自动控制与检 测
基于DeviceNet 的多功能智能检测
节点设计
王修岩,李宗帅
(中国民航大学航空自动化学院,天津300300)
Design of The Multi 2f unction Intelligent Detection Node Based on DeviceNet
WANG Xiu 2yan ,L I Zong 2shu ai
(Aerontatical Automation College ,Civil Aviation University of China ,Tianjin 300300,China )
摘要:设计了基于A T89C51、L S7266R1、AD12762和SJ A1000的DeviceNet 总线多功能智
能检测节点。给出了智能节点的总体结构,分析了A T89C51分别与L S7266R1、AD12762以及Devi 2ceNet 总线的接口电路。最后分析了系统软件设计
的关键。
关键词:AD12762;S J A1000;DeviceNet 中图分类号:TP215文献标识码:A
文章编号:100122257(2009)0720049203收稿日期:2009202201
基金项目:中国民航大学科研启动基金(05GD05D )
Abstract :The paper designs t he multi 2f unction intelligent detection node based on A T89C51,AD12762,L S7266R1and SJ A1000.
Firstly ,t he
general st ruct ure of intelligent detection node based on DeviceNet fieldbus is given.t he interface circuit of A T89C51and L S7266R1,A T89C51and AD12762,are given.t he interface design between A T89C51and DeviceNet Fieldbus is presented.At last ,t he design met hod of key software p rogram is discussed.
K ey w ords :AD12762;SJ A1000;DeviceNet
0 引言
DeviceNet 是美国罗克韦尔自动化公司推出的
建立在CAN 总线基础上的一种低成本、高性能的设备级现场总线。它为简单工业设备(电机、阀门、传感器、开关等)和高端的设备(控制器)提供了确定、可靠的网络通信和连接[1-2]。罗克韦尔公司提
供的模拟量输入输出模块的价格是数字量输入输出模块价格的2～3倍,非常昂贵,因此有必要开发基于DeviceNet 总线模拟量输入输出模块。罗克韦尔
公司提供多轴伺服控制模块(例如17562M08SE )、高速计数模块(例如17692HSC )用来解决伺服电机的控制问题,但是这种模块的价格非常昂贵。因此有必要开发基于DeviceNet 总线的伺服电机运动控制器。针对上述2个方面的问题,设计了基于Devi 2ceNet 现场总线的多功能智能检测节点,用以解决
模拟量输入和伺服电动机脉冲计数的问题[3]。
1 总体结构
该智能检测节点由6部分组成。其中,编码器脉冲信号计数采用了L S7266R1,AD 采用AD 公司的ADC12762,微处理器采用A T89C51单片机、CAN 总线控制器采用Philip 公司的SJ A1000,CAN 总线收发器采用PCA82C250。基于Devi 2ceNet 现场总线的多功能智能检测节点的系统总体
结构如图1所示
。
图1 总体结构
图1中单片机A T89C51是这个运动控制器的处理器,用来控制L S7266R1实现脉冲采集计数、控制ADC12762采集模拟量、控制S J A1000实现与DeviceNet 的通信。图1中AM26L S32实现对脉冲
信号的预处理,6N137是高速光耦。DeviceNet 是基于CAN 总线的一种网络,它共有4条线:24V 电
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源线、0V 电源线、CAN H 线及CANL 线,因此直接将PCA82C250的CAN H 和CANL 接到DeviceNet 相应的信号线上即可。
从总体结构图中可知硬件设计关键有3部分:以A T89C51与L S7266R1为核心的脉冲计数部分,以A T89C51与ADC12762为核心的模拟量输入接口设计和以A T89C51与S J A1000、PCA82C250为核心的总线接口设计。
2 A T89C51与L S7266R1的接口
L S7266R1是美国L SI 公司的一种24位双通
道可编程分频计数器。它有多种工作方式,配置灵活,最大计数值可达1000000H ,而且对输入的数字信号有很大的带宽,计数频率可达非分频模式的30M Hz 和分频模式的17M Hz ,常与高速编码器配合使用,可以实现高速的进给反馈,供微处理器对运动的速度、方向及位置进行跟踪。该运动控制器可同时处理两路编码器,编码器X 和编码器Y ,它们的脉冲信号经过AM26L S32之后进入L S7266R1,由A T89C51读取L S7266R1中的计数值,L S7266R1与A T89C51之间的接口电路如图2所示
。
图2 接口电路
图2中,X 和Y 分别是2路编码器,它们各自
