柔和的风0751
智能家居控制系统的设计与实现 [2009-03-18 06:41] ;;; 摘要：介绍了以PC（个人计算机）、MCU（单片机AT89C52）、双音多频编解码集成电路MT8880C、语音录放芯片ISD4004和无线数据收发芯片nRF401为核心，通过现有的电话网络终端或者互联网网络终端实现远程控制的智能家居系统，给出了该系统的电路原理和办硬件设计与实现方法。;;; 关键词：远程控制 双音多频 网络通讯 无线通讯 家庭自动化２１世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、ＤＶＤ录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……；而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下鼠标，或者打一个简单的电话。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和１１０可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是进步的标志，智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。１系统的总体结构及工作过程智能家居系统由系统主机、系统分机、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服务器和网络接口等部分组成。其中系统主机通过服务器（个人）连入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，并通过自己的ＰＳＴＮ�公用电话交换网接口电路连入ＰＳＴＮ。其结构图如图１所示。主机与分机通过无线传输组成星形拓扑结构。系统主机通过本地无线传输网络同系统分机进行通讯、传输控制命令和反馈信息。该系统正常工作时，用户可以通过);>Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和ＰＳＴＮ两种网络进行访问，当通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ访问时，本系统可提供一个界面友好的终端软件，用户只需登陆到运行在家中的服务器即可对家中的设备进行远程控制；当通过ＰＳＴＮ访问时，本系统将为用户提供语音操作界面。其工作流程如图２所示。２系统的硬件构成本系统的硬件主要有系统主机与系统分机两大部分。系统主机由单片机ＡＴ８９Ｃ５２和各种接口电路组成，如图３所示。系统分机由单片机ＡＴ８９Ｃ５２和各种接口电路、传感器单元电路、固态继电器控制电路组成，并由固态继电器控制具体设备，具体硬件组成框图如图４所示。通过系统主机的各种接口电路可将主机ＣＰＵ从繁忙的计算中解脱出来，以便把主要精力运用在控制和信息传递上。系统主机主要依照各个功能电路的输出结果进行判断和控制命令的输出。系统分机的各种接口电路和主机相似，只是根据设备的不同（传感器单元）有着细节上的变化。下面主要介绍系统主机的各种接口电路。２．１ ｎＲＦ４０１ 无线数据传输电路无线数据传输电路由Ｎｏｒｄｉｃ公司的单片ＵＨＦ无线数据收发芯片ｎＲＦ４０１及其外围电路构成。ｎＲＦ４０１采用ＦＳＫ调制解调技术，其工作效率可达２０ｋｂｉｔ／ｓ，且有两个频率通道供选择，并且支持低功耗和待机模式。它不用对数据进行曼彻斯特编码，其天线接口设计为差分天线，因而很容易用ＰＣＢ来实现。);>;;; ２．２ 看门狗电路看门狗电路由ＭＡＸ８１３Ｌ及其外围元件组成。通常，在单片机的工作现场，可能有各种干扰源。这些干扰源可能导致程序跑飞、造成死机或者程序不能正常运行。如果不及时恢复或使系统复位，就容易造成损失。看门狗电路的作用就是在程序跑飞或者死机时，能有效地使系统复位以使系统恢复正常运转。因此，在程序中定期给Ｐ１．５送入看门狗信号，就可以保证在程序运行异常时，由ＭＡＸ８１３Ｌ使单片机复位。２．