基于物聯網“消失”的電腦桌的設計與實現

孟祥斌 朱佳梅

摘要：近幾年來，隨著互聯網的快速發展和網絡速度的不斷擴增，更多的傳感感應設備和計算機的識別能力和處理能力的不斷增強，使用者對智能家居和物聯網設備的興趣不斷提高，對物聯網也更加的了解，對物聯網產品的需求量也在不斷增加。在未來，基于情景智能的個人、家庭與集團應用將深入日常生活。基于物聯網“消失”的電腦桌的設計與實現，主要實現提高空間利用率、緩解使用者的疲勞的功能。該作品還提供語音播報、紅外感應、重力感應等功能模塊。

關鍵詞：物聯網；功能模塊；智能家居

引言

現代人對生活質量的要求越來越高，但隨著房價的上漲很多人只能買戶型較小的房子，空間的最大利用率成為了他們的煩惱，如果采用傳統式的折疊桌子不僅耗時耗力而且使用起來也非常的麻煩，很不符合現在快節奏的生活。隨著智能家居的發展，采用單片機對傳統電腦桌進行優化。為了更好的使空間資源達到最大，我們研究了一個基于物聯網新型可升降電腦桌。主要實現以更加高效、智能化的方式提高空間并讓使用者有更加好的體驗。

一、主要技術介紹

通信模塊TC35i的原理：

TC35i是德國西門子公司的一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。TC35i的GSM模塊是一個工業級的新型GSM模塊，其工作的頻率在EGSM900和GSMl800兩個頻段，電源工作的范圍為3.3-4.8V的直流電壓，其電流為3.5mA時模塊為休眠和消耗狀態，電流為25mA是其空閑狀態為，平均電流為300mA是其發射的狀態，2.5A的電流是該模塊的峰值；該模塊可進行傳輸數據的信號和語音的傳送，其使用功耗分別為2W和1W，該模塊通過天線連接器連接天線，通過接口連接器連接SIM卡讀卡器。SIM卡的使用電壓為3V/1.8V，TC35i GSM模塊的數據接口可通過使用AT命令實現數據的雙向傳輸和數據指令，可以選擇波特率的范圍在300b/s一115kb/s之間，其自動波特率的范圍在1.2kb/s-115kb/s。該GSM模塊兼容SMS（Short Message Service，短消息）的使用，可以通過使用AT命令或關閉斷開發送的信號來實現模塊的重啟和恢復模塊的故障.TC35i是以MAX232來實現的串口通信及電平的轉換為核心的數據通信電路。MAX232的作用主要是實現TFL電平的轉換。該器件包含2個接口器、2個驅動器和1個電壓發生器該電路提供了TIA＼EIA-232-F的電平。該器件符合TIA＼EIA-232-F的標準。其主要功能是實現串口通訊功能的驅動與串口數據接收。

二、系統設計

1.硬件的總體設計

本設計整體采用AT89C52單片機來實現對電腦桌當前狀況的實時監控和數據傳輸。它的模塊組成部分主要有：AT89C52單片機控制模塊、1602顯示模塊、串口通信模塊、數據信息采集模塊、重力感應模塊、紅外測距感應模塊、報警模塊。

2.主機控制模塊

本設計系統主要以AT89C52單片機為主芯片，AT89C52單片機是一種自帶4K字節的FLASH存儲器fFPEROM--FlashProgrammable and Erasable Read Only Memory）的CMOS 8位微處理器，其使用的電壓低而且性能高，AT89C52單片機芯片的算數功能強，自由度大，軟件編輯靈活，并且AT89C52有整體的體積小、消耗的功耗低、技術相對成熟、高性能、使其運行的電壓低和價格便宜等優點。

3.報警模塊

系統將采集到的數據經過分析，如果超過設定值，就會通過語音報警并提出一些合理化的建議。

4.通信模塊

本設計采用德國西門子公司的雙頻率900＼1800MHZ高度集成的GSM模塊TC 35i。它體積小、重量輕、功耗低，支持數據、語音、短信，便于集成等優點。

5.傳感器模塊

本系統溫度傳感器選擇DHTll。DHTll是一款有校準數字信號輸出的溫度傳感器。其精度溫度+-2℃，量程溫度0-50℃。DHT11含有溫濕度復合傳感器，它是以校準數字信號輸出，它應用于專用的溫濕度傳感技術和數字模塊采集技術，具有極高的可靠性和長期穩定性。他具有響應速度快、品質優越、性價比極高、抗干擾能力強等優點。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類應用中，在苛刻應用場合的最佳選擇并且他不需要外加電路就可直接輸出數字量。

6.顯示模塊

本系統采用1602液晶顯示屏作為顯示電路來實現室內的溫度、亮度的顯示功能。他能同時顯示32個字符，價格便宜，編程簡單而且穩定可靠。顯示原理簡單易懂，1602液晶顯示屏具有顯示質量高、體積小重量輕、數字式接口，功耗低等優點。

三、系統設計方案

本系統主要完成對室內環境的實時情況進行采樣、數據分析處理和使用者體態信息的檢測調節等功能，同時并能自動根據設定的算法自動得到系統的溫度、亮度值，并將結果與給定的值進行比較，然后自動調節到給定值。根據采集的使用者的體態特征進行調節。為了便于編程和程序的可讀性，本設計采用模塊化的設計，其主要模塊包含以下幾個部分：初始化單片機，數據采集及分析處理，串口通信，顯示等模塊。整體模塊如下圖所示。

四、結語

本系統以ATMEL公司的一款低電壓、高性能CMOS 8位微處理器的單片機AT89C52為控制核心，一個基于物聯網“消失”的電腦桌的設計與實現，可以實時的檢測室內的環境信息和使用者體態信息。系統簡單，使用方便，經濟，有一定的市場前景。