设计思路：

单片机是现如今运用最为广泛的电子器件，不论是在我们日常生活的哪方面，都有着单片机的身影。不论是小区内的电梯，还是超市的感应门，单片机给人们带来了极大的便利。本次基于单片机的智能家居的设计主要是以STC89C52RC为核心的控制系统，分为从主机两个系统，其中从机负责采集各种信息，主机负责接受从机的信息并进行显示

从机中，DHT11作为温湿度传感器采集房间内的温度，同时还可以通过按键设置温度上下限的阈值，将存储的温度值保存在iic总线的AT24C02放掉电模块中，HC-SR04超声波模块负责检测安全距离，还加入了蜂鸣器和小灯作为声光报警系统，用直流电机和继电器控制大功率灯暖来降低或者升高房间内的温度，MQ2用来检测屋内的有害气体和烟雾浓度、如果遭遇火灾可使用水泵进行及时处理。通过NRF2401L无线模块将数据传输给主机进行通信。

主机中，将从机的所有信息使用无线模块进行远距离的传递，将主机放在显眼的位置，如客厅，主卧等，做一个中控面板不仅可以随时监控房间内的情况，还可以使用手机进行WLAN对房间的控制硬件进行操作。在此基础上还加入了密码锁的功能，进一步提高了安全保证。

实验操作：

主从机通信

从机接收：

主机发送：

主从机密码解锁

主机待解锁界面：

解锁后语音提示且进入接收界面

从机采集类型

主界面与副界面：

主界面-1

采集模式，显示温湿度，光照，空气浓度等信息



主界面-2

采集模式，显示当前安全状态和安全距离



副界面-1

设置模式，设置当前温度的上下限阈值



副界面-2

设置模式，设置当前光照浓度和空气质量上下限阈值

副界面-3

设置模式，设置当前安全距离的范围

具体细节操作就不丢图片里边了，后续直接放视频吧。

系统运用的模块：

单片机：STC89C58

C58和C54\C52其实没有太大区别，唯一不同的就是内存大小，C52\C54\C58内存分别为4k、8k、16k、因为编译后的hex文件达到了11000+code，差不多是11k大小的样子，所以必须得换上大容量的单片机，可能有些人会问我为什么不换STC15或者是STM32之类的单片机，因为当时板子没想到后续程序会用到这么多，且32和15的板子价格稍微贵一点为了省钱就选了C51类型的单片机，还有一个原因是32的单片机配置和创建工程较为繁琐，一般的项目C51即可完成，不过后来我却十分后悔，垃圾C51系列浪费了我更多的金钱和调试时间。

安防模块：HC-SR04超声波模块

可以设置距离阈值，在从机检测模式中如果距离减小至安全距离时，当前状态则为NO且主机会出现语音提示。

void Conut(void){time=TH0*256+TL0;TH0=0;TL0=0;S=(time*1.7)/100;     //算出来是CMif((S>=400)||flag==1) //超出测量范围显示“-”{  flag=0;OLED_ShowString(0,6,"Warning Error",16);}else{OLED_ShowChinese2(0,6,0,16);//检测距离OLED_ShowChinese2(16,6,1,16);//OLED_ShowChinese2(32,6,2,16);//OLED_ShowChinese2(48,6,3,16);//OLED_ShowString(64,6,":",16);disbuff1[0]=S/10/10+'0';disbuff1[1]=S/10%10+'0';disbuff1[2]=S%10+'0';OLED_ShowChar(72,6, disbuff1[0],16);OLED_ShowChar(80,6, disbuff1[1],16);OLED_ShowChar(88,6, disbuff1[2],16);OLED_ShowChar(96,6, ' ',16);}}void zd0() interrupt 1          //T0中断用来计数器溢出,超过测距范围{flag=1;                            //中断溢出标志}void  StartModule()                //启动模块{Trig=1;                              //启动一次模块_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();Trig=0;}void T0_Init()
{TMOD=0x01;        //设T0为方式1，GATE=1；TH0=0;TL0=0;          ET0=1;             //允许T0中断EA=1;
}void get_ult()
{StartModule();while(!Echo);        //当RX为零时等待TR0=1;                //开启计数while(Echo);          //当RX为1计数并等待TR0=0;              //关闭计数Conut();          //计算delayms(80);if(mode==1){if(S<set_juli)    {OLED_ShowString(72,4,"NO",16);allbuf[12]='0';delayms(10);nRF24L01_TxPacket(allbuf);       SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,0XFF); led1=0;delayms(200);sound();         }    else{OLED_ShowString(72,4,"OK",16);allbuf[12]='1';delayms(10);nRF24L01_TxPacket(allbuf);       SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,0XFF); led1=1;beep=1;}}}