的6路脉冲信号经过AM26L S32之后分别变为3路,输入到L S7266R1中,这样实现计数的硬件设计就完成了。L S7266R1的8位数据线与A T89C51的8位总线相连,实现数据和命令字的读写;L S7266R1的片选信号与A T89C51的地址线A8相连,L S7266R1芯片上的读、写分别接到A T89C51的读写线上,X 通道/Y 通道选择引脚、命令字/数据选择引脚分别接A T89C51的A9、A10。
3 A T89C51与ADC12762的接口
ADC12762是AD 公司生产的并行12位AD
转换芯片,每分钟采样频率为1.4M Hz ,转换时间593ns ,内置多路转换开关、采样保持器,能工作在单通道或者双通道工作模式,能够满足高精度和一般精度的要求[4]。ADC12762与A T89C51的接口电路如图3所示。ADC12762有中断工作模式和高速工作模式,该设计使其工作在中断工作模式
。
图3 A T89C51与ADC12762的接口电路
图3中,V IN1、V IN2是ADC12762的模拟量
输入通道,通过S0管脚选择输入V IN1还是V IN2;V IN1和V IN2在内部与多路选择器的输出MU X 2OU T 管脚相连,再经过L M6361送给AD12762的输入ADCIN 管脚,这样可以增加信号传输过程的受干扰能力。另外如果只有一路模拟量输入,则可以直接在L M6361的正相输入端,而无需经过多路选择器了,这样就更方便、准确了。对于AD 芯片来说,参考电压准确与否是很重要的,图3中也给出了这部分的精确电路设计。A T89C51与ADC12762部分设计主要是相应的数据线、控制线、地址线的连接,并不复杂。
4 A T89C51与DeviceNet 的接口
由于DeviceNet 物理层是基于CAN 总线的网络,其硬件接口设计同CAN 总线是一样的。Devi 2ceNet 总线作为控制器局域网络,其网络层次结构中的数据链路层和物理层是保证通信质量至关重要的一部分,SJ A1000作为CAN 总线控制器就能实现这些功能,它是通过一块可编程芯片上的逻辑电路的组合来实现这些功能。A T89C51通过对
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S J A1000内部寄存器进行配置可以设置它的工作方式,控制它的工作状态,控制它与CAN 收发器(PCA82C250)进行数据的接收和发送。A T89C51与DeviceNet 总线接口电路如图4所示
。
图4 A T89C51与DeviceNet 总线接口电路
从图4可见,S J A1000的AD0～AD7连接到
A T89C51的P0口,片选端经反相器接到A T89C51的P2.3引脚上,当P2.3(A11)为1时选通S J A1000,这样A T89C51可以对S J A1000进行读/写操作,S J A1000的读写、中断引脚分别与A T89C51相应的管脚连接。SJ A1000的MODE 引脚接高电平,选择Intel 二分频模式。为了增强CAN 总线节点的抗干扰能力,采用SJ A1000的具有光电隔离的CAN 总线接口,S J A1000的发送输出端TX0与接收输入端RX0、RX1分别经高速集成光电耦合器6N137隔离后,与接口驱动芯片PCA82C250的TXD 和RXD 相连,PCA82C250直
接与DeviceNe 物理总线相连。另外通过在
PCA82C250的8脚与地之间接不同阻值的电阻(Rext ),可选择3种不同工作方式:高速、斜率控制和待机[5]。
5 系统软件程序设计
系统软件程序的总体流程是:系统上电后
A T89C51先对自身和S J A1000进行初始化以确定工作主频、波特率和输出特性等,然后初始化L S7266R1,用定时中断方式获取L S7266R1中的脉
冲值,并把该值通过S J A1O00传送到DeviceNet 总线上或直接现场显示、控制;对于AD12762也是采用定时方式进行模拟量的采集。
系统的软件程序设计中有2个难点,即
SJ A1000的初始化及L S7266R1的初始化。这2个
初始化程序设计也是系统能否正常运行的关键。SJ A1000的寄存器仅能在它复位期间进行写访问,因此在对这些寄存器初始化前,必须确保系统进入复位状态,在初始化后,须清复位请求位,使SJ A1000返回正常运行状态[6]。脉冲计数通过可编程分频计数器L S7266R1实现,L S7266R1的软件编程,主要涉及初始化操作以及如何读取它的计数值,初始化流程是:初始化IOR 寄存器、初始化CMD 寄存器、初始化RLD 寄存器、XPR0=0、YPR0=0、XPSC 和YPSC 分别赋值、设置IDR 寄
存器、设置PR 寄存器、设置IOR 寄存器、使能A 和B 输入;读取计数值流程:首先是B P 指针复位将计数器中内容装载到OL 中,然后再读取XPR 、YPR 中的数值。
6 结束语
DeviceNet 现场总线应用广泛,但其接口模块
又比较昂贵,而本设计方案成本低、容易实现,能够满足工业现场要求不是很高的数据采集系统,是一种比较经济的DeviceNet 智能节点。然而依据该方案设计的智能节点,只能实现对于现场设备的监测。由于现场中很多设备需要实时控制(例如伺服电机等),因此开发集监测与控制功能于一体的智能节点,应是比较有意义的研究方向。参考文献:
[1] 李国洪,王景芹,武 壮,等.DeviceNet 在智能电器控
制网络中的应用[J ].电测与仪表,2006,(7):55-59.
[2] 方晓柯,徐 林,王建辉,等.DeviceNet 现场总线特点
分析及节点电路设计[J ].仪器仪表学报,2005,(11):
1174-1177.
[3] 陈在平,张建峰,等.基于P87C591的DeviceNet 智能
通信节点设计[J ].仪器仪表学报,2006,(10):1224-1227.