３ ＤＳ１３０７时钟接口电路ＤＳ１３０７时钟芯片是美国ＤＡＬＬＡＳ公司生产的Ｉ２Ｃ总线接口实时时钟芯片。ＤＳ１３０７可以独立于ＣＰＵ工作，它不受晶振和电容等的影响，并且计时准确，月积累误差一般小于１０秒。此芯片还具有掉电时钟保护功能，可自动切换到后备电源供电。同时还具有闰年自动调整功能，可以产生秒、分、时、日、月、年等数据，并将其保存在具有掉电保护功能的时间寄存器内，以便ＣＰＵ根据需要对其进行读出或写入。由于单片机ＡＴ８９Ｃ５２没有Ｉ２Ｃ总线接口，因此，要驱动ＤＳ１３０７，就必须采用单主机方式下的Ｉ２Ｃ总线虚拟技术。在此方式下，以单片机为主节点（主器件），主器件永远占有总线而不出现总线竞争，且可以用两根Ｉ／Ｏ口线来虚拟Ｉ２Ｃ总线接口。Ｉ２Ｃ总线上的主器件（单片机）可在时钟线（ＳＤＬ）上产生时钟脉冲，在数据线（ＳＤＡ）上产生寻址信号、开始条件、停止条件以及建立数据传输的器件。任何被选中的器件都将被主器件看成是从器件。在这里，ＤＳ１３０７作为Ｉ２Ｃ总线的从器件。Ｉ２Ｃ总线为同步串行数据传输总线，其内部为双向传输电路，端口输出为开漏结构，因此，需加上拉电阻。２．４ ＭＴ８８８０Ｃ双音频编解码电路由于单片机是通过ＭＴ８８８０Ｃ芯片得到ＰＳＴＮ网络的双音频信号解码输出，也就是说，单片机可以识别来自ＰＳＴＮ网络的控制信号，用户可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别与远程控制。因此，利用ＭＴ８８８０Ｃ的双音频编码功能，系统可以在紧急时刻将用户预置的紧急电话打到ＰＳＴＮ网络，从而把损失减少到最低。２．５ ＩＳＤ４００４语音录放电路ＩＳＤ４００４是美国ＩＳＤ公司生产的一种语音录放芯片。它可录制８～１６分钟的语音信号。该芯片可提供ＳＰＩ标准接口和单片机进行接口，其语音的录放控制均通过单片机来实现。该芯片的一个最大特点是可以按地址编程录放，因而可由ＩＳＤ４００４和单片机编程控制来构系统与ＰＳＴＮ网络用户的语音平台。由于ＩＳＤ４００４的ＩＮＴ和ＲＡＣ脚输出为开漏结构，因此需要加上拉电阻。);>２．６ ＭＡＸ２０２串行通讯电路通讯电路可由串行通讯专用芯片ＭＡＸ２０２组成，通过此电路可以方便地与ＰＣ机进行串行通讯。２．７ 铃流检测与摘挂机控制电路当系统被呼叫时，电话交换机发出铃流信号。振铃为２５±３Ｖ的正弦波，失真小于１０％，电压有效值为９０±１５Ｖ。振铃信号以５秒为周期，即１秒送，４秒断。由于振铃信号电压比较高，所以先要通过高压稳压二极管进行降压，然后输入至光耦。再经光耦隔离转换后，从光耦输出时通时断的正弦波，最后经ＲＣ回路进行滤波以输出标准的方波。该方波信号可以直接输出至单片机的定时器１进行计数，以实现对铃流的检测。由于程控电话交换机在电话摘机时电话线回路电流会突然变大（约３０ｍＡ），因此，交换机检测到回路电流变大就认为电话机已经摘机。自动摘挂机电路可以通过单片机的Ｐ１．７来控制一个固态继电器，固态继电器的控制端应连接一个大约３００Ω的电阻后再接入电话线两端，从而完成模拟摘挂机。３系统软件编制本系统软件主要由系统主机和系统分机的Ｃ５１程序和系统与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络通讯程序组成。３．１ 系统主机程序的编制系统主机程序主要用于实现系统的总体功能。包括无线数据传输程序、看门狗程序、时间戳程序、双音频编解码程序、语音录放程序、串行通讯程序、铃流检测与摘挂机控制程序、系统初始化程序、意外事件处理程序等。程序编制以消息驱动为主导思想。消息由计数器中断１、外部中断０和串行中断产生，在中断服务程序中，应将相应的状态位置位，而在消息循环中则应按相应的状态位调用功能函数，然后由功能函数将相应的状态位清０并完成所需功能，并最后返回到消息循环中。其程序流程如图５所示。该系统的分机程序和主机类似，故此不再详述。);>３．２ 系统与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络通讯程序的编制这部分通讯程序分为服务器和客户端两个程序，主要通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络完成用户的控制功能。