WLAN控制模块：ESP8266

模块使用串口和单片机连接，通过TCP（APP的名字）设置好IP地址和端口号进行连接，在发送端发送代码即可正常控制。

void ESP8266_SendCmd(u8 *pbuf)
{while(*pbuf!='\0') //遇到空格跳出循环  {UART_SendData(*pbuf);delay_10us(5);pbuf++; }delay_10us(5);UART_SendData('\r');//回车delay_10us(5);UART_SendData('\n');//换行delay_ms(10);
}//ESP8266 WIFI发送数据到APP
//pbuf：数据
void ESP8266_SendData(u8 *pbuf)
{ESP8266_SendCmd("AT+CIPSEND=0,7");delay_ms(10);while(*pbuf!='\0') //遇到空格跳出循环   {UART_SendData(*pbuf);delay_10us(5);pbuf++; }UART_SendData('\n');//换行
//  delay_ms(10);
}//ESP8266-WIFI模块工作模式初始化
void ESP8266_ModeInit(void)
{ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=2");//设置路由器模式 1 staTIon模式 2 AP点 路由器模式 3 station+AP混合模式ESP8266_SendCmd("AT+CWSAP=\"ESP8266\",\"123456\",11,0"); //设置WIFI热点名及密码ESP8266_SendCmd("AT+CIPAP=\"192.168.4.1\"");ESP8266_SendCmd("AT+RST");//重新启动wifi模块delay_ms(1000);ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=1");   //开启多连接模式，允许多个各客户端接入ESP8266_SendCmd("AT+CIPSERVER=1,8080");  //启动TCP/IP 端口为8080 实现基于网络控制
} //WIFI控制初始化
void wifi_control_init(void)
{UART_Init();DHT11_start();//初始化DS18B20ESP8266_ModeInit();ES=1;//允许串口中断
}//WIFI控制
void wifi_control(void)
{u8 i=0;u8  xdata temp_value1;delayms(10);i++;if(i==10)//间隔一段时间读取温度值，间隔时间要大于温度传感器转换温度时间temp_value1=get_temp();//保留温度值小数后一位if(i==20)//间隔一段时间将读取的温度发送到APP{wifi_send_buf[1]=temp_value1/10+'0';wifi_send_buf[2]=temp_value1%10+'0';ESP8266_SendData(wifi_send_buf);//通过串口发送温度数据到APPi=0;}            }   //串口中断服务函数
//接收手机APP发送的信号后控制板载资源
void UART_IRQn() interrupt 4
{static u8 i=0;if(RI){RI=0;UART_RX_BUF[i]=SBUF;//读取接收到的数据if(UART_RX_BUF[0]=='+')i++;else i=0;if(i==10){
//      ESP8266_SendData(wifi_send_buf);//WIFI控制if(UART_RX_BUF[9]==WLAN_MODE) //先开启wlan模式{wlan_mode=~wlan_mode;led0 =0;led1=0;delayms(500);led0 =1;led1=1;}if(UART_RX_BUF[9]==LED1_ON_CMD) //1 开启2灯{led0 =0;led1=0;}else if(UART_RX_BUF[9]==LED1_OFF_CMD) //2 关闭所有{led0 =1;led1=1;beep=1;MA=0;              }else if(UART_RX_BUF[9]== LED1_RELAY) //3 开启继电器{led0 =1;led1=1;MA=0;                }else if(UART_RX_BUF[9]==LED1_COLD) //C 制冷吹风{MA=1;led0 =1;led1=1;}else if(UART_RX_BUF[9]==LED1_HOT) //H 继电器加热 chuifeng{ MA=1;       led0 =1;led1=1;             }   else if(UART_RX_BUF[9]==LED1_alarm) //H 继电器加热 chuifeng{ beep=0;led0 =1;led1=1;}             i=0;}   }
}

