业自动化系统及其制造过程，从而实现了关键的工厂生产数据与企业 其他数据之间的集成。RSLinx是工业通讯的枢纽，利用该软件能够通 过一个窗口查看所有激活的网络，也能够通过通讯接口同时运行任何 支持的应用程序的组合。 RSLogix5000是ControlLogix系列可编程操纵器的编程软件，具有模块化、可扩展的结构，其灵活易用、界面友好，有诊断和纠错的功能。MSSQL是一个数据库平台，提供数据库从服务器到终端完整的解决方案，拥有非常庞大的治理功能。RSSQL是基于WindowsNT、在操纵系统与数 据库系统之间提供双向连接的工业数据事务治理系统。在操纵端，RSSQL能够连接RSLinx、OPCServer等，在数据库端，能够利用OLE- DB连接MSSQL，利用OCI连接Oracle，或者连接任何支持ODBC接口的数据库。图2为RSSQL系统框图。RSSQL是优越性能与专业功能的完美结合，它支持单向、双向数据的传送，能完成实时表达式的计算，能 够灵活配置数据采集方式和事物治理的触发方式、存储方式，能够满 足各种应用需求。RSSQL主要包括4个基本组件，即1个用户图形界面GUI和3个NT服务。其中，3个NT服务分别为：①传输治理器（TransactionManager）。它主要执行传输治理、操纵数据的采集、 处理和存储。②操纵连接器（ControlConnectorServices）。它是与 操纵系统连接的接口，主要有DDE、RSLinxOPC、RSView32、GenericOPC等。③企业连接器（EnterpriseConnectorServices）。它
基于单片机的智能家居控制系统 智能家居作为家庭信息化的实现方式，已经成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义。本文基于容易实现，方便操作，贴近使用的设计理念，采用STC89C52单片机为控制核心，为控制终端，并采用包括红外遥控、按键、Web界面等在内的多个控制源来控制家用电器。本文的二至四章描述了整个设计的软、硬件部分的具体实现，第五章是根据设计好的功能搭建了一个具体的环境实例。 智能家居控制系统功能分析 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防范二个方面。其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。 (1)家用电器的监视和控制，按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。 (2) 热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。 (3)空调机的监视、调节和控制，按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/关闭进行控制。 总体设计
2.1 整体介绍 本次设计以STC89C52芯片为控制核心，温度，湿度等传感器为环境信息采集源，以Web 控制为辅助，来制作一个物联网空调监控系统。在原有的机械式按键开关的基础上，采用无线遥控器与Web 网页远程控制，来控制空调机组（如风机，加湿器，风阀等），实现了远距离，多角度对空调机组进行实时控制。此外在本次设计中，采用多种传感器想结合，智能根据各传感器采集的数值进行自动化控制，如自动开关风机，智能调节冷冻水量，自动调节风阀开度等。并能够实现故障诊断，提供报警，数据实时数据与历史数据查询并Excel 表输出。 2.2系统设计方案 根据设计要求，系统提供了包括了核心控制模块，Web 服务器，Web HTML 模块，数据采集模块，继电器模块，按键模块，报警模块，等等。系统的整体框图如图1所示。 系统整体框图 网页 服务器（串口核心控制设备（以 STC8052为数据库设备状态传感器 （温度，LCD 显示 模式，温 度，湿度 继电风 水阀开 新风开 加湿 回风开用户输入 用户控制 环境信按
一）智能控制的主要应用领域？ 答：1在机器人系统中的应用2）在CIMS计算机/现代集成制造系统和CIPS计算机/现代集成作业系统中的应用3）在航天航空控制系统中的应用4）在社会经济管理系统中的应用5）在交通运输系统中的应用。 二）专家系统的组成、主要类型？ 答：专家系统主要有四部分组成1）知识库，包括事实、判断、规则、经验知识和数学模型2）推理机，首先把知识库中的专家知识及数据库中的有关事实，以一定的推理方式进行逻辑推理以给出结论3）解释机制是专家系统区别于传统计算机程的主要特征之一，它可以向用户回答如何导出推理的结论4）知识获取系统，主要完成机器学习。 类型：1）控制系统辅助设计2）过程监控、在先诊断、故障分析与预测维护；3）过程控制4）航天故障诊断与处理5）生产过程的决策与调度。 三）智能控制的产生和发展过程及其主要代表人物？ 答：1）启蒙期从20世纪60年代起，F.W.史密斯提出采用性能模式识别器;1965年,美国扎德模糊集合;1966年,J.M.门德尔人工智能控制; 2)形成期20世纪70年代傅京孙、曼德尼3）发展期20世纪80年代4）高潮期20世纪90年代 四)人工神经网络的特点? 答:1)可以充分逼近任意复杂的非线形关系2)所有定量或定性的信息都分布储存于网络内的各神经元的连接上,故有很强的鲁棒性和容错性3)采用并行分布处理方法,使得快速进行大量运算成为可能4)可自学习和自适应不确知或不确定的系统。 五）智能控制的应用对象？ 答：1）不确定的模型传统的控制是基于模型的控制，这里的模型包括控制对象和干扰模型。 2）高度的非线性传统控制理论中的线性系统理论比较成熟。 