[4] AD 公司.AD12762DA TA SH EET[Z].1999.[5] Philips Semiconductors 2Home.PCA82C250DA TA
SH EET[Z].
[6] 邓海龙.CAN 总线控制器S J A1000的初始化程序设计
[J ].南通纺织职业技术学院学报,2004,(4):11-13.
作者简介:王修岩 (1965-),男,吉林人,博士,教授,研究方
向为检测技术、控制理论与控制工程。
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本科毕业设计说明书 扫地机的智能控制系统设计 SWEEPER INTELLIGENT CONTROLSYSTEM DESIGN 学院（部）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 年月日
扫地机的智能控制系统设计 摘要 目前，各式各样的服务机器人越来越多应用于人们的生活中，从事着与人们生活息息相关的服务工作，极大地提高和改善了人们的生活质量。室内智能扫地机器人就是在这种背景下诞生的一种家庭服务机器人。室内智能扫地机器人的路径规划采用区域充满的规划方法，目标是在设定区域内寻找一条从始点到终点且经过所有可达点的连续路径。根据建立的扫地机器人平台，提出清扫机器人随机运动路径规划算法。机器人利用其上安装的红外传感器和摄像头来识别和感知房间环境，机器人开始以螺旋运动方式覆盖房间的空白区域，当遇到障碍物时，启动障碍物应对策略，通过计算机软件仿真和在房间环境中进行实验验证了该算法的有效性。 关键词：扫地机器人，单片机，环境识别，路径规划
SWEEPER INTELLIGENT CONTROLSYSTEM DESIGN ABSTRACT At present time,more and more various of service robots are designed and applied to people’s daily life.The application of these robots is promoting the quality of people’s life tremendously as they deal with the works related to people’s life closely.Indoor automatic cleaning robot is one of these service robots developed to help people to carry out the troublesome room cleaning work.The path planning algorithm of Indoor Automatic Cleaning Robot should spread over the room area using the area filling path planning algorithm to find a continuous path from start to end. A random moving path planning algorithm is put forward based on the platform. The cleaning robot identifies the room environment using the infrared transducer and the camera outfitted on its body.Moving in the spiral motion mode with the gradually enlarging radius,the robot begins to explore and clean the blank area.While it encounters obstacles like wall or furniture,it will start the strategy of dealing with obstacles.This algorithm is validated through computer simulation and robot experiment. KEYWORDS:cleaning robot,single chip microcomputer,environment identification,path planning
智能家居系统 1 智能家居整体系统的功能分析 背景和系统结构图的介绍 智能家居又称住宅智能化，是智能建筑的重要组成部分。它随着科技的高速发展和人们生活要求的不断提高而应运而生，成为21世纪的热点技术。智能家居可以定义为一个过程或者一个系统，该过程（系统）利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术构建与家居生活有关的各种子系统，并将其有机结合在一起，通过统筹管理，将智能家居的被动静止结构转变为具有智慧的新动态，为住户生活提供全方位的信息交换功能，帮助家庭和外部、使用者与家庭环境之间保持信息交流畅通，优化人们的生活方式。 图1为智能家居的系统结构图，该图列举了典型智能家居的系统组成：家庭网关、电动窗帘和门窗系统、家庭智能照明系统、家庭多媒体系统、可视门禁系统、安防周界系统、环境温度控制系统、视频监控系统等，其中家庭网关是智能家居系统的通信管理单元和子系统控制中心，在家庭网关通信管理体系下，可构建家庭网络通信系统。 图1 智能家居系统结构图 通过采用上述功能系统，实现家居智能化和自动化。相对传统家居而言，智能家居通
过全新的3C技术（Computer Communication Control Technology），提供了全方位的信息服务，赋予了家居生活安全、舒适、节能的特性。 设计原则 （1）功能需求。智能家居注重满足人们在方便性和舒适度方面的需求，如：遥控功能（遥控控制家居范围内所有的灯，窗帘及其他电气设备），网络化控制、场景控制，本地控制等。 （2）高性价比。在系统设计中要充分考虑系统的性能和价格的要求，使系统在较低成本的条件下，尽可能满足用户需求。 （3）通用性。目前所有的智能家居技术都处于发展阶段，所以系统设计时，要注意选择兼容性好，符合国际通用协议的技术。 （4）兼容性和可扩展性。随着智能家居技术的不断发展，会有越来越多的家居智能化产品和技术的诞生，因此，在智能家居系统的设计之初，就必须考虑系统未来的兼容和发展。 （5）布线简洁。易于安装，符合大多数人的习惯。 （6）安全性。包括所进行设计运行过程的安全性和耐久性。 基于以上原则，才能设计出一套完整的智能家居系统。 设计依据 设计依据主要有： 《全国住宅小区智能化技术示范工程建设要点与技术导则》 《住宅小区安全技术防范综合报警服务系统设计导则》 《社会公共安全标准汇编》 《防盗安全门通用技术条件》（GB17565—2007） 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16—2008） 《安全防范工程程序要求》（GA/T 75—1994） 《家庭布线标准》（TIA/EIA 570—A） 《计算机软件开发规范》（GB 8566—1988） 《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ 232—1982） 《建筑智能化系统工程实施及验收规范》（DB 32/366—1999） 《建筑智能化系统工程评估标准》（DB 32/T367—1999）
基于CAN 总线的智能节点设计 朱悦涵，林立，邵明 （福建工程学院福建福州350108） 摘要：应用51单片机为控制核心结合其他的器件设计了一种能连接于CAN 总线上的智能节点。通过单片机控制 CAN 总线控制器SJA1000，并进一步通过CAN 总线收发器PCA82C250，实现该智能节点与CAN 总线的通信。此外通 过对MCS-51单片机的I/O 进行相应的扩展，使该智能节点具有了8输入和8输出的控制端口。最终完成该智能节点并通过实际测试，验证了其实用性。 