盧新文,沈陸垚,黃 淼,王華磊,梁增輝（合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程系，安徽宣城,242000）

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基于STC89C51單片機(jī)的遙控智能開關(guān)控制器

盧新文,沈陸垚,黃 淼,王華磊,梁增輝
（合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程系，安徽宣城,242000）

摘要：目前，家居使用的墻壁開關(guān)多為手動(dòng)操作，此類開關(guān)的操作受到距離的限制，十分不便，為此，我們團(tuán)隊(duì)發(fā)明了基于STC89C51單片機(jī)的遙控智能開關(guān)控制器。該控制器不需拆掉現(xiàn)有開關(guān)，只需將其直接安裝在現(xiàn)有墻壁開關(guān)上即可實(shí)現(xiàn)對電器進(jìn)行遙控操作，同時(shí)我們也開發(fā)了相關(guān)app應(yīng)用，方便手機(jī)用戶的選擇。使用時(shí)，使用者用手機(jī)或遙控器便可以遠(yuǎn)距離進(jìn)行開關(guān)控制操作，智能高效。不僅為用戶省掉了市場上現(xiàn)有遙控開關(guān)需要拆卸電路的麻煩，避免對墻壁造成不必要的損壞，而且還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、不受位姿限制的開關(guān)控制，操作簡單、方便快捷，極大地方便了使用者。

關(guān)鍵詞：STC89C51單片機(jī)；遙控智能；控制器

1　動(dòng)力裝置的選擇

其工作過程為由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)擺桿擺動(dòng)，擺桿與開關(guān)按鍵接觸，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)的打開與閉合的操作。這種設(shè)計(jì)方案由電動(dòng)機(jī)通過帶動(dòng)擺桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的開合來說，在尺寸上有了很大的改進(jìn)，也使復(fù)雜度降低了很多。同時(shí)相比于利用電磁原理，采用線圈來提供動(dòng)力源的方案來說，標(biāo)準(zhǔn)化程度更高，也更容易控制。

表格 1 　 未標(biāo)注單位：mm

表格 2

表格 3

圖1　

2　電動(dòng)機(jī)的選擇

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩： T=F * d=2.3*23*e-3=0.0529 Nm

② 電動(dòng)機(jī)的功率PP=9550*（T/n）=9550*(0.0529/8500)=0.0594 w

③ 選擇電動(dòng)機(jī)型號

根據(jù)上面計(jì)算，選擇電動(dòng)機(jī)的型號規(guī)格如下表1：

④ 電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度以及每次工作時(shí)間

i 電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度：

電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度與擺桿的擺動(dòng)角度以及開關(guān)按鍵的角度相同。

a 使用器材如下表2：b 測量結(jié)果記錄如下表3

ii 電動(dòng)機(jī)每次工作時(shí)間 t=e/n=6.5/8500=7.64*e-4min=45.6 ms

3　安裝機(jī)構(gòu)

在設(shè)計(jì)安裝機(jī)構(gòu)時(shí)，我們的設(shè)計(jì)理念是：既能實(shí)現(xiàn)快捷安裝的同時(shí)又不破壞墻壁。經(jīng)過我們的細(xì)心觀察，我們發(fā)現(xiàn)，墻壁的開關(guān)與墻壁之間均有一條縫隙，便想到是否可以利用這條縫隙來進(jìn)行固定，通過機(jī)械固定方式實(shí)現(xiàn)可靠安裝和固定。

經(jīng)調(diào)查，大部分墻壁均有縫隙，從而驗(yàn)證了我們這個(gè)方向的正確性。因此我們相出了如下的兩種結(jié)構(gòu)：

安裝機(jī)構(gòu)一：一種與SIM卡安裝方式類似的機(jī)構(gòu)（在魅族魅藍(lán)1上可以見到）。這種安裝方式可以方便的安裝和拆卸，而且根據(jù)我們查閱的大量資料，這種機(jī)構(gòu)具有自鎖的特點(diǎn)，而且具有自鎖特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)在生活中也有大量的使用，比如臺(tái)扇上控制風(fēng)俗等級的自鎖開關(guān)，這種開關(guān)在電視的電源開關(guān)上也有廣泛的使用。這種SD卡的安裝方式，具有很好便捷性和自鎖性能，與我們的設(shè)計(jì)理念正好相符，但其縱向尺寸稍大，不適合外殼較薄的壁。

