基于單片機(jī)的智能客房控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王籃儀　梁崇安

【摘 要】當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)信息化的社會(huì)，信息與我們的生活息息相關(guān)。信息化的社會(huì)不單改變了我們的生活方式，更對(duì)傳統(tǒng)型的客房提出了挑戰(zhàn)。人們對(duì)居住的要求已經(jīng)不再局限于物理空間，而是一個(gè)便捷，舒適，安全的休息環(huán)境。21世紀(jì)科學(xué)產(chǎn)品日新月異，出現(xiàn)了很多高科技產(chǎn)品，其中就包括智能客房系統(tǒng)，智能客房系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的客房系統(tǒng)，已經(jīng)不僅僅具有居住的功能了，它具有能動(dòng)智慧，首先它可以給住戶營造更高品味的氛圍，其次是舒適度、安全度和方便度都大大增加，并帶有節(jié)約能源資源的作用、這都是被動(dòng)靜止的傳統(tǒng)客房無法比擬的。本設(shè)計(jì)是使用傳統(tǒng)單片機(jī)STC89C52作為系統(tǒng)的主控制器，以客房控制輸入、輸出硬件端口為輔助的整體電路的設(shè)計(jì)，包括了紅外感應(yīng)模塊、按鍵模塊以及數(shù)碼管顯示模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)客房的模擬智能化。

【關(guān)鍵詞】智能客房；STC89C52；紅外感應(yīng)；數(shù)碼管顯示

0 引言

隨著科技的發(fā)展與人類生活的改善，出現(xiàn)了有別于傳統(tǒng)的智能型客房，使得住戶的生活品質(zhì)有了很大的改變，使得客房的安全與便利性有了極大的提高。智能客房與傳統(tǒng)客房相比，它的優(yōu)勢(shì)不再只是具備居住的功能，在舒適性、安全性、生活品質(zhì)等都有著極大的優(yōu)勢(shì)，“被動(dòng)靜止”是傳統(tǒng)客房的特性，但是智能客房確實(shí)一個(gè)“擁有智慧”的工具，智能客房是全方位進(jìn)行信息交換的，能保證住戶與部溝通的順暢，使住戶的生活品質(zhì)有了極大的提升，幫助住戶節(jié)省時(shí)間，節(jié)約能量資源，避免浪費(fèi)，做到管理的智能化。

研發(fā)智能客房控制系統(tǒng)非常有必要，有效研究表明，預(yù)計(jì)到達(dá)2025年，安裝智能客房控制系統(tǒng)的住戶將占全球住戶的70%，智能客房控制系統(tǒng)的可以有效節(jié)約能源資源，避免全球住戶每年產(chǎn)生高達(dá)600億美元的能源浪費(fèi)。

因此智能型客房開始逐漸取代傳統(tǒng)型客房，回到越來越多的客戶的青睞。在智能客房的智能控制系統(tǒng)是將強(qiáng)電電磁閥、燈光控制、空調(diào)、電話等進(jìn)行集中控制的系統(tǒng)，目的在于實(shí)現(xiàn)客房的控制實(shí)時(shí)狀態(tài)。在提高住戶的生活品質(zhì)與舒適程度，節(jié)約資源與能源，減低酒店運(yùn)營成本發(fā)揮了極大的用處，在智能管理酒店中起到了重要作用。

本系統(tǒng)是基于STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)建立的系統(tǒng)，包含紅外發(fā)射模塊、空調(diào)溫度控制及顯示模塊、鬧鐘設(shè)置及提醒模塊、時(shí)間顯示等模塊。同時(shí)該系統(tǒng)運(yùn)行速度快，性能的安全與可靠性較高、操作及其簡單、實(shí)用性較強(qiáng)。

1 智能客房設(shè)計(jì)特點(diǎn)

智能客房設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn)：

1.1 控制燈光功能

本系統(tǒng)使用紅外二極管來實(shí)現(xiàn)插卡取電功能，且在插入卡片的時(shí)候，紅外二極管因被阻斷接收不到信號(hào)，客廳燈自動(dòng)開啟照明，拔出卡片的時(shí)候，紅外二極管恢復(fù)接受信號(hào)，客廳燈則自動(dòng)熄滅。

