目录 1摘要 3第一章绪论 51.1选题背景 51.2国内外发展现状和趋势 5第二章系统总体方案设计 72.1智能终端设计 72.2 Atmega128物联网应用系统 72.3基于KingView与单片机实时对智能终端的控制及数据采集 82. 4本章小结 9第三章系统硬件的选择 93. 1智能终端硬件的选择 93. 1. 1单片机的选择 93.1.2模数转换芯片的选择 103. 1.3步进电机驱动芯片的选择 113.1.4通信芯片的选择 123. 1.4红外遥控和红外接收管的选择 123.1.5温度传感器的选择 133. 1. 6步进电机的选择 143.1.7液晶显示器的选择 143. 1.8光敏电阻的选择 153.2物联网应用系统硬件的选择 153. 2. 1单片机的选择 153.2.2网络接口芯片的选择 173.2.3锁存器的选择 183.2.3存储器的选择 193. 3本章小结 20第四章硬件电路设计 214. 1智能终端硬件电路设计 214. 1. 1晶振振荡电路及复位电路 214. 1.2光强采集及AD转换电路 214. 1.3串口通信电路 224. 1.4步进电机驱动电路 234. 1.5液晶驱动电路 234. 1.5红外接收电路 234.1.5智能终端系统总图 244.2物联网应用系统硬件设计 244. 3本章小结 25第五章软件设计 265. 1智能终端软件设计 265. 1. 1红外解码程序 265. 1.2 AD转换程序 285. 1.3串口发送与接收程序 305. 1.4步进电机驱动程序 305. 1.5液晶驱动程序 315. 1. 6 DS18B20温度传感器驱动程序 335. 1. 6单片机与Kingview 6. 55通信程序 375. 1. 7主程序 385.2物联网应用系统软件设计 405. 2. 1嵌入式中的WEB页设计 405. 2. 2 HTTP服务程序设计 425.2.3串口中断uartl服务程序 445. 3本章小结 44454950536.1物联网系统调试6.2本章小结 论 参考文献摘要本论文中介绍了关于AVR单片机以太网通信系统、系统的结构组成及工作原理,提供 了基于Atmegal28单片机和RTL8019的硬件电路图,并介绍了 NUT/OS实时操作系统和 RTL8019的特点。
本设计介绍了基于51单片机的智能终端系统,如何采集室内环境参数, 设计了终端系统原理图以及说明如何将数据通过串口将采集的数据传输到AVR单片机中, 然后用户可以通过IE浏览器查询在离线状态时,本设计介绍了 51单片机与组态王 KingView的通信协议,以及单片机在组态王中的通讯格式及通讯设置通过实践证明,系 统能够满足对室内环境的检测和控制,如室内温度、光强以及百叶窗的旋转角度等电路 设计方法简单成本低,而且模块具有良好的扩展性设计中的物联网控制系统与需要联网 的设备连接,可以远程实时操纵设备,并通过单片机采集数据,传输到本地计算机,并且 用浏览器将信息图文并茂的显示,这样可以方便的得到实验数据,实现硬件设备的共享, 也可以大大节省人力物力关键词】:物联网、NUT/OS、组态王AbstractThis paper is described in the Ethernet communication system on the AVR Microcontroller, the structure and working principle of the system, provides a hardware circuit based on the Atmegal28 MCU and RTL8019, and describes the characteristics of the NUT / OS real-time operating system and RTL8019.This design also introduces intelligent terminal system based on 51 micro controller, how to collect the indoor environmental parameters, The design of the terminal system schematic diagram and description of how the data will be collected through the serial port to transfer data to the AVR micro controller, then the user through the IE browser queries. In the offline state, the design MCU of 51 and KingView communication protocols, and MCU in King- view communication formats and communication settings. Practice has proved that the system canmeet the detection and control of indoor environments, such as indoor temperature, light inte- nsity and the rotation angle of the blinds. The circuit design method is simple and low cost, and the module has good scalability. Internet