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“傻妞”智能家居——制作日志

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樓主
ID:59583 發表于 2014-4-2 04:38 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
    話先說在前面,在這幾年,智能手機革命的爆發,電信將WiFi網絡普及到每位普通家庭……等因素促使了自動化控制加快應用,智能家居的概念進入了老百姓的視野。生活中的電器進行物聯網后接入互聯網這個大家庭中,它們從來沒有機會進入過互聯網這一事實已成為歷史。
        如今智能家居的發展很混亂,方向不清。各式各樣的控制方法都有。其實,智能家居的控制中心應是在人,而不是在各種服務器,手機上。但在今天腦電波控制不發達的年時代,手機便成了人的化身,是個人計算中心。將所有家電通過WiFi網絡集結到服務器處理后再傳到在到手機上,可以真正做到彈指一揮間,世界為我而亮。
        但在我眼里,不妨將手機控制功能與語音交互控制相結合,手機控制不能解放人的雙手,相當于把所有電器開關集中到手機上。而語音控制可以完全解放雙手,但現在的科技沒辦法做到自然語言完美識別。但程序員的特定命令是可以識別的。
        于是,我制作的傻妞牌智能家居由此誕生了~傻妞一詞源自電視劇《魔幻手機》。我也很想有這么一臺手機。
        智能家居的功能,可以說是,只有你想不到,沒有做不到。類似于智能小車,是一個很大的平臺,在上面盡情發揮你單片機、實現自動化控制的能力,將生活中的東西拉進物聯網,使得他們更加人性化,方便人們的生活。

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       2014年3月11日。
         
一幅溫馨的智能家居藍圖展現在我腦海中……同時,學校的通用技術課需要交一份作業,也因為我們是第一屆新課改的學生,所以我們的作品會留在學校給后來人參觀。智能家居也是我未成年時的一個理想。于是,我帶領著班里的一個小組,共同完成這份作業,讓我們的名字和這青春的理想永駐在母校里吧。
        我們是做一個木房子,里面放置了各種智能家居中的傳感器。將木房子打造成一間智能的房子,向人們展示智能家居生活里的一天。

        小組分工具體是:我負責電子系統的設計、制作,以及木材的采購,加工,家具制作。其余組員負責搭建房子,裝飾房子,房子涂色,制作家具等。大家有時會互相幫忙,分工也不是很明顯,但可以明確的是,在全班里,電子系統的設計和制作真的就只有我一個人能搞得掂了。
        
        2014年3月12日。
         使用一塊09*15CM的洞洞板做主板。主控芯片出于功能需求不高,價錢實惠,決定使用國產STC系列單片機
STC15F2K60S2。其實STC做得很不錯了的,現在內部時鐘通過PLL可以跑到40MHz,而且精度還很高。價錢也比AVR便宜很多。
        焊接好電源部分,等待單片機的到達。電源線使用錫走線,承載電流比較大。同時,使用上下雙排做電源插針。這塊主板是要安放在房子底部的,所以要盡量減低電路板的高度。在雙排針上,最上層的排針連接到GND,地。貼近電路板的那一排連接VCC、+5V。這樣做是為了防止誤碰。上層的排針容易接觸到其他東西,帶較高的電位的話容易造成不可預料的損失,所以接地。
        同時,單片機的串口也使用雙排針,方便控制芯片之間通訊。STC數據手冊上說在RXD、TXD上串聯電阻或設置二極管,可以防止下載時串口給單片機供電,造成單片機無法完全斷電,進而出現下載失敗的情況。實際上,我后來改成各串聯一只1K歐的電阻。單片機的電源不使用電腦的USB供電,采用獨立供電,與電腦共地后,這種現象基本上不會發生了。同時也不要貪圖超級穩定,給單片機并聯上大電容,否則也可能造成無法完全斷電,不能完成冷啟動的情況。這是STC單片機燒寫程序的奇葩方式……
         