温湿度模块：DHT11

测量房间内温湿度并采用PID算法来控制继电器对加热设备的控制，由于继电器本身由延迟，所以导致稳定性不是很好，由于PCB板以及成型，应该使用MOS管来控制电阻来进行PID加热调节。

void DHT11_start()
{Data=1;DHT11_delay_us(2);Data=0;DHT11_delay_ms(30);   Data=1;DHT11_delay_us(30);
}uchar DHT11_rec_byte()
{uchar i,dat=0;for(i=0;i<8;i++)    {          while(!Data);   DHT11_delay_us(8);    dat<<=1;           if(Data==1)    dat+=1;while(Data);     }  return dat;
}
void DHT11_receive()
{uchar rec_dat[9];  DHT11_start();if(Data==0){while(Data==0);       DHT11_delay_us(40);  R_H=DHT11_rec_byte();      R_L=DHT11_rec_byte();     T_H=DHT11_rec_byte();     T_L=DHT11_rec_byte();    revise=DHT11_rec_byte(); DHT11_delay_us(25);    if((R_H+R_L+T_H+T_L)==revise)      {RH=R_H;RL=R_L;TH=T_H;TL=T_L;}  rec_dat[0]='0'+RH/10;rec_dat[1]='0'+RH%10;rec_dat[2]=' ';rec_dat[3]=' ';//温度rec_dat[4]='0'+TH/10;rec_dat[5]='0'+TH%10; rec_dat[6]=' ';}
}void dht11_show()
{u8 tpbuf[2];u8 damp_buf[2];DHT11_receive();
/*********************************************************************************************************/ temp_val=get_temp();//温度tpbuf[0]=temp_val/10+'0'; tpbuf[1]=temp_val%10+'0';OLED_ShowChar(56,0,tpbuf[0],16);//温度1OLED_ShowChar(64,0,tpbuf[1],16);//温度2OLED_ShowString(80,0,"C",16);
/*********************************************************************************************************/ damp_val=get_damp();//温度damp_buf[0]=damp_val/10+'0';damp_buf[1]=damp_val%10+'0';OLED_ShowChar(56,2,damp_buf[0],16);//湿度1OLED_ShowChar(64,2,damp_buf[1],16);//湿度2    OLED_ShowString(80,2,"%",16);
/*********************************************************************************************************/     OLED_ShowChinese1(0,0,0,16);//温OLED_ShowChinese1(16,0,1,16);//度OLED_ShowChinese1(32,0,5,16);//值OLED_ShowString(48,0,":",16);OLED_ShowChinese1(0,2,2,16);//湿OLED_ShowChinese1(16,2,1,16);//度OLED_ShowChinese1(32,2,5,16);//值OLED_ShowString(48,2,":",16);allbuf[0]=damp_buf[0];allbuf[1]=damp_buf[1];allbuf[2]=tpbuf[0];allbuf[3]=tpbuf[1];delayms(10);nRF24L01_TxPacket(allbuf);        SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,0XFF); }unsigned char get_temp() //单独获取温度
{unsigned char temp=0;DHT11_receive();temp=TH;if(temp)return temp;elsereturn -temp;}unsigned char get_damp()  //单独获取湿度
{unsigned char damp=0;DHT11_receive();damp=RH;if(damp)return damp;elsereturn -damp;}

后续从主机代码过多就不一一放下了，可以看视频演示

视频演示：

从主机演示——主机密码解锁

主机密码锁

从主机演示——从主机交互

智能家居中控

视频中语音模块通知不完整已经解决，原因为延时太短导致语音还未完全合成就执行下一次语句。

PCB和AD图

从机

主机

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