3）复杂的任务要求在传统的控制系统中，控制的任务或者是要求输出量为定值，或者是要求输出量跟随期望的运动轨迹，因此控制任务的要求比较单一。对于智能控制系统，任务的要求往往比较复杂。 六）傅京孙关于智能控制的论文中列举的三种智能控制系统？ 答：1）人作为控制器的控制系统2）人机结合作为控制器的控制系统3）无人参与的智能控制系统。 七）模糊控制器的主要特点？ 答：1）设计简单。模糊控制器是一种基于规则的控制。 2）适用于数学模型难以获取、动态特性不易掌握或变化非常显著的对象。 3）控制效果优于常规控制器。 4）具有一定的智能水平， 5）模糊控制系统的鲁棒性强。 八）隶属函数选择的基本准则？ 答：1）表示隶属度函数的模糊集合必须是凸模糊集合。 2）变量所取隶属度函数通常是对称的、平衡的。 3）隶属度函数要符合人们的语义顺序，避免不恰当的重叠。 4）论域中每个点至少属于一个隶属度函数的区域，并应属于不超过两个隶属度函数的区域， 5）当两个隶属度函数重叠时，重叠部分对两个隶属度函数的最大隶属度不应有交叉，6）当两个隶属度函数重叠时，重叠部分的任何点的隶属度函数的和应该小于或等于1。九）隶属度函数确定的三种主要方法。
嵌入式智能家居系统设计 摘要：“智能家居”(smart home)，又称智能住宅，它利用先进的计算机技术、 嵌入式系统技术、网络通讯技术和传感器技术等，将家中的各种设备(照明系统、环境控制系统、安防系统、智能家电等)有机的连接到一起。智能家居让 用户采用更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过无线遥控器、电话、互联 网或者语音识别控制家用设备，根据场景设定设备动作，使多个设备形成联 动。智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的 状态互动运行，从而在最大程度上给用户提供高效、便利、舒适与安全的居住 环境和工作环境。本文通过对智能家居系统的分析，确定了总体架构设计。针 对智能家居系统的特点和所要实现的基本功能，分析了智能家居控制器的基本 结构，对控制器的核心电路进行了详细设计。 关键词：嵌入式智能微控制器 1、研究背景 智能化家居的发展分为三个层次： 首先是家庭电子化(HE,Home Electronics)。这个时期主要是面对单独电器的阶段，电子设备之间并没有很大的联系，如电视机刚出来的那些时期。 其次是住宅自动化(HA,home Automation)。该时期是面向功能的阶段，部 分电器设备具有了一些简单的网络连接功能，主要是为了实现某个单一的功 能，比如单一的自动抄表系统。最后是家居智能化，美国称其为Wise House，欧洲称为Smart Home。智能住宅是面向系统设计的，系统通过家庭分布总线(HDS,Home Distribution System)把住宅内各种与信息相关的通讯设备，家用电器和家庭保安装置都并入到网络节点中进行集中的和异地的监视控 制和家庭事务处理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调，提供工作、学习、娱乐等各项服务，营造出具有多功能的信息化居住空间。 智能家居控制系统提供安全、舒适的居住环境，确保人身和财产安全；空 调系统调节温度、湿度、检测空气成份，提高空气质量；系统调节音响和色 彩，使人们心情舒畅；合理利用阳光和大气冷热量来调节室内环境，减少能 耗，能按事先设定的程序，区分各种时段，对室内的环境及设备进行控制，并 提供现代化的通信手段和信息服务。 从设计思想和技术角度分析，当前国内的智能家居控制系统有两个研究方向：一是基于非PC平台的智能家居系统；二是基于PC平台的智能家居系 统。总体来说，国内智能家居产品的研发从上世纪九十年代后期才起步，起步
1 绪论 1.1 家电远程控制系统的需求 随着时代的进步，电话的使用越来越普遍，电话网络几乎遍及每一个角落，利用现有电话线路实现远端控制是一种极为方便、投资最省、开发周期最短的方案，同时又具有很高的可靠性以及线路免维护等优点，目前人们对家电的选择和使用，己经从只关心家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性，信息技术和网络化技术的发展，为家用电器的远程控制提供了可能。将信息技术与家电控制技术相融合，在更大程度上实现家庭生活的信息化和自动化，满足人们舒适、高节奏的生活需要[1]。 另外，中国现在已经成为世界上家电生产和出口的大国，国内传统家电市场日趋饱和，对外出口家电也急需升级换代，中国主要的家电生产商在传统家电降价“大比拼”的同时，开始了数字化家电研究开发的角逐。然而，目前信息家电的发展并不乐观。首先是价格问题。信息家电必须迈过价格这道门槛，才能为更多的家庭所接受。其次是是否实用。消费者不会在意你用的是什么样的技术，而只会在意你的产品是否有用，是否好用[2]。 正是基于对这两点的考虑，家电远程控制系统应该是一套低成本、人性化、通用化的设备。 1.2发展现状 近几年，随着经济日益腾飞，人们对生活水平的要求也越来越高，“智能家居”这个概念也逐渐被大众接受。一些对科技发展动向和市场趋势敏感的科研机构和有实力的公司，已经看到这个市场的广阔前景，意识到这是一个难得的机遇，开始或已经研究和开发相关系统和产品，并作了先期的部署和规划。家电远程控制系统是智能家居系统的重要组成和支持部分，代表家庭智能化的发展方向。 1.3本文所要实现的内容 本文介绍了一种基于AT89S51单片机的家用电器电话遥控装置，该装置使用现有电话线来传送遥控命令，利用普通电话机作为遥控命令生成和发送装置，我们只要装置接收端的电路，把它接在现有的电话线路中，那么就可以在任何地方，任何一部电