1.2 空調(diào)調(diào)溫功能

本系統(tǒng)采用獨(dú)立按鍵模擬空調(diào)“溫度+”，“溫度-”，紅外二極管發(fā)射紅外信號(hào)，控制空調(diào)改變溫度，溫度可控范圍為：10℃-45℃，客人可根據(jù)自身需要隨時(shí)調(diào)節(jié)理想溫度。為用戶提供一個(gè)良好的室內(nèi)溫度環(huán)境。

1.3 客人服務(wù)功能

當(dāng)客人需要清靜時(shí)，可以通過獨(dú)立按鍵開啟“請(qǐng)勿打擾”模式，四位數(shù)碼管顯示“￣￣￣￣”表示免打擾。當(dāng)客人需要清理房間時(shí)可通過獨(dú)立按鍵開啟“請(qǐng)即清理”模式，四位數(shù)碼管顯示“____”表示需要清理客房。

1.4 鬧鐘提醒功能

采用LED 4位數(shù)碼管以24小時(shí)制顯示時(shí)間，通過獨(dú)立按鍵進(jìn)行調(diào)校時(shí)間，可以分別調(diào)校時(shí)位和分位。客人需要鬧鐘提醒，可以通過獨(dú)立按鍵設(shè)定鬧鈴，時(shí)間一到，鬧鈴自動(dòng)響起。

2 硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件方面主要由主控單元單片機(jī)最小系統(tǒng)，數(shù)碼管顯示模塊和按鍵模塊，以及紅外感應(yīng)裝置模塊構(gòu)成，目的在于實(shí)現(xiàn)多源控制各種家居，達(dá)到增強(qiáng)家居生活的安全性，并實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能管理。硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

各模塊介紹如下：

2.1 主控單元：采用STC89S52單片機(jī)為主控制器，單片機(jī)的處理工作主要是CPU在處理，所以按照CPU處理強(qiáng)度，可以給單片機(jī)分類，主流單片機(jī)有4位、8位、16位、32位，位數(shù)越高其處理能力越強(qiáng)，系統(tǒng)指令更加強(qiáng)大，本設(shè)計(jì)中8位機(jī)就可以滿足要求， STC89C52生產(chǎn)于STC公司，不僅低功耗，而且高性能，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。其內(nèi)核為MCS-51內(nèi)核，但經(jīng)過改良升級(jí)后，增加了傳統(tǒng)芯片不具備的功能。

2.2 按鍵模塊：每一個(gè)按鍵都占用單獨(dú)的一個(gè)I/O口；考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要的按鍵不多，且I/O口的數(shù)量充足，本系統(tǒng)采用的是相對(duì)于簡單獨(dú)立的按鍵，每條水平線和垂直線在交叉處直接連通即可，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)相對(duì)應(yīng)的功能。

2.3 復(fù)位電路：復(fù)位電路可以確保單片機(jī)機(jī)系統(tǒng)中電路更加穩(wěn)定，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V左右，不能太低也不能過高，因此在電源上電時(shí)，當(dāng)VCC在要求的范圍內(nèi)，并且晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)解除，微機(jī)電路才能開始正常工作。

2.4 顯示模塊：本系統(tǒng)使用四位數(shù)碼管作為顯示模塊。其內(nèi)部的構(gòu)造分別是分別是a，b，c，d，e，f，g，dp，8個(gè)發(fā)光管，連接起來非常簡單，因?yàn)槔锩嬗兴膫€(gè)數(shù)碼管，所以它有四個(gè)公共端，加上a～dp，共有12個(gè)引腳。

2.5 紅外收發(fā)模塊：由于無線信號(hào)容易受外界環(huán)境影響，因此從系統(tǒng)的可靠性考慮，采用紅外遙控方式。紅外遙控是由發(fā)射電路和接收電路組成，它們把紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，再送后置放大器。

