论文总字数：22068字

摘 要

随着社会的发展和科学技术的进步，各种高新技术的性能也越来越成熟，成本也大大降低。越来越多的高技术产品出现在了我们的生活中，高新技术产品已经逐步形成了一种产业化、规模化的产业。本文主要介绍了高科技背景下的小型物联网智能家居模式。在本文中，详细描述了以STC89C51单片机为核心，以DS18B20温度传感器和GP2Y1010AU0F粉尘传感器为重要模块的应用于智能家居的超再生无线多发多收系统。在本文中，重点对中控系统控制发送时间，传感器在单片机的控制下如何采集和发送数据以及接收系统如何接收和判断数据进行了详细的介绍和分析。同时对使用的各个模块的电路和硬件使用情况也进行了一一介绍，该设计系统可以简单方便的实现温度和PM2.5的采集和测量，并可根据需要设定警示的限值，当达到限值时可以通过警示灯做出警示。该系统使用方便，成本相对较低，体积小，功耗低，因此十分适合于我们日常的家居生活，可以作为大型的智能家居物联网模式的辅助和扩充。由于成本较低，精确度也符合标准要求，所以可以被大规模生产，利于实现产业化和规模化，具有很强的实用意义和广阔的应用前景。

关键词：单片机；传感器；多发多收；超再生无线系统

Design of learning super-regenerative wireless multiple receiving system

Abstract

With the development of society and technology, technology is becoming more and more mature, the cost of high-technology product is greatly reduced. The high technology products become more and more popular in our life, high-tech products has gradually formed one kind of industry. This paper mainly introduces the intelligent Home under the background of high-tech. This paper makes a detailed description of the STC90C51 microcontroller, the core of the smart house system, which uses DS18B20 temperature sensor and GP2Y1010AU0F dust sensor to be modules of the intelligent Home system. In this paper, the vital description is focusing on how the control system to control transmission, how the sensor to collect data and transmit data under the control of MCU and how the receiving system to receive and to judge the data. At the same time the circuit of each module and the hardware used were also Introduced one by one in the paper. The design system can be a simple and convenient system to realize the collection and measurement of temperature and PM2.5, and can make warning according to a limit which people set, when the limit is reached, it can light the warning lamp. The system is easy to use, the cost is relatively low, and it has very small size, and also has low power consumption. Therefore, the system is very suitable for our daily life in the home. It can be used as the auxiliary and expansion of the large smart house mode. Due to the low cost, and the accuracy is also in line with the requirements of the standard, so it can be produced in large scale. It is very helpful to the realization of industrialization and large-scale production. The system also has a strong practical significance and broad application prospect.

KEY WORDS: microcontroller; sensor; Multiple-Input Multiple-Output; super-regenerative wireless system

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 智能家居的研究现状 2

1.3 智能家居数据信息采集的常用方法 3

1.3.1 WIFI技术采集数据信息 4

1.3.2 蓝牙技术采集数据信息 4

1.3.2 ZigBee技术采集数据信息 5

1.4 本文的研究目的和主要研究内容 6

第二章 系统设计要求及方案论证 8

2.1 系统设计要求 8

2.2 数据发射模式方案论证 9

2.2.1 顺序发射模式 10

2.2.2 控制中心控制发射顺序 10

2.2.3系统内部自行决定发射顺序 11

2.3 数据包的发射形式 11

2.3.1 单个信息发送 11

2.3.2 多个信息一起发送 12

2.4 家庭居住环境的隐私性考虑 12

第三章 硬件部分 14

3.1 中控系统模块 14

3.1.1 中心系统控制模块 14

3.1.2 STC89C51单片机简介 14

3.2 传感器模块 16

3.2.1 温度传感器模块 16

3.2.2 PM2.5检测模块 17

3.3 超再生无线探头的使用 19

3.3.1 MICRF113发射芯片 20

3.3.2 SCSR120接收芯片 21

第四章 软件部分 25

4.1 Keil uVision4简介 25

4.2 Keil uVision的简单操作步骤 25

4.2.1 Project的新建 25

4.2.2 程序的烧录 26

4.3 算法流程图 27

4.3.1 系统主要流程图 27

4.3.2 采集端发射流程图 28

4.3.3 接收端流程图 28

4.3.4 终端数据判断流程图 29

4.4 主要程序代码 29

4.4.1 中控模块 29

4.4.2 数据采集模块 30

4.4.3 接收显示模块(即终端) 31

4.5 成品 31

4.5.1 完整的原理图 31

4.5.2 PCB图 32

4.5.3 实物图 32

结论 34

致谢 35

参考文献 36

第一章 绪论

1.1 引言

根据2014年国际电子消费的最新数据显示，智能家居到目前为止已经成为家居行业最为热门的话题之一。由此可见，智能家居拥有不可估量的未来市场，它正在以一种潜移默化的方式逐渐改变着人们的生活方式。智能家居的发展如此迅速并不是无迹可寻的，早在多年前，格力、美的等家电业中的巨头，百度、谷歌等超大型互联网公司，小米、华为等著名手机品牌都纷纷涉足智能家居行业。这些大型公司的目的都在于优先占领这块领域。这也是为什么智能家居行业能够如此火爆的一个很好的解释。

此外，这些年来，中国的经济水平得到飞速发展，人们的购买能力得到提升，此外，我国的科技也在近几十年得到很大的提高，所以人们在生活中也要求应用科技元素，以此来提高生活质量，因此人们对生活的家居环境也开始追求一种人性化、智能化。而此时，智能家居也就应运而生。智能家居在最初被研究和开发的目的是为了让人们所居住的生活环境能够更加舒适、安全。这个舒适的生活环境的实现需要利用计算机、网络通信等多种技术手段，智能家居行业本身的发展就体现出其较高的技术含量，随着网络技术的发展，特别是无线网络技术的发展，网络化智能家居系统可以进行远程控制，例如对空调、热水器等家具的控制、室内外的遥控、照明的控制、防盗的报警系统、窗帘的自控、电话的远程控制、可编程的定时控制及计算机的控制等多种远程控制系统，也由此使得人们的生活更加的舒适、便利和安全^[1][1]。

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