智能交通信号灯控制系 统设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。 图 1 传统双机容硬件错示意图
智能家居控制系统课程设计报告
XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践—智能家居控制系统（无操作系 统） 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月
综合实训任务书
目录 前言 ............................................................................. 错误!未定义书签。 1 硬件设计 .................................................................. 错误!未定义书签。 1.1 ADC转换 ......................................................... 错误!未定义书签。 1.2 SSI控制数码管显示........................................ 错误!未定义书签。 1.3 按键和LED模块 ............................................. 错误!未定义书签。 1.4 PWM驱动蜂鸣器 ........................................... 错误!未定义书签。 2 软件设计 .................................................................. 错误!未定义书签。 2.1 ADC模块 ......................................................... 错误!未定义书签。 2.1.1 ADC模块原理描述 ................................ 错误!未定义书签。 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 .................... 错误!未定义书签。 2.2 SSI 模块 ........................................................... 错误!未定义书签。 2.2.1 SSI模块原理描述 .................................. 错误!未定义书签。 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 ...................... 错误!未定义书签。 2.3 定时器模块...................................................... 错误!未定义书签。 2.3.1 定时器模块原理描述 ............................ 错误!未定义书签。 2.3.2 定时器模块流程图................................ 错误!未定义书签。 2.4 DS18B20模块 .................................................. 错误!未定义书签。
1、什么是嵌入式系统？ 答：嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电气工程师协会（U.K. Institution of Electrical Engineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。 2、举例说明嵌入式的应用。 答： 工业控制 基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是8位单片机。但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。 交通管理 在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌GPS模块，GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。目前GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。
信息家电 这将称为嵌入式系统最大的应用领域，冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。即使你不在家里，也可以通过电话线、网络进行远程控制。在这些设备中，嵌入式系统将大有用武之地。 家庭智能管理 水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查，并实现更高，更准确和更安全的性能。目前在服务领域，如远程点菜器等已经体现了嵌入式系统的优势。 POS网络 公共交通无接触智能卡(Contactless Smartcard, CSC)发行系统，公共电话卡发行系统，自动售货机，各种智能ATM终端将全面走入人们的生活，到时手持一卡就可以行遍天下。 环境工程 水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测。在很多环境恶劣，地况复杂的地区，嵌入式系统将实现无人监测。 3、嵌入式操作系统的作用是什么？ 答：嵌入式操作系统的主要好处就是屏蔽了底层硬件的差别，给上层应用提供统一的接口，并管理进程调度和资源（如CPU时间、内存）分配等。就跟windows操作系统一样，不管你是用华硕的电脑还是戴尔的电脑，只要装了windows操作系统，你都可以用office、词霸之类的软件。人机界面（MMI）是上层应用show出来的。 简单的嵌入式应用不需要嵌入式操作系统的支持，如单片机，直接用汇编程序就能实现特定的功能。要跑的应用多了，就需要操作系统来进行管理。