关键词：CAN 总线；智能节点；MCS-51；SJA1000中图分类号：TP336 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2012）24-0090-03 Design of intelligent node based on CAN bus ZHU Yue -han ，LIN li ，SHAO Ming （Fujian University of Technology ，Fuzhou 350108，China ） Abstract:The thesis introduces a design of a kind of an intelligent node ，which is used to communicate with CAN bus.Single -chip microcomputer MCS -51is applied as a central controller ，of which other devices operate under control.Applying the Single -chip microcomputer to control CAN bus controller SJA1000realizes the communication with CAN bus ，through the CAN bus transceiver PCA82C250.Through I/O extension of MCS -51MCU ，the intelligent node has the control port of eight inputs and eight outputs.At last the practicability of the intelligent node has been verified by the practical tests.Key words:CAN bus ；intelligent node ；MCS-51；SJA1000 收稿日期：2012-10-09 稿件编号：201210026 作者简介：朱悦涵（1981—），男，福建福州人，硕士，助教。研究方向：数控机床故障诊断。 CAN 总线，即控制器局域网总线，主要用于各种设备检 测及控制的现场总线。它是一种串行数据通信协议，是德国 BOSCH 公司于20世纪80年代初开发的，最初是为了解决汽 车中众多控制与测试仪器间的数据交换问题[1]，具有良好的实时性、极高的可靠性、较低的成本和较强的可扩展性，是目前为止唯一有国际标准的现场总线，被公认为最有前途的几种现场总线之一[2-3]。它非常适合现场设备的互联。奔驰S 级轿车上使用的就是CAN 总线。节点指的是CAN 总线上通信的起点和终点，可用于实现I/O 扩展、远程I/O 、设备间通信等，应用广泛。智能节点指的是带有处理器的节点。相对于普通节点，智能节点有更好的兼容性和更强大的处理能力，不仅能够作为普通节点使用，还可实现一定的信息处理与控制功能，使用起来更加灵活。本文描述了一种基于MCS-51单片机的CAN 智能节点的设计方案，软硬件均已通过测试。 1总体方案 智能节点的设计方案要与其功能设计相适应。从智能节 点的定义来看，其必须自身带有处理器MCU ，拥有一定的数据处理能力；智能节点还必须能够和CAN 总线上的其他节点通信，所以必须包含CAN 总线通信模块；对于智能节点，其必须具备获取现场信息，控制现场执行单元的能力，所以必须同时具有输入输出端口；除此之外，还希望该智能节点拥有一定的显示功能，所以要包含一个显示模块；最后，要驱动以上器件，还需要有电源模块的存在。根据以上思路，系统总体结构如图1所示。 其中，MCU 是智能节点的核心，它完成了大部分信息处理的功能，其它模块都在其控制下工作。它采集输入端口的信号，并对采集的信号进行处理；它可以根据输入信号和事先设定的程序及实时输出相应的控制信号；它也可以将输入信号处理后传递给通信模块，形成CAN 报文发送到CAN 总线上；它可以通过通信模块获取CAN 总线上的信息，并通过这些信息控制输出端口进行相应的动作；它还可以控制显示模块实现信息的显示。通信模块主要分为3个部分：CAN 总线控制模块、CAN 总线收发模块、CAN 总线保护模块。其中， CAN 总线保护模块主要起安全和抗干扰的作用。电源模块为 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第20卷Vol.20第24期No.242012年12月Dec.2012 图1系统结构框图 Fig.1Block diagram of the system
智能家居系统设计方案 2014 年 12 月
目录 一、智能家居系统的概述 ...................................... 错误 !未定义书签。 二、智能化家居代表未来趋势 ................................... 错误 !未定义书签。 三、设计原则依据 ............................................ 错误 !未定义书签。 四、建设目标 ................................................ 错误 !未定义书签。 五、系统介绍 ................................................ 错误 !未定义书签。 1 、智能灯光系统 . ............................................... 错误 !未定义书签。 2 、空调系统 . ................................................... 错误 !未定义书签。 3 、安防及对讲系统 .............................................. 错误 !未定义书签。 4 、家庭影音系统 . ............................................... 错误 !未定义书签。 5 、电动窗帘、电动遮阳蓬系统.................................... 错误 !未定义书签。 6 、远程网络遥控系统 ............................................ 错误 !未定义书签。 六、灯光控制示例 ............................................ 错误 !未定义书签。 七、结论、案例分享 .......................................... 错误 !未定义书签。
设计名称：智能照明控制系统组别：第五组 组长：XX 组员：XX
基于单片机的智能照明控制系统设计 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。 本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
目录 1 引言....................................................................... 1.1 研究背景.............................................................. 1.2 智能照明控制系统的优点................................................. 2 设计部分................................................................... 2.1设计要求............................................................... 2.2系统设计............................................................... 2.3逻辑控制............................................................... 2.4硬件设计............................................................... 2.4.1 系统硬件总述....................................................... 2.4.2 AT89C51单片机介绍................................................. 2.4.3 光照检测电路....................................................... 2.4.4 人体信号采集电路................................................... 2.4.5 比较电路........................................................... 2.4.6 延迟时间选择电路................................................... 2.4.7 输出控制电路....................................................... 3 系统软件设计及实现......................................................... 4 结论...................................................................... 5 评价……………………………………………………………………………………………….. 6 组员分工…………………………………………………………………………………………..
