基于物联网“消失”的电脑桌的设计与实现

孟祥斌 朱佳梅

摘要：近几年来，随着互联网的快速发展和网络速度的不断扩增，更多的传感感应设备和计算机的识别能力和处理能力的不断增强，使用者对智能家居和物联网设备的兴趣不断提高，对物联网也更加的了解，对物联网产品的需求量也在不断增加。在未来，基于情景智能的个人、家庭与集团应用将深入日常生活。基于物联网“消失”的电脑桌的设计与实现，主要实现提高空间利用率、缓解使用者的疲劳的功能。该作品还提供语音播报、红外感应、重力感应等功能模块。

关键词：物联网；功能模块；智能家居

引言

现代人对生活质量的要求越来越高，但随着房价的上涨很多人只能买户型较小的房子，空间的最大利用率成为了他们的烦恼，如果采用传统式的折叠桌子不仅耗时耗力而且使用起来也非常的麻烦，很不符合现在快节奏的生活。随着智能家居的发展，采用单片机对传统电脑桌进行优化。为了更好的使空间资源达到最大，我们研究了一个基于物联网新型可升降电脑桌。主要实现以更加高效、智能化的方式提高空间并让使用者有更加好的体验。

一、主要技术介绍

通信模块TC35i的原理：

TC35i是德国西门子公司的一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。TC35i的GSM模块是一个工业级的新型GSM模块，其工作的频率在EGSM900和GSMl800两个频段，电源工作的范围为3.3-4.8V的直流电压，其电流为3.5mA时模块为休眠和消耗状态，电流为25mA是其空闲状态为，平均电流为300mA是其发射的状态，2.5A的电流是该模块的峰值；该模块可进行传输数据的信号和语音的传送，其使用功耗分别为2W和1W，该模块通过天线连接器连接天线，通过接口连接器连接SIM卡读卡器。SIM卡的使用电压为3V/1.8V，TC35i GSM模块的数据接口可通过使用AT命令实现数据的双向传输和数据指令，可以选择波特率的范围在300b/s一115kb/s之间，其自动波特率的范围在1.2kb/s-115kb/s。该GSM模块兼容SMS（Short Message Service，短消息）的使用，可以通过使用AT命令或关闭断开发送的信号来实现模块的重启和恢复模块的故障.TC35i是以MAX232来实现的串口通信及电平的转换为核心的数据通信电路。MAX232的作用主要是实现TFL电平的转换。该器件包含2个接口器、2个驱动器和1个电压发生器该电路提供了TIA＼EIA-232-F的电平。该器件符合TIA＼EIA-232-F的标准。其主要功能是实现串口通讯功能的驱动与串口数据接收。

二、系统设计

1.硬件的總体设计

本设计整体采用AT89C52单片机来实现对电脑桌当前状况的实时监控和数据传输。它的模块组成部分主要有：AT89C52单片机控制模块、1602显示模块、串口通信模块、数据信息采集模块、重力感应模块、红外测距感应模块、报警模块。

2.主机控制模块

本设计系统主要以AT89C52单片机为主芯片，AT89C52单片机是一种自带4K字节的FLASH存储器fFPEROM--FlashProgrammable and Erasable Read Only Memory）的CMOS 8位微处理器，其使用的电压低而且性能高，AT89C52单片机芯片的算数功能强，自由度大，软件编辑灵活，并且AT89C52有整体的体积小、消耗的功耗低、技术相对成熟、高性能、使其运行的电压低和价格便宜等优点。

3.报警模块

系统将采集到的数据经过分析，如果超过设定值，就会通过语音报警并提出一些合理化的建议。

4.通信模块

本设计采用德国西门子公司的双频率900＼1800MHZ高度集成的GSM模块TC 35i。它体积小、重量轻、功耗低，支持数据、语音、短信，便于集成等优点。

5.传感器模块

本系统温度传感器选择DHTll。DHTll是一款有校准数字信号输出的温度传感器。其精度温度+-2℃，量程温度0-50℃。DHT11含有温湿度复合传感器，它是以校准数字信号输出，它应用于专用的温湿度传感技术和数字模块采集技术，具有极高的可靠性和长期稳定性。他具有响应速度快、品质优越、性价比极高、抗干扰能力强等优点。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择并且他不需要外加电路就可直接输出数字量。

6.显示模块

本系统采用1602液晶显示屏作为显示电路来实现室内的温度、亮度的显示功能。他能同时显示32个字符，价格便宜，编程简单而且稳定可靠。显示原理简单易懂，1602液晶显示屏具有显示质量高、体积小重量轻、数字式接口，功耗低等优点。

三、系统设计方案

本系统主要完成对室内环境的实时情况进行采样、数据分析处理和使用者体态信息的检测调节等功能，同时并能自动根据设定的算法自动得到系统的温度、亮度值，并将结果与给定的值进行比较，然后自动调节到给定值。根据采集的使用者的体态特征进行调节。为了便于编程和程序的可读性，本设计采用模块化的设计，其主要模块包含以下几个部分：初始化单片机，数据采集及分析处理，串口通信，显示等模块。整体模块如下图所示。

四、结语

本系统以ATMEL公司的一款低电压、高性能CMOS 8位微处理器的单片机AT89C52为控制核心，一个基于物联网“消失”的电脑桌的设计与实现，可以实时的检测室内的环境信息和使用者体态信息。系统简单，使用方便，经济，有一定的市场前景。