服务器程序主要完成客户端与系统主机通讯的中转，即将客户端发来的控制或者查询命令成系统主机能识别的格式，或者将系统主机收到的报警等信息上传到客户端。服务器程序使用Ｓｏｃｋｅｔ与客户端进行Ｉｎｔｅｒｎｅｔ通讯。客户端程序是运行在远端用户的控制界面，主要用于完成家居内状态的显示以及对家居内电器的远程控制，同时使客户端直接连接到服务器。４结论本系统充分利用了现有的网络资源。通过在实际电话网络和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络中的试运行证明：该系统能够达到设计初期的各项要求。相信将在信息家电、智能小区等方面得到广泛应用。
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随着国民经济的飞速发展,我国的现代化的科学技术不断的深入和完善,电气工程方面有了越来越大的影响力,电气工程自动化越来越受到人们的重视。下文是我为大家搜集整理的关于电气工程类毕业论文范文的内容，欢迎大家阅读参考! 电气工程类毕业论文范文篇1 试论电气工程施工管理 摘要：指出电气安装工程的质量控制是决定住宅工程质量的重要因素，从现场施工等过程的质量控制手段，力图实现对住宅电气工程的质量控制。 关键词：住宅;电气安装工程;质量控制 随着人们生活水平的不断提高，对住宅的要求也从原来的温饱转向了小康，其中住宅的工程质量是决定住宅安全、舒适性的重要因素。电气工程是住宅工程的重要组成部分，强电系统相当于人体的血液系统，提供住宅所需要的基本动力，照亮住宅的每一角落，也给其他设备系统的正常工作提供相应的能源;弱电系统相当于人体的神经系统，是一栋住宅与外界交流的重要端口。因此电气安装质量的好坏直接影响了整体住宅工程的质量，关系住户的安全和生活的舒适。 1 电气工程质量存在问题与防治措施 开关、插座盒和面板的安装、接线不符合要求 预防措施：准确牢靠预埋、固定线盒;做好面板的清洁保护;确保开关、插座中的相线、零线、P保护线不能串接;剥线时固定尺寸，保证线头整齐统一，安装后线头不裸露;同时为了牢固压紧导线，单芯线在插入线孔时应拗成双股，用螺丝项紧、拧紧;开关、插座盒内的导线应留有一定的余量，一般以100～150mm为宜。 室外进户管预理不符合要求 预防措施：进户预埋管必须使用厚壁铜管或符合要求的PVC管，加强与土建和其他相关专业的协调和配合，明确室外地坪标高，确保预埋管埋深不少于;加强对承包队伍领导和材料采购员有关法规的教育，监理人员要严格执行材料进场需检验这一规定，堵住漏洞;预埋钢管上墙的弯头必须用弯管机弯曲，不允许焊接和烧焊弯曲;做好防水处理，请防水专业人员现场指导或由防水专业队做防水处理。 导线的接线、连接质量和色标不符合要求 预防措施：加强施工人员的技能培训;多股导线的连接，应用镀锌铜接头压接，尽量不要做“羊眼圈”状，如做，则应均匀搪锡;在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根，如需接两根，中间需加平垫片;不允许3根以上的连接;导线编排要横平竖直，剥线头时应保持各线头长度一致，导线插入接线端子后不应有导体裸露;铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎;材料采购人员一定要按现场需要配足各种颜色的导线。 2 施工中的质量管理 施工前期的管理 针对可能影响电气安装工程施工质量的诸口素，必须在施工过程中各个施工环节采取有效的管理措施，严格控制，以保证整个工程的质量。针对施工项目的大小难易程度，要编制施工组织设计、施工方案，提出科学的施工方法和工艺，选用适当的施工机械、工具，从技术上保证施上质量管理目标的实现。施工组织设计、施上方案要集思广议组织有关人员讨论并经有关的技术、质量负责人审签。 施工中的管理 电气安装上程施工中，质量管理的重点是按图纸，施工及验收规范、施工方案施工，要严格执行质量标准，严格执行质量管理制度，严格按质量标准检查、监督。