        2014年3月15日,和阿智騎電動車出去采購他們組和我們組的材料。去欽州汽車北站對面買木材,去廢舊站撿電線,買鐵釘,燈……人們都好熱情,特別是你用白話和人們交談時,當地的語言總比普通話來得親切得多,這正是我感到溫馨的地方。欽州。星期日晚回到學校,各個小組也開始動工了,很多是用一次性筷子作為材料,瞬間全班變成木工。。。真搞笑,一幫人動起鋸子、膠水來。我第一次見到同學們也這么會做東西。
        2014年3月16日
        簡直要吐血了,單片機到后,為了測試單片機,燒寫了一個程序,程序設計是一開始單片機使用串口向電腦發送數據。但奇怪的是我怎么也收不到數據。嘗試修改波特率,調到最低了也還是沒有變化。我覺得,就算是波特率不對,時鐘跟不上,也總會收到一點數據,盡管數據內容不對。但真的一點信號都沒有。我開始懷疑這個單片機是不是有問題了,時鐘到底有沒有起振。不過也不可能呃,我使用的是內部晶振,怎么可能不起振呢…………
        后來,鼓搗了我三個小時去,終于發現這個問題出在哪了。原來是我選錯欲燒寫的程序文件了,選到我別的工程項目文件,和我正在編寫的程序一點都沾不上邊,怪不得我怎么改程序單片機都沒反應。
        下次一定要記得,出問題首先就要看是不是選錯燒寫的程序了。這個問題太浪費時間了。
        
        2014年3月17日
        語音ASR識別部分,決定使用LD3320芯片,前幾天用這語音識別模塊與我的TQ2440(主控S3C2440A)開發板成功通訊并實現語音識別,效果爽呆了!激動死了。
        但是,今天我將它移植到STC單片機時,卻發現怎么也不能進行通訊。我移植時,第一要關注的就是工作電壓,很明顯,我的主控芯片是5V的工作電壓,LD3320是3.3V的,但是,從大體上看,我有很多外設,液晶屏、電動機、燈光,等等都是需要5V的電壓,唯獨LD3320是3.3V的,于是我在通訊線直接串聯1~2K的電阻,其實通過公式計算,是串聯1K電阻下拉2K電阻能降壓到3.3V左右。值得注意的是,5V經過這電阻后,電壓是降下來了,然而數據發回去時,3.3V的芯片拉高電平,又再次降壓,恐怕這電平無法被5V的單片機識別為高電平。
        SPI通訊協議中,我將MOSI、SCLK進行串聯電阻降壓處理,MISO直連。MOSI、SCLK配置為開漏輸出,MISO配置為輸入,其結果仍然是無法進行通訊,LD3320沒有給予正確的握手信號,好像只能發送出去收不回數據來,也不知道我到底發送出去它接收到了沒有。
        很煩惱,LD3320數據手冊中,封面,最明顯的就是大大地寫著芯片工作電壓3.3V,每個IO口的電壓不能超過3.3V,我經過壓降后的確低于3.3V了,也給芯片通3.3V的工作電壓,可是仍舊不得。
        這個問題我鼓搗了兩天,超級忙,忙得連上個大號都沒時間。
        無奈,可能這塊芯片要求很嚴格,必須要用3.3V的單片機和它通訊才能完美工作。如果用我的TQ2440ARM9開發板,那完全是沒問題的,可是我不想把這么高檔的控制器用在這件作品上,如果要長期放在學校,那我怎么繼續學ARM,這塊開發板我還有用。
        于是,在網上弄一塊LD3320的,以STM32為控制芯片的小型開發板,因為STM32單片機的IO口能容忍5V電壓,所以我用我的STC單片機和它通訊,也就能和LD3320通訊了。這塊開發板還配置有TF內存卡接口,在內存卡上按指定方法部署文件和語音信息,就可以完成語音識別,并通過串口將識別結果送出去。很方便很方便。而且
而且自帶功放,直接接喇叭可以完成語音輸出,同時支持MP3播放,可以通過串口點播。這為我實現人機語音交互奠定了基礎。嗯!
        



