基于單片機的智能客房控制系統的設計

王籃儀　梁崇安

【摘 要】當今社會是一個信息化的社會，信息與我們的生活息息相關。信息化的社會不單改變了我們的生活方式，更對傳統型的客房提出了挑戰。人們對居住的要求已經不再局限于物理空間，而是一個便捷，舒適，安全的休息環境。21世紀科學產品日新月異，出現了很多高科技產品，其中就包括智能客房系統，智能客房系統相比傳統的客房系統，已經不僅僅具有居住的功能了，它具有能動智慧，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，并帶有節約能源資源的作用、這都是被動靜止的傳統客房無法比擬的。本設計是使用傳統單片機STC89C52作為系統的主控制器，以客房控制輸入、輸出硬件端口為輔助的整體電路的設計，包括了紅外感應模塊、按鍵模塊以及數碼管顯示模塊，實現了對客房的模擬智能化。

【關鍵詞】智能客房；STC89C52；紅外感應；數碼管顯示

0 引言

隨著科技的發展與人類生活的改善，出現了有別于傳統的智能型客房，使得住戶的生活品質有了很大的改變，使得客房的安全與便利性有了極大的提高。智能客房與傳統客房相比，它的優勢不再只是具備居住的功能，在舒適性、安全性、生活品質等都有著極大的優勢，“被動靜止”是傳統客房的特性，但是智能客房確實一個“擁有智慧”的工具，智能客房是全方位進行信息交換的，能保證住戶與部溝通的順暢，使住戶的生活品質有了極大的提升，幫助住戶節省時間，節約能量資源，避免浪費，做到管理的智能化。

研發智能客房控制系統非常有必要，有效研究表明，預計到達2025年，安裝智能客房控制系統的住戶將占全球住戶的70%，智能客房控制系統的可以有效節約能源資源，避免全球住戶每年產生高達600億美元的能源浪費。

因此智能型客房開始逐漸取代傳統型客房，回到越來越多的客戶的青睞。在智能客房的智能控制系統是將強電電磁閥、燈光控制、空調、電話等進行集中控制的系統，目的在于實現客房的控制實時狀態。在提高住戶的生活品質與舒適程度，節約資源與能源，減低酒店運營成本發揮了極大的用處，在智能管理酒店中起到了重要作用。

本系統是基于STC89C52單片機最小系統建立的系統，包含紅外發射模塊、空調溫度控制及顯示模塊、鬧鐘設置及提醒模塊、時間顯示等模塊。同時該系統運行速度快，性能的安全與可靠性較高、操作及其簡單、實用性較強。

1 智能客房設計特點

智能客房設計有以下特點：

1.1 控制燈光功能

本系統使用紅外二極管來實現插卡取電功能，且在插入卡片的時候，紅外二極管因被阻斷接收不到信號，客廳燈自動開啟照明，拔出卡片的時候，紅外二極管恢復接受信號，客廳燈則自動熄滅。

1.2 空調調溫功能

本系統采用獨立按鍵模擬空調“溫度+”，“溫度-”，紅外二極管發射紅外信號，控制空調改變溫度，溫度可控范圍為：10℃-45℃，客人可根據自身需要隨時調節理想溫度。為用戶提供一個良好的室內溫度環境。

1.3 客人服務功能

當客人需要清靜時，可以通過獨立按鍵開啟“請勿打擾”模式，四位數碼管顯示“￣￣￣￣”表示免打擾。當客人需要清理房間時可通過獨立按鍵開啟“請即清理”模式，四位數碼管顯示“____”表示需要清理客房。

1.4 鬧鐘提醒功能

采用LED 4位數碼管以24小時制顯示時間，通過獨立按鍵進行調校時間，可以分別調校時位和分位。客人需要鬧鐘提醒，可以通過獨立按鍵設定鬧鈴，時間一到，鬧鈴自動響起。

2 硬件設計

系統硬件方面主要由主控單元單片機最小系統，數碼管顯示模塊和按鍵模塊，以及紅外感應裝置模塊構成，目的在于實現多源控制各種家居，達到增強家居生活的安全性，并實現有效的節能管理。硬件設計框圖如圖1所示。

