基于51单片机的智能宿舍系统设计

2018年8月
①运用高性能化的CMOS 传感器,分辨率可达1920×1080;②支持数据过滤和降噪的功能,同时也支持宽动态处理;③符合用户优先级处理和工作管理;④使用17倍光学变倍镜,其中焦距的实际范围在7.5~128mm 之间;最小的照度为0.01Lux ;⑤可以通过和IE 浏览器以及客户端软件来观看其中的成像信息,并且对这些信息进行有效的控制和处理。
4结束语
通过本文对道路工程交通监控系统建设要点及技术实践方法的分析和探讨,从中可以看出在当前我国道路交通工程发展过程中,对交通监控系统建设和发展具有非常重要的现实意义,对保证城市交通行车质量安全、保证人们出行安全以及推动我国交通运输行业的快速发展都有着非常重要的现实
意义,必须要从交通监测设备的研发角度上着手,研究出更加有效的监测系统,充分保证交通行车的规范性和安全性。
参考文献
[1]刘永谦.网络化运行中的城市轨道交通监控系统接口方案及运营模式[J].城市轨道交通研究,2007(09):10~12.
[2]肖梅,韩崇昭,张雷.交通监控系统中基于多源信息融合的运动阴影检测[J].西安交通大学学报,2005(10):1077~1080.
语音降噪芯片[3]徐晓夏,陈泉林.智能交通监控系统中的自适应背景更新算法研究[J].上海大学学报(自然科学版),2003(05):420~422.
收稿日期:2018-6-29
基于51单片机的智能宿舍系统设计
施程耀(杭州第十四中学,浙江省杭州市310006)
【摘要】本文利用51单片机对学生宿舍进行智能化改造,可以让学生生活更加方便快捷,
让学生感受到宿舍生活的温馨和安全。起床唤醒系统可以显示万年历,设定起床时间并实现音乐的自动播放。语音识别技术的使用可以实现宿舍中电灯与窗帘的开关控制;
通过烟雾报警器可以快速发现火情并通过GSM 模块到学生的手机中,让学生即使在深夜或者宿舍无人的情况下也能快速获知险情,
帮助学生脱离危险。【关键词】51单片机;
智能宿舍;起床唤醒;语音识别;安全报警【中图分类号】TP23【文献标识码】A 【文章编号】1006-4222(2018)
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图1系统整体结构图
引言
目前,学生宿舍所提供的配置只能满足学生们的基本需求。在科技高速发展的21世纪,简单的基本配置自然不能满足学生们对日常生活快捷、便利的要求。宿舍的智能化、人性化可以改善学生对于宿舍生活的好感,提高宿舍生活的质量和安全。
李军[1]在论文中实现了起床唤醒和语音识别的功能,王奔[2]
在论文中实现了远程的短信控制宿舍电器的功能,张凡[3]在论文中实现了温度和光强的自动调节。本文在设计中不仅能为学生提供以上便捷的功能还希望通过加强安全报警提醒系统来更好的来保护学生。本文设计的智能宿舍系统可以实现多种功能,包括起床唤醒、语音控制、安全系统以及远程短信提醒。通过时钟的个性化设计可以让学生们在音乐中醒来;使用语音识别技术更好地控制电器;对宿舍的安全措施可以更好的保护学生的安全。在智能化的当下,这样的设计能给学生提供更加便捷的生活。
1系统设计方案
本系统包括起床唤醒系统,安全报警系统和语音控制系统。起床唤醒系统通过日历芯片可以产生时间,并利用液晶显示。通过独立按键设置起床时间,当起床时间与芯片时间相吻合时,单片机就会启动扬声器和电动窗帘开关唤醒学生。安全报警系统是当产生火情,烟雾浓度过高就会启动烟雾报警器。烟雾报警器就会通过单片机控制GSM 模块给学生,并通过扬声器报警提醒学生。语音控制系统是通过语音芯片接收来自学生的语音命令,系统就可以控制电灯和电动窗帘的启动。系统的整体结构图如图1所示。
土压力盒2系统硬件设计
2.1主控制器
系统采用的主控制器是51单片机,型号为STC89C52RC ,是STC 公司生产的低功耗、高性能的8位微控制器,它具有
8K 字节的Flash ,512字节的RAM ,内置4K 字节的EEPROM ,3个16位定时器/计数器和4个外部中断。
2.2起床唤醒硬件设计
日历模块自带的芯片可以在显示屏上准确的显示当期的秒、分、时、日期、月、年信息。自带的掉电保护保证了在没有外接电源的条件下也能正常运行。该系统不仅能实现日历的功能,还能通过设定起床时间,实现智能唤醒功能。当当前时间与设定的起床时间相同时,扬声器自动播放音乐唤醒学生。
2.2.1日历模块
日历模块由日历芯片与独立按键组成。日历芯片采用DS1302芯片,它是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片。内含有一个实时时钟和31字节的静态RAM ,它可以通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟提供秒、分、时、日期、月、年的信息。日历模块通过独立按键进行调时。2.2.2显示与播放模块