        2014年3月19日
        12864液晶模塊初步調試成功,利用自帶字庫顯示我的文字。這是我第一次接觸這款液晶模塊,其實也不用特別去學,看著液晶模塊的數據手冊,自己按照時序圖給他寫驅動程序就行了。僅僅用了三根線,就完成了單片機和模塊的通訊,還有一根我用來復位液晶。串行通訊太方便了!雖然在這并口通訊速度是比較快,但對于我這款STC單片機,時鐘頻率可達到40MHz,實際上我開33.2776MHz,IO口最大輸出頻率13.5MHz,足夠滿足我對液晶顯示的速度要求了。盡量減少排線,能為我房子美觀做貢獻。





        2014年3月20日
        傳感器繼續走起,DHT11溫濕度傳感器調試成功,這個更加牛逼,僅僅用1根線就完成了通訊。俗稱單總線。這個還要接電源線,總共三根線。我以前還見過更牛逼的芯片,就用兩根線!一條是地,另一條既是電源線也是數據線。芯片集成化帶來的便利很大,實在功不可沒。
        

        2014年3月22日
        著手繼續挖掘12864液晶模塊的功能,完成驅動程序第一次升級,通過電腦取模軟件配合Photoshop,得出圖像數組后加入到程序代碼,由驅動程序實現繪制靜態圖像。
        


        2014年4月1日
        前幾天進度,主要是在攻克圖片、文字、數字混合顯示的難關,12864的GDRAM坐標特性以及分屏處理,使得算法變得有點不同尋常,但我還是能夠完美地實現了~~~這驅動程序我終于寫完了。
        也是在這幾天里,我在學校里和同學們忙房子的搭建這些木工活,回到家忙這電子系統的編程。所以我才說超級忙,連上個大號都沒時間。
         在3月29號,我去參觀了廣西科技創新大賽,我們學校有三位老師參加,今年沒有學生參加,我今年也不參加了,參加了兩年累了。奇葩的是,我們班主任做的“電流天平的改進”成功晉級一等獎,今年下半年要去參加全國賽啦~~我從未有過。其實在他這個項目里,也有我的部分,我用面包板給他做了一個高斯計(
測磁感應強度的裝置),使用霍爾線性元件做傳感器,通過測量電壓來算出磁感應強度,結果精確度還算可以。被放在展板上說是學生完成的作品。可能這也有助于他晉級了吧。哈哈,無所謂啦。

電腦進行液晶排版,左上角和右上角的小房子,是我自己用鼠標一個一個像素點出來的。像素畫真的很有意思,液晶屏像素空間有限,畫這種簡單的畫還是很好玩的。

實際效果,部分程序代碼。








這字庫代碼和我以前做的自行車安全行駛監控器里的液晶屏顯示所用的差不多,我也不知道我自創的這種字庫結構好不好,但我個人覺得用起來還很順手的,很方便就找到我所需要的字模數據,很方便的增加和刪除。
有個誤區就是,C語言里Char類型的變量是不存在編碼的說法的。如ASCII、Unicode,GB。你在代碼中將變量定義為"你好世界"。在電腦上,程序代碼編輯器里顯示出來的中文字,是在編輯器,在電腦中完成文本編碼。實際上你輸入的仍是一串二進制數。你程序代碼編輯器或者說你電腦使用什么編碼,就會將你這串二進制數編碼,就通過以電腦里字體數據將該編碼包含的字,顯示在你屏幕眼前。同樣,單片機執行的時候,不在乎你的編碼,也不懂你的編碼,只要你將編碼出來的信息和字模數據配上,通過液晶把相應像素點亮或熄滅,就可以把文字輸出來了。

        房子的話,今天我們完成部分涂色咯~~
        













這還像是一個教室嗎?哈哈~~~快要是木工廠咯。





木板不是很直,長度不一。千方百計修正偏差。最終還是比較看得過去。

哈哈,我承認有一位女生不是我們組的,是來打醬油的,閑著沒事做來涂色,但涂得真不錯,顏色會配得好。我對配顏色不是很熟,這些裝飾的由女生們來做了,我嘛。。。在這,其實也是打醬油的。嘻嘻。
另外屋頂還沒有固定,只是像一個帽子蓋上去而已,不免顯得歪扭不正,等把一些電子元件裝上去后再固定。