各模塊介紹如下：

2.1 主控單元：采用STC89S52單片機為主控制器，單片機的處理工作主要是CPU在處理，所以按照CPU處理強度，可以給單片機分類，主流單片機有4位、8位、16位、32位，位數越高其處理能力越強，系統指令更加強大，本設計中8位機就可以滿足要求， STC89C52生產于STC公司，不僅低功耗，而且高性能，具有8K在系統可編程Flash存儲器。其內核為MCS-51內核，但經過改良升級后，增加了傳統芯片不具備的功能。

2.2 按鍵模塊：每一個按鍵都占用單獨的一個I/O口；考慮系統設計需要的按鍵不多，且I/O口的數量充足，本系統采用的是相對于簡單獨立的按鍵，每條水平線和垂直線在交叉處直接連通即可，每個按鍵對應相對應的功能。

2.3 復位電路：復位電路可以確保單片機機系統中電路更加穩定，復位電路的第一功能是上電復位。一般微機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，當VCC在要求的范圍內，并且晶體振蕩器穩定工作時，復位信號解除，微機電路才能開始正常工作。

2.4 顯示模塊：本系統使用四位數碼管作為顯示模塊。其內部的構造分別是分別是a，b，c，d，e，f，g，dp，8個發光管，連接起來非常簡單，因為里面有四個數碼管，所以它有四個公共端，加上a～dp，共有12個引腳。

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

2.6 音頻模塊：本系統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，使動金屬片產生振動而發出聲響，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。當接通電源后（1.5～15V直流工作電壓），多諧振蕩器振動，輸出1.5～2.5kHz的信號源，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發響。

3 軟件設計

使用C語言作為編程語言，下面就程序設計中的幾個主要方面進行簡要說明。

3.1 系統整體工作流程

本系統插卡取電裝置采用光電傳感器原理，首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步的將光的變化轉換成電信號。按鍵輸入模塊采用獨立是按鍵，每個按鍵對應每個功能，實現多源控制家電電器。

3.2 燈光控制程序設計

利用插卡的方式實現插卡取電功能，使用一張不透明卡片插進卡槽裝置，則LED燈點亮，把卡取出，則LED燈熄滅。

3.3 時間設置及調整程序設計

此設計采用傳統52單片機加以編程，在4位數碼管上實現一個24小時循環，時鐘顯示格式為：（00：00格式），并由按鍵實現時間調節功能，時位設置范圍為“0點到23點”，當設置到達23點時，再次調節將回到0點，分位調節到59時，再次調節歸0。

3.4 空調溫度顯示及調節程序設計

此設計可以通過對應的獨立按鍵進行空調溫度的調節，設有“上調鍵”和“下調鍵”，客人可以根據自身需求隨時調節溫度環境，按下“上調鍵”或“下調鍵”，數碼管都將顯示當前空調預設溫度，用紅外二極管實現發射紅外信號功能。

3.5 客人需求服務程序設計

此設計可以通過對應的獨立按鍵分別開啟“免打擾”模式以及“請清理”模式，客人可以根據自身需要開啟任意模式，同時數碼管將對應顯示。

3.6 鬧鐘提醒程序設計

此設計使用數碼管及蜂鳴器分別連接52單片機的對應端口，從而實現鬧鐘時間調節及鬧鐘提醒功能，設有兩個獨立按鍵，分別對鬧鐘的時位和分位進行調節，設置鬧鈴時間。鬧鈴時間一到，蜂鳴器即刻發聲。

4 總結

本系統實現了當前時間、溫度的實時顯示，且具有插卡取電、紅外發射等實時功能。控制上，利用獨立按鍵分別對智能客房的各個功能進行控制。本文介紹的客房智能控制系統在酒店已得到了實際應用，實踐表明該控制器智能化程度高，應用靈活，穩定可靠，具有很好的實用性，大大提高了酒店的服務和管理水平。

【參考文獻】

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[2]馬忠梅，等.單片機的C語言應用程序設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，1998.

[責任編輯：田吉捷]