智能家居系统设计方案 2014年12月
目录 一、智能家居系统的概述 ...................................... 错误!未定义书签。 二、智能化家居代表未来趋势................................... 错误!未定义书签。 三、设计原则依据 ............................................ 错误!未定义书签。 四、建设目标 ................................................ 错误!未定义书签。 五、系统介绍 ................................................ 错误!未定义书签。 1、智能灯光系统................................................ 错误!未定义书签。 2、空调系统.................................................... 错误!未定义书签。 3、安防及对讲系统.............................................. 错误!未定义书签。 4、家庭影音系统................................................ 错误!未定义书签。 5、电动窗帘、电动遮阳蓬系统.................................... 错误!未定义书签。 6、远程网络遥控系统............................................ 错误!未定义书签。 六、灯光控制示例 ............................................ 错误!未定义书签。 七、结论、案例分享 .......................................... 错误!未定义书签。
智能家居系统总体设计方案
一. 引言 智能家居以家居住宅为平台，综合传感器网络、信息计算融合、自动控制等技术，将与家 庭生活有关的各种应用元素有机地结合在一起，通过综合管理，让家庭生活更舒适、安全、有效、便利和环保。 本文从项目需求和系统功能出发，对智能家居系统进行了分析设计。介绍了系统的总体结 构、工作流程，并对系统进行了功能分拆，进而介绍了各功能子系统的基本设计情况。 本系统以建筑结构复杂的独体别墅为设计目标，可广泛应用于普通家居住宅环境。 二.需求分析 2.1概述 随着社会经济的发展，科技水平及信息化程度的不断提高以及对生活品质的不断追求，人 们对家庭生活方式的革新要求日益强烈。
智能家居系统的应用对家庭生活方式的带来深远影响， 它能提供舒适安全、环保节能、具有高度人性化的生活空间；提供智能化的家居设备控制方式； 提供全方位的信息交换功能；优化人们的生活方式，帮助人们有效地安排时间；增强家庭生活 的安全性。 家居环境的建筑设计和装修装饰千差万别，不影响建筑格局的前提下，人们要求智能家庭系统安装简单方便，易于维护，可靠性高。智能家居其功能需求主要体现在完善的安全保障、舒适的居住环境和便利的生活条件及方便的安装操作上。智能家居利用传感器网络技术，结合互联网及移动通信网络，根据需求通过自组织形式将 家庭内部的各种设备组成网络，实现人与家居的和谐融合。其基本功能包括安全防范、环境自 动控制、家电控制、视频监控、讯息交互服务等。 安全防范功能可以实时监控非法侵入、浸水、火灾、燃气泄露、紧急呼救等事件的发生。
根据光强、温湿度等环境条件的变化，智能家居系统可以对诸如空调、照明电器等的控制从而 实现家居环境的自动控制。利用视频图像监控功能，业主可以实时查看家庭现场情况。通过与 电信运营商合作，通过方便快捷方式实现用户与家庭的讯息互动。 2.2系统功能需求 ⑴实现安全防范功能，对非法侵入、浸水、火灾、燃气泄露等紧急情况实现报警； ⑵对光强、温湿度等家居环境条件进行检测； ⑶对家庭现场情况进行图像采集并进行计算处理； ⑷各检测、传输设备采用无线方式组成网络进行信息传输； ⑸通过互联网或移动通信网络将检测信息及图片传送至用户； ⑹具有数据本地存储功能，设防、撤防功能； ⑺美观隐蔽、操作简便、易于安装维护。
比较全的一套智能家居设计方案 智能系统设计范围： 本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则： 用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述： 以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统： 区域： 庭院 主楼负一层：影音娱乐室、储藏间、楼梯 主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、卫生间、楼梯 主楼二层: 二层休闲厅、主卧室及主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 负一层： 1、影视娱乐室 ①控制对象：灯光开关、灯光调光、电动窗帘、电视、AV播放设备、中央空调。 ②在入口安装1只“智能控制面板”，对以上设备进行智能化控制，设置6组常用场景模式：“准备”、“电影”、“中间休息”、“纯音乐”、“调光”、“离场”。 按下“准备”模式，灯光自动调亮，空调自动启动，人员入场，做准备工作。 按下“电影”模式，灯光逐渐暗下（过度时间2秒），只留有最后面的两个壁灯在5%的亮度，电动窗帘自动闭合，电视机自动打开。 按下“中间休息”模式，灯光渐亮，方便休息，喝点咖啡。 按下“纯音乐”模式，单独的音乐欣赏，灯光调节到一个温和的亮度。 按下“调光”模式，可对以上四个场景的灯光亮度做手动调节，以适合不同人的要求。
目录 有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一：有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)