显示模块采用LCD12864液晶屏。它可以配合单片机显示中文汉字与英文字符,可实现中文人机交互界面,并具有功耗低、显示内容丰富等特点。播放模块采用一个扬声器进行音乐播放。
2.3语音控制硬件设计
该模块的设计实现了在一定距离下的语音控制电器功能。对着话筒说出事先设定的命令语句,就能智能的实现开关窗帘与电灯。保证学生在某些情况下不用下床或抬手就能实
论述263
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现开关电器。
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2.3.1语音模块
语音模块采用了LD3320芯片,它具有语音识别功能,可以识别学生“开电灯”“关电灯”“开窗帘”“关窗帘”的语音指令,可以实现电灯与窗帘的控制。操作简单,实用性强。
2.3.2电灯与窗帘模块
电灯模块采用了一个LED 灯实现。电动窗帘通过一个步进电动机进行驱动,通过电动机的正转和反转进行控制。
2.4安全报警硬件设计
该系统的设计能更好的保护学生。目前的学生宿舍非常缺乏学生了解宿舍状况的方式。大部分的宿舍仍只能通过学生们自己的五官感受。但当发生危险时,缺少这样的交流是十分致命的。本安全报警系统主要针对火情。当烟雾报警器输出的模拟量电压达到设定安全值后,单片机就会让扬声器发出警报,强行唤醒可能在熟睡中的学生,保证即使在深夜时发生的火灾下也能挽救学生的生命;单片机还会发出指令让GSM 模块发出短信,让每一个学生都能及时的获知险情,也保证了正在靠近危险区的、不知情的学生安全离开。
挂链2.4.1烟雾报警模块
烟雾报警模块是由烟雾传感器与扬声器组成的。烟雾传感器使用MQ-2气体传感器。模拟量输出电压随
着烟雾浓度发生变化,浓度越高,电压越大。一旦电压达到单片机设定的安全电压值,扬声器就会发出报警信号。
2.4.2GSM 模块
系统采用的GSM 模块为SIM900A 模块,该模块可以通过51单片机发送AT 指令进行控制,实现接打电话,发短信,GPRS 传输数据等功能。一旦发生火情,51单片机就会通过GSM 模块给学生,使学生及时获知险情,脱离危险。
3系统软件设计
3.1起床唤醒软件设计
防水摄像头起床唤醒系统首先进行日历芯片DS1302与液晶的初始化,DS1302芯片能精准的在液晶上显示时间,可以通过独立按键改变当前显示的时间和需要设定的起床时间。当实际时间与设定的起床时间相同时,扬声器就会播放音乐。通过优雅的音乐声叫醒熟睡中的学生们,能保持他们一天的轻松心情,而不是在令人厌烦的闹钟声中被不情愿的“拉起”。起床唤醒的软件流程图如图2所示。
3.2语音控制软件设计
语音控制系统首先需要初始化LD3320语音芯片,并设置“开窗帘”“关窗帘”“开电灯”“关电灯”的语音识别列表。当学生们进入宿舍门口时,对着话筒发出上述设定的命令后,就能实现语音控制开关电灯与窗帘。这项功能能让学生在冬夜或者其他不方便控制的情况下不用下床按下开关,也能更好的控制宿舍的电器。语音控制的软件流程图如图3所示。
3.3安全报警软件设计
在安全报警系统中,当模块分别进行初始化后,烟雾传感器能不断地向单片机输出模拟量电压。当烟雾浓度达到一定值后,传感器输出的模拟电压就会超过单片机设定的安全值电压。这时,单片机就会让扬声器发出报警铃声,强行唤醒可能还在熟睡的学生,并发出AT 指令给GSM 模块,使所有的学生都能收到提示险情的短信,保证不知情的学生不会进入危险区域。安全报警的软件流程图如图4所示。
4总结
本系统实现了智能宿舍的三个功能设计,其中包括起床唤醒系统、语音识别系统和安全报警系统。起床唤醒系统实现了日历的显示和在起床时间播放音乐的功能。这可以让学生在愉悦的环境中醒来。语音识别系统可以让学生用语音来控制电灯和窗帘,可以让学生更方便快捷地控制电器。安全报警系统可以在发现火情后及时报警并将短信发送到学生的手机上。这样能够提高宿舍的安全指数,避免出现更大的损失。本系统的设计可以让学生宿舍更加方便、更加安全,让学生们生活在一个温馨的环境中。
参考文献
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收稿日期:
2018-7-16
图2起床唤醒软件流程
图3语音控制软件流程
图4安全报警软件流程图
论述
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