安裝機(jī)構(gòu)二：固定爪共有兩個(gè)，分別安裝在控制器的上下兩個(gè)地方。安裝時(shí)，先按下按鍵，按鍵移動(dòng)3毫米，爪子張開，把控制器安裝在開關(guān)上面，松開按鍵，此時(shí)，控制即安裝成功。取下時(shí)，也只須要按下按鍵即可，方便快捷，同時(shí)也安全牢固，不會(huì)損壞墻壁。

4　電源的選擇

電源的選擇有很多種，比如電子，常用的五號干電池，在競賽中常用的18650等。經(jīng)過綜合比較一級相關(guān)資料的參考，我們最終選定使用五號電池來進(jìn)行供電。原因如下，8266雖然電池容量大，但尺寸大，而且其在生活中使用的也不是太普遍。而電子雖然小，而且在生活使用的很普遍，但其容量不適合。對于干電池來說，則恰好綜合了二者的有點(diǎn)，而且根據(jù)我們所查找的資料，利用電路可以使干電池的電壓達(dá)到需要的電壓。

5　控制方式

生活中常見的控制方式有很多種，但最為常見的是紅外遙控。此外，隨著智能手機(jī)的流行以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，藍(lán)牙通訊以及藍(lán)牙通訊技術(shù)在生活的應(yīng)用也越來越多。我們選用了兩種控制方式——紅外遙控和藍(lán)牙控制。紅外遙控的成本低，制作方便，現(xiàn)在的家庭所使用的控制控制方式大部分是基于紅外控制，但紅外遙控有自己的本質(zhì)缺點(diǎn)，即光不能透過物體傳播，而藍(lán)牙使用的無線電波，所以藍(lán)牙能夠穿過物體進(jìn)行傳播，即能夠在看不見的情況下，一個(gè)房間里控制另一個(gè)房間里的燈的亮滅。

（一）紅外遙控

操作流程（見下圖1）：

（二）使用藍(lán)牙遙控

APP使用eclipse進(jìn)行的開發(fā)。界面上有“開燈”和“關(guān)燈”兩個(gè)按鈕。使用者點(diǎn)擊“開燈”，即可打開使控制器做出開燈的相應(yīng)動(dòng)作；點(diǎn)擊“關(guān)燈”，即可實(shí)現(xiàn)關(guān)燈。操作相當(dāng)方便，無需讓手機(jī)對著控制器，即可實(shí)現(xiàn)開/關(guān)燈的愿望。

模塊主要參數(shù)：（1）使用的協(xié)議 802.11； （2）工作電壓：3.3v；（3）工作溫度：-20度-70度；（4）CPU： Tensilica L10；（5）系統(tǒng)：802.11 b/g/n

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基金項(xiàng)目：合肥工業(yè)大學(xué)2015年大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目基金資助，項(xiàng)目編號2015CXCY495

Remote control intelligent switch controller based on STC89C51 single chip microcomputer

Lu Xinwen,Shen Luyao,Huang Miao,Wang Hualei,Liang Zenghui
(Department of mechanical engineering, HeFei University of Technology,Xuancheng,Anhui,242000)

Abstract：At present,domestic use of wall switch for manual operation,the operation of such a switch from the distance limit,which is very inconvenient.Therefore,our team invented based on STC89C51 MCU intelligent remote control switch controller.The controller does not need to dismantle the existing switch,mounted directly on the existing wall switch can be realized on electrical appliances remote control operation.At the same time, we have also developed related app to facilitate the choice of mobile phone users.When in use, the user can use the mobile phone or the remote controller to carry out the switch control operation at a distance. Not only for the user saves the dismounting of the circuit trouble requires market existing remote control switch, to avoid causing unnecessary damage to the wall.

Keywords：STC89C51 MCU; remote control intelligence;controller