有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义 日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故，给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此，及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识，联系实际，设计出一套有毒气体的检测电路，可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体，使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求 当检测到有毒气体意外排时，发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统，排出有毒气体，更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后，系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路 利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体，根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时，QM—N5检测到有毒气体，元件两极电阻变的很小，继电器开关闭合，使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号，驱动发光二极管间歇发光；同时LC179工作，驱使蜂鸣器间断发出声音；此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出，浓度低于气敏传感器所能感应的范围时，电路回复到自动检测状态。
智能家居系统设计方案 综述 随着计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的迅猛发展，提高了人们对家庭实现生活现代化，居住环境舒适化及家居安全化的要求，在这种日益迫切的需求下延伸出来的智能家居系统很好的满足了人们的这些要求。智能家居除了具有安全、便利、舒适、节能、娱乐性的功能外，还是一个集音频、视频、计算机功能、通信功能、家居自动化/控制/安全技术以及将所有不同的设备应用和功能互连于一体的系统，使我们的居家生活更为便利、灵活。 智能家居系统创新性地实现了对灯控、家电等家居设备的集中控制，可全部实现无线控制，免除布线的麻烦和弊端，不管装修与否，均可便捷安装使用，不会受到布线的任何束缚。同时，采用学习型的红外基地台，强大的软件学习功能，可与各种家居设备实现无缝对接，对新购的家居设备，也可轻松纳入联电国际系统管理，十分方便，利用网络/PDA/手机，通过目前最先进的网络侦控摄像机，即可随时随地实现对家居设备的实时监测和操控。下面，我们就以某独栋别墅项目为例，详细说明智能家居系统给我们带来的人性化、数字化的生活。用户需求分析 根据别墅业主的要求，在别墅智能家居设计中需要实现以下功能：?周界防盗及监控功能；
?全部房间的智能灯光控制； ?主要活动区域的背景音乐功能； ?一层客厅的电动窗帘控制； ?烟感及燃气泄露感应报警功能； ?家用净水，中央除尘，中央空调集成。 为实现上述功能，需用到下列系统设备： 1.周界防盗系统 主动红外探测器对射，如果有人非法入侵则触发报警主机。 2.家居安防监控系统 ? 别墅四周实时监控—业主可以在任意指定房间对外围的情况进行监控。（需布线） ? 室内安全—在厨房安装烟感及燃气泄露探测器，出现警情及时提醒业主。 ? 异常入侵—在窗户内侧安装幕帘探测器，遇到异常情况及时报警。 3.背景音乐系统 本套方案中，背景音乐系统能实现用户主要活动房间的音乐功能，同时能通过背景音乐系统做到每一个背景音乐点房间的电视能够共享收看DVD 、数字电视机顶盒等节目源，还能通过电视察看电视监控的图像。
https://www.doczj.com/doc/c117033099.html, CAN总线系统智能节点设计 作者：邹继军饶运涛 信息工程系 华东地质学院 摘要：CAN总线上的节点是网络上的信息接收和发送站；智能节点能通过编程设置工作方式、ID地址、波特率等参数。它主要由单片机和可编程的CAN通信控制器组成。本文介绍这类节点的硬件设计和软件设计；其中软件设计包括SJA1000的初始化、发送和接收等应用中的最基本的模块子程序。 关键词：总线节点CAN 控制器 引言： CAN (Controller Area Network)总线，又称控制器局域网，是Bosch公司在现代汽车技术中领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越的性能、极高的可靠性、独特灵活的设计和低廉的价格，现已广泛应用于工业现场控制、智能大厦、小区安防、交通工具、医疗仪器、环境监控等众多领域。CAN已被公认为几种最有前途的现场总线之一。CAN总线规范已被ISO国际标准组织制订为国际标准，CAN 协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连参考模型基础上的，主要工作在数据链路层和物理层。用户可在其基础上开发适合系统实际需要的应用层通信协议，但由于CAN总线极高的可靠性，从而使应用层通信协议得以大大简化。 CAN总线与其他几种现场总线比较而言，是最容易实现、价格最为低廉的一种，但其性能并不比其他现场总线差。这也是目前CAN总线在众多领域被广泛采用的原因。节点是网络上信息的接收和发送站，所谓智能节点是由微处理器和可编程的CAN控制芯片组成，它们有两者合二为一的，如芯片P8XC592，也有如本文介绍的，独立的通信控制芯片与单片机接口，后者的优点是比较灵活。当然，也