同時,更多的家具正在制作當中,材料是一次性筷子。








        2014年4月3日10:37:29
        完成兩個霍爾傳感器以及電動機(風扇)引線的焊接,以及ULN2003A焊接。現在已經實現語音識別開啟電風扇。霍爾傳感器是為了檢測房間中人物的位置的。這是房子模型,可以在小人上放置一塊磁鐵,進而感應人物在哪里。然而在現實中對房子中人物的位置情況就需要用攝像頭或者人體熱釋電傳感器了。



        2014年4月7日0:50:41
        完成語音播報溫度、濕度,早上好!
        優化液晶屏文字的顯示算法。


        2014年4月11日1:04:06
        更加人性化語音播報的內容。
        加入火警語音報警功能。
        將麥克風、喇叭引線延長。
        焊接好幾排LED燈,發白光的,光線直接打在房子里。因為房子的墻壁是有涂顏色的,所以白色的燈光在我們看來非常合適。
        房子的屋角懸掛翠綠色LED。屋頂用一個七彩LED燈,只需通電,即可自動閃現不同顏色。
        至此,程序部分大概就這么多了。剩下的還有電路安裝,整體調試。預計星期日房子全部完工,星期一的時候要在全班銷售這套設備。大概星期二就上交作品了。
        日志還會繼續跟進更新的。












2014年4月14日
        房子全部完工!作品將在期中考試后在學校奮飛廣場展出。


使用說明
本裝置需輸入5V的直流電,最大容忍5.5V,不可再高,否則容易燒毀兩個主控芯片和LCD控制芯片。
建議選能提供2A以上的電源適配器或移動電源。1A以下不建議啟動電風扇,否則在啟動電風扇的時候會由于電源功率不夠導致電壓的瞬間突降,導致主控芯片復位重啟。
也可以采用干電池供電。為了提供大電流,請使用六節干電池。6節電池分成2組,每組3節。組內的三節電池互相串聯使電壓達到4.5V,然后將這兩組4.5V電池互相并聯以增大輸出功率。

接通電源后,液晶屏顯示LOGO,接著等待系統初始化。在系統初始化期間,盡量保持環境安靜,尤其是在初始化過程中不可以有人說出“傻妞”一詞。

系統初始化完后,傻妞智能家居帶給你的新的一天馬上開始。

此時天亮了,自動播放起床鈴聲,自動報告今天溫度、空氣相對濕度以及今天天氣的評估。最后報告時間。同時自動啟動火警預警功能。
從此,若檢測到二樓有火焰光,則立即報警。若無火焰時也自動報警,請輕輕調節火焰傳感器電路板上的變阻器直至黃燈熄滅。

在這新的一天里,你可以發出以下語音指令。在發出指令前,請距離麥克風20~30cm處以中等音量、清晰、語速稍慢地說出“傻妞”一詞。聽到提示音或者麥克風旁邊的LED燈亮起后,等待3秒再清晰、完整地說出命令。

  自我介紹一下     晚安          把燈打開         把燈關掉
  打開風扇         關閉風扇          我要上班去了     我回來啦
  吹口琴給我聽吧

同時,正如傻妞自我介紹里所說,在傻妞的記憶里,存儲著2015屆14班生活的點點滴滴。
將USB線連接到電腦,按下黑色電路板上的左側按鍵,隨后在電腦上會出現“傻妞”分區。
親愛的小伙伴們,常回家看看~~

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沙發
ID:60820 發表于 2014-4-18 09:38 | 只看該作者
看不到圖片?
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板凳
ID:8625 發表于 2014-4-20 16:06 | 只看該作者
   樓主講故事嗎.上圖啊
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地板
ID:43559 發表于 2014-6-26 19:31 | 只看該作者
字的顏色太淺了,看著費勁。圖呢?
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5#
ID:66080 發表于 2014-9-13 15:20 | 只看該作者
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6#
ID:66144 發表于 2014-9-13 22:53 | 只看該作者