of Things in the design of control systems and equipment to be networked connectivity, remote real-time manipulation of equipment and collect data through the micro controller, transmit to the local computer and the browser will be illustrated display, so you can easily get the experimental data, to achieve the sharing of hardware devices,can also be significant savings in manpower and resources.[Keywords] Internet of Things,NUT/OS,Kingview第一章绪论1.1选题背景随着科技的发展,计算机电子技术迅猛发展,已经成为生活中不可缺少的部分。
目前 人们绝大多数都是采用PC进行网络数据传送,但由于成本高,限制了应用的范围而嵌 入式系统却越来越受到人们的青睐它采用嵌入式的微处理器,支持TCP/IP协议,它已 成为网络发展新阶段的标志物联网是新一代信息技术的重要组成部分其英文名称是“The Internet of things” 顾名思义,物联网的意思就是物物相连的互联网这有两层意思:第一,物联网是建立在 互联网之上的,是互联网的拓展和延伸;第二,其用户端扩展和延伸到了物品与物品之间, 进行信息通信和交换物联网有如下特征:首先,广泛应用了各种感知技术在物联网中部署了大量的多种传感器,每个传感器 都能从外界采集信息,不同类的传感器捕获的信息不同而且获得的数据具有实时性,按 照一定的规律来采集数据,不断更新数据其次,它是建立在互联网上的网络物联网技术的核心和基础仍是互联网,通过各种 无线和有线网络与互联网结合起来,将物体的信息准确实时地传递出去,数据传输过程中 必须适应各种网络协议还有,物联网本身也具有一种智能处理的能力,能够智能控制物体物联网从传感器 中获得数据,然后进行分析,处理处有意义的数据,来适应不同用户的需求1.2国内外发展现状和趋势物联网是建立在互联网技术之上的。
目前,我国物联网发展与全球同处于起步阶段, 初步具备了一定的技术、产业和应用基础,呈现出良好的发展态势把单片机应用系统和 Internet连接也已经是一种趋势目前无线通信网络已经覆盖各地,是实现“物联网”必不可少的设施,可以将安置在 每个物品上的电子介质产生的数字信号通过无线网络传输出去云计算”技术的运用, 使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能物联网技术的推广已经取得一定的成效在多方面已经开始应用,如远程抄表,电力 行业,视频监控等等以及在物流领域和医疗领域也都日趋成熟,如物品存储及运输监测, 远程医疗,个人的健康监护等除此之外在环境监控,楼宇节能,食品等方面也开展了广 泛应用尽管在这些领域已经取得一些进展,但应认识到,物联网发展技术还存在一系列制约 和瓶颈有几个方面可以表现出来:核心技术与国外差距较大,集成服务能力不够,缺乏 骨干企业,应用水平不高,信息安全存在隐患我们国家在PC架构领域还没有主动权, 软件产品很少目前,计算环境正在向以网络为中心发展,有很多产品不必也windows兼 容,因此,研究单片机系统接入网络,前途宽广1.3设计内容设计主要是关于基于AVR+RTL8019设计的物联网应用系统,采用UTP接口与以太网相 连,通过IE浏览器访问此系统,通过单击所设计WEB页中的超链接,可以实现用户密码 设置,家用电器的启动与停止,电器的运行情况的测控,如温度、湿度等及并将采集到的 信息反馈到IE网页等功能。
以及用组态王软件作为上位机软件对数据进行采集硬件设计时,掌握AVR单片机的用法,以及最小系统的搭建应了解RTL8019AS的工 作模式,寻址方式,与AVR之间的接口电路以及周围电路等,以及智能终端的设计和终端 与AVR之间的接口电路等终端的设计主要针于室内环境的测控以及智能窗帘的设计设 计内容包括用步进电机控制百叶窗的开合角,测量室内的光强,以及用采光系统来控制窗 帘等等软件设计时,基于AT89S52单片机的终端设计而言,近距离采用红外遥控,控制的内 容主要有步进电机转动的角度,室内光强的测量以及温度的测量功能的切换此时需要编 写32位红外遥控码的识别程序,步进电机的驱动程序,DS18B20的驱动程序,对于采光系 统所需要的AD转换程序,以及1602液晶驱动程序等等采集到的数据需要通过串口传给 AVR单片机,此时需要编写串口通信程序对于AVR而言,重点在于数据的网络传输,此 时需要编写或者调用RTL8019的驱动程序通过学习html语言,编写嵌入式系统中的WEB 页设计进行http服务程序设计时,设计的要点在于动态页面的返回,单片机程序对带 参数连接的处理,对所传送过来的表单数据的处理,从而可以控制设备的状态和设备做如 何运转。
研究TCP/IP协议,并结合嵌入式系统的具体应用对各个协议进行不同程度的简 化和改写,将改写后的TCP/IP协议嵌入单片机,完成以太网的驱动程序,保证数据能够 准确传输这个这是整个系统设计的难点1.4设计的目的及其意义设计以AVR单片机为控制器,结合太网控制芯片RTL8019AS,通过RTL8019AS实现智能 终端采集的数据与Internet网络上的数据进行互传,可以远程控制各类家用设备以及对工 业环境中的数据进行采集和控制。