重庆邮电大学本科毕业设计（论文）

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显示模块的原理图如图3.10所示：

图3.10 显示模块原理图

该模块采用8*2的2.54排针与外部连接，总共有16个管脚，在16条线中，我们只用了15条，有一个是悬空的。15条线中，电源和地线占了2条，还剩下13条信号线。在不同模式下，我们需要的信号线数量是不同的，在8080模式下，需要全部13条，而在IIC模式下，仅需要2条线就够了！这其中有一条是共同的，那就是复位线RST（RES），RST上的低电平，将导致OLED复位，在每次初始化之前，都应该复位一下OLED模块。

模块的8080并行接口的发明者是INTEL，该总线也被广泛应用于各类液晶显示器，ALIENTEK OLED模块也提供了这种接口，使得MCU可以快速的访问OLED。ALIENTEK OLED模块的8080接口方式需要如下一些信号线：

? CS：OLED片选信号。 ? WR：向OLED写入数据。

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? RD：从OLED读取数据。 ? D[7：0]：8位双向数据线。 ? RST(RES)：硬复位OLED。

? DC：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。

六、继电器模块

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一[17]。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）[17]。

由于家电电器工作电压是220V，而单片机工作电压是5V，因而监控家电时需要引入继电器。继电器是一种控制器件。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。当收到特定的短信要把家电打开时，MCU通过打开继电器给插座上电，即可打开家电，当需要关闭家电时，也是通过继电器关闭家电。

CC2530是一个弱电器件,一般情况下它们大都工作在电压为5V甚至更低、驱动电流在mA级以下，而要把它的输出用于一些大功率场合，比如控制步进电机，很显然是不可行的。因此，就要设计一个环节来衔接，这个衔接环节就是“功率驱动”。一个典型简单的功率驱动环节就是继电器的驱动。此处，继电器驱动含有两层意思：一是通过GPIO口对继电器本身进行驱动，因为继电器对于CC2530来说是一个功率器件；另一个就是继电器去驱动其它负载，比如继电器可以驱动中间继电器，也可以直接驱动接触器，因此继电器驱动就是CC2530与其塔大功率负载的接口。CC2530的I/O口输出电压高电平为3.3V，直接接上继电器后电平被拉低，无法控制继电器的闭合。三极管具有良好的信号放大功能，信号经过三极管的放大后，再接入继电器，可以实现对继电器的控制，最终实现对交流电路的控制[18]。

继电器的原理图如图3.11所示：

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图3.11 继电器原理图

继电器模块的电路图如图3.12所示：

图3.12 继电器模块电路图

第四节本章小结

本章通过对基于物联网的智能家居的分析，确定了系统总体架构设计，然后针对其方案进行软硬件选型。首先是确定以CC2530为主控芯片的开发板作为网络中的节点，一个为协调器，主要负责组建网络；一个为终端节点，主要负责控制各个功能模块进行功能实现，并向协调器发送信息。然后确定了该方案所涉及到的功能模块（主要包括温湿度检测模块、烟雾检测模块、人体感应模块、光电传感模块、显示模块和继电器模块），对各个功能模块进行分析，最后确定各个功能模块的设计。

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第四章课题的软件描述

第一节总体流程

现代家居理念倡导低碳环保，要求在低能耗的条件下完成家居生活的智能化革命。本系统的传感器单元采集、传输数据设计为周期工作，系统各传感元件状态可分为工作状态和休眠状态。整个无线传感器网络分为三种类型：底层普通节点、簇中心节点和网络协调器。一般的传感器节点和控制节点作为底层普通节点，传输的数据通过簇中心节点进行收集转发和协调，再经过网络协调器到达监控中心服务器。设计总的流程图如图4.1所示：

图4.1 总体流程图

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第二节无线网络节点软件设计

一、无线传感器和控制节点软件设计

无线传感器和无线控制节点都是无线传感器网络的底层的普通节点，承担了智能家居环境参数的采集和执行器件的控制任务。作为底层普通节点的无线通信模块，当节点初始化后，它会依据ZigBee协议搜寻网络，并请求加入节点。请求得到确定后，节点会将自身的地址发送给协调器，并自动与协调器建立绑定。在接收到数据传送请求之后，无线传感器节点就会将采集的环境数据值按时传给协调器，无线控制节点则接收协调器的控制命令对执行器件进行相应的控制输出[19]。该节点的软件流程如图4.2所示：

图4.2 终端节点软件流程图

二、网络协调器节点软件设计

网络协调器负责接收由簇网络的簇中心节点发来的数据并及时传送给键控中心服务器，同时接收监控中心服务器的控制命令，通过簇节点发送给无线控制节点。网络协调器在完成初始化后，则新建无线网络，如果新建网络成功，允

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