基于单片机的家用电器电话远程控制系统 现在才将早已过去的毕业设计的的论文放在这里，不是因为这篇论文有多么的了不起，只想把我曾经的一点关于大学最后奋斗的记忆留在这里，以示对那青春岁月的追逝，并以此为证；同时也为那些能够为了整好论文而不停"baidu"的后继者也借鉴，希望只做参考，切不可照搬，因为此文还有不完善的地方，寄望后人斧正。 基于单片机的家用电器电话远程控制系统 本文设计的是一种基于AT89C51单片机的远程电话控制系统。该系统是以AT89C51为核心、利用现有的个人通信终端,实现基于PLMN(陆基移动通信网)和PSTN(公用电话交换网)的电话远程控制系统。电话远程控制系统(ITRCS),以CCITT（国际电报电话咨询委员会）及我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(DTMF双音多频信号,振铃信号,回铃音信号等)作为系统控制命令,以PLMN与PSTN通信网作为传输介质,使用者可以在远端利用固定电话或移动电话发送DTMF双音多频信号,实现对近端电器设备的实时远程控制。该电话远程控制系统不需进行专门的布线,不占用无线电频率资源,从而可避免电磁污染；且通过嵌入式的智能语音提示,突出的语音提示功能和密码控制系统,可使操作者根据各种提示音及时了解受控对象的有关信息。还可通过发出语音命令用电话远程控制多个受控对象,用户可以查询其状态,提供密码处理功能,只有输入正确的密码才能控制家电,从而提高了安全性。该系统设计实用，功能灵活多样，可靠性高，操作方便，可以广泛地应用于家庭或者其它场所的智能控制。 关键词AT89C51；远程电话控制；DTMF；智能家电 The Telephone Remote Control System for Household Electronic Appliance Base on The Microcontroller Abstract The article designed the remote telephone control system which based on microcontroller AT89C51. Basing on the PLMN and PSTN, the system which uses the core
题目：智能家居管理系统 摘要（中英文） 基于物联网的思想，系统由三部分组成，终端部分、传输部分和服务器部分，终端部分和传输部分分别由一片MSP430F2616单片机控制，终端部分采集、控制，传输部分由一片单片机与W5100连接用于连接互联网，在PC机上面建有服务器，能在其它客户端访问网页并通过网页控制。 Based on the content of “The Internet of things”, this system consists of three parts, terminal part, transmission parts and server part, terminal part and transmission part are both controlled byMCU MSP430F2616.And the terminal part in charge of collecting information and controlling "things", while the transmission part consists of a MCU and part SW5100 part. Thereis a server in a PC, we can scan the webpageas a client and control your device via this webpage. 1.引言 系统的设计基于物联网的思想，物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是“The Internet of things”。其基本思想是以互联网为媒介，实现远程监督、控制。它在各个领域有着非常广泛的应用。本系统基于这种思想，提供了一种具体的实现方案，以四个LED为例，四个LED由控制终端控制，
