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智能控制家电开关

作者：刘艳艳 王俊童

来源：《科学与财富》2017年第26期

摘 要：本设计采用STM32单片机为主控芯片，结合蓝牙模块，通过软件编程结合硬件实物来完成一款无线家电开关控制系统的设计与制作。系统接收到手机蓝牙发送的指令后能够正确的对指令解析，家电开关开启和关闭要有输出指示灯提示，通过继电器控制的灯的亮灭来模拟对应电器的开启和关闭，系统具备液晶显示界面，用来显示所控制家电的开启和关闭，系统具备液晶显示界面，用来显示所控制家电的开启和关闭状态。 关键词：STM32单片机；蓝牙；通信

由西北民族大学电气工程学院\双E\项目资助（项目编号：20161811） 0 引言

随着人们的生活水平的提高，越来越多的家用电器被放置到自己的居住空间里面，家电的使用使人们生活水平得到了很大的提高，但是家电占用了较多的居住空间的同时，也为操作带来了一定的麻烦，或许你还在为一堆遥控器中找你要的那个的时候，在高端住宅的人们已经在用自己的手机随意的开启自己的家电了。

采用智能手机进行家电的控制具有划时代的进步，因为手机蓝牙遥控的方式不再受到遥控器型号的限制，通过基于蓝牙手机的家电控制器，人们可以将有限范围内多台设备通过无线方式连接起来，统一控制。传统的家用电器开关需要匹配的遥控器才能进行有效的操作，当有了手机蓝牙遥控技术，所有的家电遥控器都可以扔到一边，手机蓝牙遥控不仅节约了给遥控器更换电池所耗费的成本和时间，同时也使操作的便利性得到了很大的提高。

蓝牙技术是一种技术设备短距离通信的无线电技术。能在包括移动电话等相关外设等众多设备之间进行无线交换。利用蓝牙技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与英特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。

科学技术地不断发展。家电控制的智能化已成为社会的需求。基于微机控制系统的智能化家电使我们的生活更加便利。在国外，20世纪末无线遥控开关系统得到推广和应用。比国内开发早了近20年，美国最早的蓝牙遥控开关并未用在家用电器，而是用在工业的计算机上，我们熟知的笔记本电脑的蓝牙文件上传功能，蓝牙无线打印功能这些都是早期的典型蓝牙传输的应用。

1智能电风扇的系统结构

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该系统主要由STM32单片机为主控，蓝牙模块组成。采用手机蓝牙终端进行遥控控制，系统通过手机实现家用电器开关的遥控开启和关闭 2智能电风扇硬件选择 2.1 STM32单片机

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-0内核内核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法。存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器。POR、PDR和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。带校准用于RTC的32kHz的晶振。低功耗：3种低功耗模式：休眠，停止，待机模式。为RTC和备份寄存器供电的VBAT。DMA：12通道DMA控制器。支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。3个12位的us级的A/D转换器（16通道）：A/D测量范围：0-3.6 V。双采样和保持能力。片上集成一个温度传感器。2通道12位D/A转换器：STM32F103xC，STM32F103xD，STM32F103xE独有。最多高达112个的快速I/O端口：根据型号的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16个外部中断向量。除了模拟输入，所有的都可以接受5V以内的输入。最多多达11个定时器：4个16位定时器，每个定时器有4个IC/OC/PWM或者脉冲计数器。2个16位的6通道高级控制定时器：最多6个通道可用于PWM输出。2个看门狗定时器（独立看门狗和窗口看门狗）。Systick定时器：24位倒计数器。2个16位基本定时器用于驱动DAC。最多多达13个通信接口：2个IIC接口（SMBus/PMBus）。5个USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，调试控制）。3个SPI接口（18 Mbit/s），两个和IIS复用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。ECOPACK封装：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封装形式。 2.2蓝牙（HC-05）

Hc-05是一款主从一体可以设置的蓝牙芯片，具有传统蓝牙技术的功能，模块的接口有串口、spi接口、usb接口，产品开发中我们选用了串口进行通信。测试工具：手机，手机蓝牙串口apk，usb转串口线，串口助手。打开电脑端串口选择相应的串口端，波特率调成38400.将模块的34脚接3.3v，发送相关的at指令测试成功。更改相关参数。重新上电。打开手机蓝牙搜索设备，打开蓝牙助手，配对连接，发送一些数据可以看到电脑串口有相应的数据，电脑发送数据手机也有显示，模块测试ok。 3控制软件程序设计

系统软件设计采用C语言编写，编译环境为Keil. Keil C51是美国Keil Software公司（ARM公司之一）出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译

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器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。

Keil C51目前由ARM国内授权代理商提供技术支持和销售等相关服务。Keil μVision调试器准确地模拟8051设备的片上外围设备（IC、CAN、UART、SPI、中断、I/O端口、A/D转换器、D/A转换器和PWM模块）。模拟帮助你了解硬件配置，避免在安装问题上浪费时间。 此外，使用模拟器你可以在没有目标设备的情况下编写和测试应用程序。 4结束语

本文对本设计的基本功能，系统结构，硬件部分做了做出了介绍 。该系统能够实现通过手机蓝牙完成多路家电用电器开关的遥控控制，可以通过外置显示终端实时显示多路开关的开启和关闭状态，显示终端可以方便直观的观察到控制指令的接收和解析是否正确，便于功能的调试。整个系统具有功耗低，操作方便、性能稳定等诸多优点，具有良好的应用和推广价值。 参考文献：

[1]求是科技.单片机通信技术与工程实践 [M].北京：人民邮电出版社.2005 [2]阎石.数字电子技术基础（第四版）[M]. 北京：高等教育出版社.2005 [3]李朝青.单片机原理及接口技术 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社.2005