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
基于物联网的智能家居 系统设计 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
报告名称：基于物联网的智能家居控制系统设计方案 班级组号： 指导老师： 组长学号姓名： 组员学号名字： 2017年3月17日 目录 一. 项目背景 (1) 二. 系统需求分析 (1) 1.方便的手持设备.............. .. (1) 2.摄像头.............. (1) 3.门禁.............. . (1) 4.空气质量检测.............. (2) 5.湿度、烟雾检测.............. .. (2) 6.远程控制.............. .. (2) 三.智能家居系统功能简述 (2) 1.智能安防系统 (2) 2.智能照明系统. (2) 3.智能电器控制系统. (2) 4.门禁系统. (3) 5.烟雾检测统. (3) 6.空气质量检测系统. (3) 四.智能家庭平面图 (4) 五. 智能家居各系统原理图 (5) 1.智能安防与视频监控系统 (5) .设备组成 (5) .功能 (5)
.程序流程图 (6) 2.智能照明系统 (7) .设备组成 (7) .功能 (7) .程序流程图 (8) 3.智能电器控制系统 (8) .设备组成 (8) .功能 (9) .程序流程图 (9) 4.门禁系统 (10) .设备组成 (10) .功能 (10) .程序流程图 (10) 5.烟雾检测系统 (11) .设备组成 (11) .功能 (11) .程序流程图 (12) 6.空气质量检测系统 (12) .设备组成 (12) .功能 (12) .程序流程图 (13) . 六.团队成员的分工安排 (13)
基于的C A N总线智能传感器节点设计 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
基于82527的CAN总线智能传感器节点设计 摘要：介绍一种以8051微控制器和82527独立CAN总线控制器为核心组成的CAN总线智能传感器节点的设计方法，并给出其硬件原理图和初始化程序。 关键词：CAN总线 82527 单片机数据采集智能节点 引言 CAN（Controller Area Network，控制局域网）属于工业现场总线，是德国Bosch公司20世纪80年代初作为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器间的数据交换而开发的一种通信协议。1993年11月，ISO正式颁布了高速通信控制局域网（CAN）的国际标准（ISO11898）。CAN总线系统中现场数据的采集由传感器完成，目前，带有CAN总线接口的传感器种类还不多，价格也较贵。本文给出一种由8051单片机和82527独立CAN总线控制器为核心构成的智能节点电路，在普通传感器基础上形成可接收8路模拟量输入和智能传感器节点。
1 独立CAN总线控制器82527介绍 82527是Intel公司生产的独立CAN总线控制器，可通过并行总线与Intel和Motrorola的控制器接口；支持CAN规程标准，具有接收和发送功能并可完成报文滤波。82527采用CHMOS 5V工艺制造，44脚PLCC封装，使用温度为-44～+125℃，其引脚的排列和定义参见参考文献[1]。 （1）82527的时钟信号 82527的运行由2种时钟控制：系统时钟SCLK和寄存器时钟MCLK。SCLK 由外部晶振获得，MCLK对SCLK分频获得。CAN总线的位定时依据SCLK的频率，而MCLK为寄存器操作提供时钟。SCLK频率可以等于外部晶振XTAL，也可以是其频率的1/2；MCLK的频率可以等于SCLK或是其频率的1/2。系统复位后的默认设置是SCLK=XTAL/2，MCLK=SCLK/2。 （2）82527的工作模式 82527有5种工作模式：Intel方式8位分时复用模式；Intel方式16位分时复用模式；串行接口模式；非Intel方式8位分时复用模式；8位非分时复用模式。本文应用Intel方式8位分时复用模式，此时82527的30和44脚接地。
智能家居系统设计方案 一、智能家居概述 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、音视频技术等，将家居生活有关的家用电器设备和住宅设施监控集成，构建高效的家用电器日程事务管理系统，提升了家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并可实现节能环保的居住环境。通常我们把实施智能家居系统的过程称为智能家居集成。 二、智能家居系统范围 智能家居系统的主要子系统有：家居布线系统、家庭网络系统、智能家居集成控制管理系统、家居照明控制系统、住宅安防系统，这些是智能家居配置的必备系统，还有家庭影音系统、家庭环境控制系统，家庭门窗窗帘自动控制系统、家庭宠物喂养控制系统、家庭智能单品电器等是智能家居系统配置的可选系统。三、智能家居系统功能介绍 本方案针对别墅三层智能家居系统规划有可视对讲门禁系统、远程访问控制系统、定时控制系统、远程监控及安防报警系统、
灯光控制系统、家电控制系统等六大子系统。以下针对各系统作系统功能组成说明： 1.可视对讲门禁系统 访客来访，您在家时的情境 (1)访客可直接透过别墅门口机呼叫室内机做可视对讲，确认访客身份开门。 (2)当呼叫时，您不在室内主机旁，您不用再急急忙忙地跑到对讲管理主机接听，只要拿起家用的电信分机即可与来访客人对讲/开门。 (3)您也可以使用室内对讲分机，做访客呼叫对讲/开门。 (4)您也可以拿起专用的遥控器控制开门。 访客来访，您不在家时的情境 (1)当您外出时，可于智能控制管理主机设定外出转接，当客人来访时，系统会作呼叫转移，您可以用手机与来访客作对讲。 (2)若是您的家人忘了带锁匙时，可直接于手机上透过3G网络做远程控制开门。或者使用短消息发送关键词密码方式，经系统辨识确认后，也可以开门。 (3)当您外出时，可于智能控制管理主机设定外出转接，当客人来访时，系统会作呼叫转移，您可以直接用手机与门口访客做对讲。 主人回到家时的情境