施工用的电工仪表及试验上器具要定期校验，保证其精确性。凡应校校、检验、试验、调试的电气装置均经过电气试验，并提交试验报告。试验不合格者不得女装。对施工中其它影响质量的因素应及时控制。 电气装置的采购及现场管理 电气装置的采购应派专业人员认真采购，要有合格证，签订采购合同时，合同中必须有保证质量，约束厂商的条款。电气装置到现场前必须经施工管理及施工人员验收。不合格的电气装置要严格按“三包”处理。进人现场后要有专人保管。 3施工后的质量控制 验收阶段是检验施工形成的产品的质量合格与否，这个阶段可以做的是为质量不完善的部位进行补修，亡羊补牢为时晚了点，但是一个工程由于各种原因总会存在这样或者那样的问题，重要的是可以把每次工程中遇到的问题进行总结，而不是简单的只是发现问题，还必须去发掘问题的原因，找出是设计的问题、材料设备的品质问题还是现场施工的质量问题，并且将问题再细分，这样的问题在下一个工程时就要重视，不让其再犯，没有完美的工程，但是应该有追求完美的信心。 4 结束语 随着人们生活水平的提高，电气安装工程的要求也越来越高，它不仅要满足照明、家电用电量、安全用电等需要，而更注重其美观、适用、方便的使用效果。这就对电气安装工程的设计和施工人员提出了更高的要求，把电气安装工程放在和土建工程同等重要的位置上，抓好电气安装工程的质量管理工作，使电气安装工程朝着一个具有适用性、可靠性、 经济性、外观优美与使用方便的方向 发展。 参考 文献： [1]刘银洁.住宅电气安装工程施工阶段的质量控制[J].工程质量，2001(2)：41-42. 电气工程类毕业论文范文篇2 浅析提高建筑电气工程的施工质量的策略 1. 存在问题的原因分析及预防措施 防雷接地。 现象：引下线、均压环、避雷带搭接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉、焊缝不饱满等缺陷;焊渣不敲掉、避雷带上的焊接处不刷防锈漆;用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。 原因分析：操作人员焊接技术不熟练;现场施工管理员对GB50169-92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范执行力度不够。 预防措施： (1)加强对焊工的技能培训，特别是对立焊、仰焊等高难度焊接进行培训。 (2)避雷引下线的连接为搭接焊接，搭接长度为圆钢直径的6倍，因此，不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外，作为引下线的主钢筋土建如是对头碰焊，应在碰焊处按规定补一搭接圆钢。 室外进户管预埋。 现象：采用薄壁钢管代替厚壁钢管;预埋深度不够，位置偏差较大;转弯处用电焊烧弯，上墙管与水平进户管网电焊驳接成90°角;进户管与地下室外墙的防水处理不好。 原因分析：材料采购员采购时不熟悉国家规范，有的施工单位故意混淆以降低成本，施工管理员不严格或对承包者的故意违规行为不敢持反对意见，监理人员对材料进场的管理出现漏洞。 预防措施： (1)进户预埋管必须使用厚壁钢管。 (2)加强与土建和其他专业的协调配合，明确室外地坪标高。 (3)预埋钢管上墙的弯头必须用弯管机弯曲或购买专用的9倍弯头，不允许焊接和烧焊弯曲。钢管在弯制后，不应有裂缝和显著的凹痕现象，弯曲程度不宜大于管子外径的10%，弯曲半径不应小于所穿入电缆的最小允许弯曲半径。 (4)做好防水处理。 电线管(钢管、PVC管)敷设。 (1)现象：电线管多层重叠;电线管埋墙深度太浅，甚至埋在墙体外的腻子层中。管子出现死弯、压折、凹痕现象;电线管进入配电箱，管口在箱内不平顺，露出太长;管口不平整、长短不一;管口不用保护胶圈;预埋PVC电线管时不是用堵头堵塞管，而是用钳夹扁扭弯管口。 (2)原因分析：建筑设计和电气专业配合不够，造成多条线管通过同一狭窄的平面。 (3)预防措施：当塔楼的住宅每层有6套以上时，土建最好采用公共走廊天花吊顶的装饰方式，电气专业的大部分进户线可以通过在吊顶之上敷设的线槽直接进入住户，也可采用加厚公共走道楼板的方式，使众多电线管得以隐蔽;电线管不能并排紧贴。