謝謝分享!!!!!
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7#
ID:66462 發表于 2014-9-21 20:04 | 只看該作者
看著真累
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8#
ID:68530 發表于 2014-11-9 06:02 | 只看該作者
現在的學生如果都這樣就好了啊
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9#
ID:43559 發表于 2014-11-11 21:25 | 只看該作者
看著費勁顏色太淺
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10#
ID:68681 發表于 2014-11-11 21:36 | 只看該作者
收藏了先,有空了看一下,貌似不錯
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11#
ID:68681 發表于 2014-11-13 22:22 | 只看該作者
為什么看不到圖片?
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12#
ID:70042 發表于 2014-12-6 16:59 | 只看該作者
不錯,支持一下。。。。。。。
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13#
ID:56903 發表于 2015-1-16 11:50 | 只看該作者
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14#
ID:71690 發表于 2015-1-31 20:44 | 只看該作者
點贊!!!
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15#
ID:72050 發表于 2015-5-10 15:16 | 只看該作者
奮進故事,呵呵
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16#
ID:85623 發表于 2015-7-14 11:19 | 只看該作者
高中。。。。很牛。。。。不錯
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17#
ID:89037 發表于 2015-8-30 06:57 | 只看該作者
這是高中嗎,太贊了
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18#
ID:92231 發表于 2015-11-2 12:15 來自手機 | 只看該作者
學生們學得好做得好,好羨慕呀!
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19#
ID:44267 發表于 2015-12-2 07:59 | 只看該作者
學校東西還挺多的哈
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20#
ID:100072 發表于 2015-12-22 22:48 來自手機 | 只看該作者
不錯不錯,簡直不像學生的作品
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21#
ID:72995 發表于 2016-1-20 10:58 | 只看該作者
。。。。。太粗糙了
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22#
ID:108508 發表于 2016-3-14 20:16 | 只看該作者
留下腳印
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23#
ID:108558 發表于 2016-4-25 17:47 | 只看該作者
羨慕,真的羨慕
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24#
ID:113825 發表于 2016-4-29 18:03 | 只看該作者
這樣的學生有前途
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25#
ID:106429 發表于 2016-5-27 13:50 | 只看該作者
無意踩樓,只為積分!
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26#
ID:126318 發表于 2016-6-15 22:03 | 只看該作者
"我以前還見過更牛逼的芯片,就用兩根線!一條是地,另一條既是電源線也是數據線。"
我還見過無需電源線無需電池無需數據線的傳感器,哈哈哈哈,NFC射頻卡呀,哈哈哈哈
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27#
ID:129622 發表于 2016-7-7 22:41 | 只看該作者
確實牛B
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28#
ID:111256 發表于 2016-7-7 22:59 | 只看該作者
樓主有個很好的團隊。
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29#
ID:84495 發表于 2016-7-8 08:05 | 只看該作者
我是來看美女的,STM32語音識別還沒玩過,凌陽單片機語音識別到時簡單多了
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30#
ID:138505 發表于 2016-9-6 11:14 | 只看該作者
好屌好屌
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31#
ID:138602 發表于 2016-9-6 14:45 | 只看該作者
好厲害的樣子。哈哈哈
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32#
ID:154230 發表于 2016-12-12 20:33 | 只看該作者
k可以bbbbb
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33#
ID:157847 發表于 2016-12-26 19:45 | 只看該作者
恩挺好的
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34#
ID:145763 發表于 2016-12-31 00:48 來自手機 | 只看該作者
你們這是還在上高中嗎?非常棒了
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35#
ID:184167 發表于 2017-3-29 16:11 來自手機 | 只看該作者
厲害了我的哥
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36#
ID:170176 發表于 2017-4-14 10:53 | 只看該作者
欽州二中的學弟呀,我之前也是
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37#
ID:188940 發表于 2017-4-14 11:51 | 只看該作者
我的天 太厲害了  6666
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38#
ID:194118 發表于 2017-4-27 11:34 | 只看該作者
厲害啊
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