基于CAN总线智能节点设计 The design of intelligent nodes Based on CAN Bus 李光忠1，吴士涛2 LI GUANG-ZHONG,WU SHI-TAO （1. 山东农业大学信息科学与工程学院，山东 泰安 271018； 2. 山东科技大学，山东 泰安 271000） （1. College of Information Science and Engineering, Shandong Agriculture University,Taian 271018 China；2. Shandong University of Science and Technology,Taian 271000 China） 摘要：CAN总线是一种应用极为普及的现场总线。文中提出了一种CAN总线通信接口的设计方案。CAN总线智能节点用单片机AT89S52和SJA1000控制器为核心组成。分别从硬件电路设计和SJA1000软件初始化、发送、接收设计方面进行了分析,实现了相应的网络控制功能,具有较高的实用性。 关键词：CAN总线，智能节点，系统设计 中图分类号：TP336 文献标识码：B Abstract:Can-Bus is popular as a field Bus.In this paper,a new modern CAN-bus communication interface is designed. Intelligent node of CAN-bus is mainly made up of MCU AT89S52 and SJA1000 controller.The hardware principle and the programming methods for initialization,transmitting and receiving modules of SJA1000 are introduced.The design can perform the control function.It is a practical design. Key words:CAN Bus,Intelligent node,system design 0 引言 CAN是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN总线作为智能设备的联系纽带,把挂在总线上作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本控制的综合自动化系统。本文给出了一种基于AT89S52和SJA1000的CAN总线智能节点设计方案，并对软硬件设计进行了相应的说明。 1 系统硬件设计 智能节点能够通过监测设备采集的现场数据,并根据接收到的命令或者主动将数据发送到CAN总线。通过事先设置验收码和验收屏蔽码可以控制智能节点从总线上接收数据或命令。 CAN总线系统智能节点硬件电路由3部分构成:微控制器AT89S52、独立CAN通信控制器SJA1000和CAN总线驱动器82C250。 微处理器AT89S52负责SJA1000的初始化,通过控制SJA1000实现数据的接受和发送等通信任务。SJA1000作为独立CAN总线控制器具有完成CAN高性能通信协议所要求的全部必要特性。使用简单总线连接的SJA1000可完成物理层和数据链路层的所有功能。其硬件与软件设计包括与基本CAN工作模式(BasicCAN)兼容，同时它新增加的增强CAN工作模式(PeliCAN)可以支持CAN 2.0A及CAN 2.0B协议。CAN总线收发器PCA82C250提供协议控制器和物理传输线路之间的接口。它可以用高达1Mb/s的速率在两条有差动电压的总线电线上传输数据。 硬件电路如图1所示。
智能家居设计方案 说明
楼宇智能家居设计方案说明 智能家居又称智能住宅，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理而且系统能否成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用，换句话说，就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效，实现便捷高质量的生活。 为了实现上述目标，智能家居系统设计遵循以下原则：一、方法、步骤实用性便利性；
智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。对智能家居产品来说，最重要的是以实用为核心，摒弃掉那些华而不实，只能充作摆设的功能，产品以实用性、易用性和人性化为主。 在设计智能家居系统时，根据用户对智能家居功能的需求，整合以下最实用最基本的家居控制功能：包括智能家电控制、智能灯光控制、电动窗帘控制、防盗报警、门禁对讲、煤气泄露等，同时还能够拓展诸如三表抄送、视频点播等服务增值功能。对很多个性化智能家居的控制方式也是丰富多样，比如：本地控制、遥控控制、集中控制、手机远程控制、感应控制、网络控制、定时控制等等，其本意是让人们摆脱繁琐的事务，提高效率，不至于使操作过程和程序设置过于繁琐，让用户产生排斥心理。因此在智能家居设计时要充分考虑到用户体验，注重操作的便利化和直观性，采用图形图像化的控制界面，让操作所见即所得。考虑到整个建筑的各个智能化子系统二十四小时运转，以及系统的安全性、可靠性和容错能力予以高度重视。对各个子系统，以电源、系统备份等方面采取相应的容错措施，保证系统正常安全使用、质量、性能良好，具备应付各种复杂环境变化的能力。 智能家居设计系统方案依照国家和地区的有关标准进行，确保系统的扩充性和扩展性，在系统传输上采用标准的TCP/IP协议网络技术，保证不同产商之间系统能够兼容与互联。系统的前端