电线管埋入砖墙内，离表面不应小于15mm，管道敷设要“横平竖直”;a电线管的弯曲半径(暗埋)不应小于管子外径的10倍，管子弯曲要用弯管机或弹簧使弯曲处平整光滑;b电线管进入配电箱要平整，露出长度为3mm～5mm，管口要用护套并锁紧箱壳。进人落地式配电箱的电线管，管口宜高出配电箱基础面50mm～80mm;预埋PVC电线管时，禁用钳将管口夹扁、扭弯，应用符合管径的PVC塞头封盖管口，并用胶布绑扎牢固。 导线的接线、连接质量和色标。 现象：多股导线不采用铜接头，直接做成“羊眼圈”状;与开关、插座、配电箱的接线端连接时，一个端子上接几根导线;线头裸露、导线排列不整齐，没有捆绑包扎;导线的三相、零线(N线)、接地保护线(PE线)色标不一致，或者混淆。 原因分析：施工人员未熟练掌握导线的接线工艺和技术。材料采购员没有按照要求备足所需的各种导线颜色及数量，或施工管理人员为了节省材料而混用。 预防措施： (1)多股导线的连接，应用镀锌铜接头压接。在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根，如需接2根，中间需加平垫片。 (2)导线编排要横平竖直，剥线头时应保持各线头长度一致，导线插人接线端子后不应有导体裸露。铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎。 (3)采购人员要按现场需要配足各种颜色的导线。施工人员应分清相线、零线(N线)、接地保护线(PE线)的作用与色标。 配电箱的安装、配线。 现象：箱体与墙体有缝隙，箱体不平直;箱体内的杂物未清理干净;箱壳的开孔不符合要求，特别是用电焊或气焊开孔，严重破坏箱体的油漆保护层和箱体的美观;落地的动力箱接地不明显，重复接地导线截面不够;箱体内线头裸露，布线不整齐，导线不留余量。 原因分析：安装箱体时与土建配合不够，土建补缝不饱满，箱体安装时没有用水准仪校水平。 预防措施： (1)认真将箱内的砂浆杂物清理干净。 (2)订货时严格标定尺寸，按尺寸生产，使箱体的“敲落孔”开孔与进线管相匹配。如不匹配，必须用机械开孔或送回厂家重新加工。 (3)动力箱的箱体接地点和导线必须明确显露出来，不能在箱底下焊接或接线。箱体内的线头要统一，不能裸露，布线要整齐美观，绑扎固定，导线要留有一定的余量，一般在箱体内要有10cm～15cm的余量。 开关、插座的盒和面板的安装、接线。 现象：线盒预埋太深，标高不一;面板与墙体间有缝隙，面板有胶、漆污染，不平直;线盒留有砂浆杂物;开关、插座的相线、零线、PE保护线有串接现象，开关、插座的导线线头裸露，固定螺栓松动，盒内导线余量不足。 原因分析：预埋线盒时没有牢靠固定，模板胀模，安装时坐标不准确。 预防措施： (1)与土建专业密切配合，准确牢靠固定线盒。当预埋的线盒过深时，应加装一个线盒。安装面板时要横平竖直，应用水平仪调校水平，保证安装高度的统一。 (2)加强管理监督，确保开关、插座中的相线、零线、PE保护线不能串接，先清理干净盒内的砂浆。 (3)剥线时固定尺寸，保证线头整齐统一，安装后线头不裸露。为了牢固压紧导线，单芯线在插入线孔时应拗成双股，用螺丝拧紧;开关、插座盒内的导线应留有一定的余量，一般最少预留100mm～150mm。 2. 结语 建筑电气工程是依赖于建筑物而存在和使用的，与人们的日常生产和生活等关系密切，其质量好坏直接影响建筑工程的安全性能和使用性能。有关部门的调查数据显示，每年我国发生的电气火灾居各类火灾之首，人身触电事故、电气设备损坏事故也时有发生。因此对建筑电气工程中的一些问题必须妥善地进行处理，防止在今后使用过程中各类事故的发生。 猜你喜欢： 1. 电气工程自动化毕业论文范文 2. 电气论文范文 3. 电气自动化专业毕业论文范文 4. 电气工程及其自动化分析毕业论文 5. 浅谈电气自动化毕业论文范文
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