2.6 音頻模塊：本系統(tǒng)選用壓電式蜂鳴器作為鬧鈴提醒。壓電式蜂鳴器以壓電陶瓷的方式，使動(dòng)金屬片產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出聲響，主要由多諧振蕩器、阻抗匹配器及共鳴箱壓電蜂鳴片等組成。多諧振蕩器是由晶體管或者集成電路組成。當(dāng)接通電源后（1.5～15V直流工作電壓），多諧振蕩器振動(dòng)，輸出1.5～2.5kHz的信號(hào)源，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)響。

3 軟件設(shè)計(jì)

使用C語言作為編程語言，下面就程序設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要方面進(jìn)行簡要說明。

3.1 系統(tǒng)整體工作流程

本系統(tǒng)插卡取電裝置采用光電傳感器原理，首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步的將光的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。按鍵輸入模塊采用獨(dú)立是按鍵，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)每個(gè)功能，實(shí)現(xiàn)多源控制家電電器。

3.2 燈光控制程序設(shè)計(jì)

利用插卡的方式實(shí)現(xiàn)插卡取電功能，使用一張不透明卡片插進(jìn)卡槽裝置，則LED燈點(diǎn)亮，把卡取出，則LED燈熄滅。

3.3 時(shí)間設(shè)置及調(diào)整程序設(shè)計(jì)

此設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)52單片機(jī)加以編程，在4位數(shù)碼管上實(shí)現(xiàn)一個(gè)24小時(shí)循環(huán)，時(shí)鐘顯示格式為：（00：00格式），并由按鍵實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)節(jié)功能，時(shí)位設(shè)置范圍為“0點(diǎn)到23點(diǎn)”，當(dāng)設(shè)置到達(dá)23點(diǎn)時(shí)，再次調(diào)節(jié)將回到0點(diǎn)，分位調(diào)節(jié)到59時(shí)，再次調(diào)節(jié)歸0。

3.4 空調(diào)溫度顯示及調(diào)節(jié)程序設(shè)計(jì)

此設(shè)計(jì)可以通過對(duì)應(yīng)的獨(dú)立按鍵進(jìn)行空調(diào)溫度的調(diào)節(jié)，設(shè)有“上調(diào)鍵”和“下調(diào)鍵”，客人可以根據(jù)自身需求隨時(shí)調(diào)節(jié)溫度環(huán)境，按下“上調(diào)鍵”或“下調(diào)鍵”，數(shù)碼管都將顯示當(dāng)前空調(diào)預(yù)設(shè)溫度，用紅外二極管實(shí)現(xiàn)發(fā)射紅外信號(hào)功能。

3.5 客人需求服務(wù)程序設(shè)計(jì)

此設(shè)計(jì)可以通過對(duì)應(yīng)的獨(dú)立按鍵分別開啟“免打擾”模式以及“請(qǐng)清理”模式，客人可以根據(jù)自身需要開啟任意模式，同時(shí)數(shù)碼管將對(duì)應(yīng)顯示。

3.6 鬧鐘提醒程序設(shè)計(jì)

此設(shè)計(jì)使用數(shù)碼管及蜂鳴器分別連接52單片機(jī)的對(duì)應(yīng)端口，從而實(shí)現(xiàn)鬧鐘時(shí)間調(diào)節(jié)及鬧鐘提醒功能，設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立按鍵，分別對(duì)鬧鐘的時(shí)位和分位進(jìn)行調(diào)節(jié)，設(shè)置鬧鈴時(shí)間。鬧鈴時(shí)間一到，蜂鳴器即刻發(fā)聲。

4 總結(jié)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前時(shí)間、溫度的實(shí)時(shí)顯示，且具有插卡取電、紅外發(fā)射等實(shí)時(shí)功能。控制上，利用獨(dú)立按鍵分別對(duì)智能客房的各個(gè)功能進(jìn)行控制。本文介紹的客房智能控制系統(tǒng)在酒店已得到了實(shí)際應(yīng)用，實(shí)踐表明該控制器智能化程度高，應(yīng)用靈活，穩(wěn)定可靠，具有很好的實(shí)用性，大大提高了酒店的服務(wù)和管理水平。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：田吉捷]