物联网温室智能控制系统的应用案例 在全国各地区，现代化的农场种引进物联网技术是时代发展的需要，也是现代科技农业的重要体现。在乌拉特中旗海流图镇设施农业科技示范园区的温室内，物联网温室智能控制系统正在在紧罗密鼓的安装中。 物联网温室智能控制系统通过基于物联网技术对温室内外监测数据的分析，结合作物生长发育规律，利用相关设备，对温室进行实时监控，实现对作物优质、高产、高效的栽培目的。该套智能监控系统具有自动开启关闭卷帘、补光、滴灌等功能，并凭借智能化、自动化控制技术，调节作物的最佳生长环境。种植户可通过电脑、手机等信息终端随时随地查看温室内实时环境监测、预警信息，实现对温室大棚的网络智能化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。 在地区农业的发展中，引进物联网温室智能控制系统有利于建设该地区的科技农业设施，起到示范作用，也有利于提高地区设施农业生产的科技含量和综合生产水平，促进设施农业现代化发展。另外通过农产品的安全质量追溯，可以改善市民的食品安全条件，增强市民的购买信心，提升农产品的市场竞争力。目前来看，农业物联网技术是现代农业逐步实现智能化、精确化、信息化的有力保障，而随着种植规模的扩大和温室大棚的普及推广，物联网温室智能控制系统将会得到越来越多的应用。 对于规模化的温室种植而言，借助人工管理需要大量人手和时间，并且存在难以避免的 人工误差。物联网技术的应用，真正实现了农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化，使温室大棚种植可达到提高产量、改善品质、节省人力、降低人工误差、提高经济效益的目的，实现温室种植的高效和精准化管理。托普温室种植监控系统，改变了传统温室种植管理在技术上的桎梏状态。
枣庄学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 题目：基于单片机的家用电器远程控制系统设计 姓名：赵建学号：201515310143 年级：2015级专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：姓名缑亚楠职称讲师 学科机械工程 枣庄学院教务处制 2017年02月22日
说明 一、开题报告前的准备 毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求指导教师意见，讨论题意与整个毕业设计（论文）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成： 1．研究（或设计）的目的与意义。应说明此项研究（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。 2．国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。 3．课题研究（或设计）的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。 4．研究（或设计）方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究（或设计）方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计（论文）。 5．实施计划。要在研究提纲中按研究（或设计）内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。 二、开题报告 1．开题报告可在指导教师所在教研室或学院内举行，须适当请有关专家参加，指导教师必须参加。报告最迟在毕业（生产）实习前完成。 2．本表（页面：A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、指导教师、所在学院（要原件）各一份。 三、注意事项 1．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包办代替。 2．无开题报告者不准申请答辩。
基于单片机的智能交通灯控制系统设计 与实现
诚信承诺书 本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期：年月日
基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现 摘要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量
Design and implementation of intelligent traffic lights control based on MCU Abstract In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function. Keywords: Traffic light，SCM，Display，Timing，Traffic flow
xx家电控制系统设计说明 一、定义 智能家居又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（HomeAutomation）、电子家庭（ElecctronicHome、E-home）、数字家园（DigitalFamily）、家庭网络（Home Net/Networks for ome）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑 （IntelligentHome/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。 智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。 智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。 二、表述 智能家居其实有两种表述的语意，定义中描述的，以及我们通常所指的都是智能家居这一住宅环境，既包括单个住宅中的智能家居，也包括在房地产小
智能家居控制系统 This manuscript was revised by JIEK MA on December 15th, 2012.
智能家居控制系统 智能家居（Smart Home）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。它将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过家、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间，还将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交换畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。系统的网络化功能可以提供遥控、家电（空调，热水器等）控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、可编程定时控制及计算机远程控制等多种功能和手段。使生活更加舒适、便利和安全。因智能家居控制系统布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用。 智能家居控制部分要求 一、智能家居控制主要分为灯光、家电（其中包含空调、电视、热水器等等）；电动窗帘的控制这三大区域 A、灯光控制部分： 1.在灯光控制部分除了普通的对某一路灯进行开关控制之外；必须具有对白炽灯进行亮度的随意调节及软启动的功能。软启动及开启或关闭灯光的
智能控制理论及其应用 [摘要] 本文回顾了智能控制理论的提出与发展过程，介绍了智能控制的特点，给出了智能控制理论的主要类型及其特点，列举了智能控制理论与技术的主要应用领域，最后总结了智能控制理论的发展趋势。 [关键词] 智能控制模糊控制神经网络专家控制[abstract] this paper reviewed the development of intelligence control, and introduced its main methods and characteristics, and particularized their mostly application fields, and pointed out the prospects of intelligent control development trend and put forward the study direction. [key words] intelligent control fuzzy control net neural expert control 0.引言 随着工业和自动化技术的发展，控制理论的应用日趋广泛，所涉及的控制对象日益复杂化，对控制性能的要求也越来越高，控制对象或过程的复杂性主要体现在系统缺乏精确的数学模型、具有高维的判定空间、多种时间尺度和多种性能判据等，要求控制理论能够处理复杂的控制问题和提供更为有效的控制策略。现代控制理论从理论上解决了系统的可观、可控、稳定性以及许多复杂系统的控制。但实际中的许多复杂系统具有非线性、时变性、不确定性、多层次、多因素等热点，难以建立精确的数学模型，因此需要引入新
家电远程控制系统的设计 摘要：以单片机AT89S52做为主控制器，利用DTMF解码芯片MT8880对电话线上DTMF信号进行解码并交付单片机处理，然后通过控制继电器或者采用红外线的方式控制家电的开关工作。该系统具有振铃检测、电话自动拾机和挂机、密码验证、语音提示、继电器和红外线摇控等功能。该系统通过软件硬件整机测试，结果表明系统在工作过程中运行比较稳定，达到了预期的效果。 关键词：AT89S52；DTMF；MT8880；单片机 1引言 随着科技的进步以及对生活质量要求的不断提高，人们对家电的选择和使用，已经从只关心家电的单项功能转向追求家电的品位和控制的便捷性上来。本文设计的基于DTMF技术的家电远程控制系统,该系统采用电话网作为数据传输通道，由于利用电话网进行远程控制不需要专门布线，且不占用无线电频率资源，不受距离和环境影响，可跨省市、甚至跨越国家进行远程控制[1]，因此是一种很有前景且低成本的家电远程控制方式。当我们出门在外忘记关电视或者空调，或者当我们下班后想提前打开家中的热水器时，只要利用身边的电话通过拨打家中的家电控制系统，然后根据系统的语音提示进行一步步的操作，就可以实现远程控制家电的目的。 2 系统硬件电路设计 该系统采用单片机AT89S52做为主控制器，采用ISD4003语音芯片做为语音录放芯片，采用MT8880解码芯片做为系统的DTMF（双音多频）解码芯片，采用MAX813L构成看门狗电路，因此硬件电路制作成本相当低廉。该系统采用电话网做为数据传输线路，同家用固定电话并联在一起但不影响电话机的正常使用。该系统具有振铃检测、电话自动拾机和挂机、密码验证、语音提示、继电器和红外线摇控等功能，使用起来相当方便。此系统硬件电路主要包括单片机电路、振铃检测电路、电话自动摘挂机电路、DTMF解码电路、语音电路、继电器和红外发射电路，系统的结构框图如图1所示。 图 1 系统结构框图 Fig.1 Block diagram of system