本文介绍了使用51单片机构建的一个智能家居系统，包括根据光照控制窗帘、湿度控制晾衣架、燃气泄漏警报等功能。系统采用STC89C51为核心，结合光敏、烟雾和温湿度传感器，以及继电器和电机，实现自动化控制。通过NRF24L01无线模块模拟室外湿度检测，并与室内传感器数据对比，自动调整家居状态。此外，还提供了部分关键代码实现。
名称：智能家居
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很久没写博文了，今天决定用一上午记录曾经用51单片机做的一个智能家居并作为自己第一个比赛的作品。
有以下几个主要部分：
1.现室外光照在一定范围内控制窗帘的自动打开与关闭，可以让上班族无需为每天拉、关窗帘而烦扰。
2.根据外界环境湿度来控制晾衣架的伸缩，在室外湿度比较大的时候为避免衣服受潮自动把晾衣架缩回来，反之正常湿度则可以伸出去让衣服更好的晾晒。
3.室内出现燃气泄漏时可以自动关闭燃气阀门并给户主手机发出报警信号，并自动打开风机以排除险情。
这几个部分相结合，从而成为一个较完整的智能家居系统，实现家居的智能化和自动化。当然该系统同时还存在很多尚待改进的地方。
摘要以及材料：以STC89C51单片机为控制核心，通过光敏传感器，烟雾传感器MQ-2，温湿度传感器DHT11，继电器，NRF24L01等设计的控制电路，实现
直流电机带动风扇转动（与烟雾传感器），步进电机带动窗帘开闭（与光敏传感器有关），步进电机控制衣架伸缩（与温湿度传感器有关）。
下面以简洁的语言介绍三个传感器模块：
烟雾传感器模块：能检测到烟雾，可用香烟或者燃烧的纸等测试。若有烟雾 DOUT口会输出高电压（约为5V），平时会输出低电压（约为0V），因此可用51单片机的IO口直接检测是否有烟雾。
光敏传感器模块：同理，可检测到光，若光强高于一定程度，DOUT口会输出高电压（5V），在此不再赘述。
温湿度传感器模块：此模块难于上面两个模块。需要在软件上写出相应程序，之后可用（串口调试助手）检测会对外输出五个数据，其中有温度的两个数据（整数部分和小数部分）和湿度（整数部分和小数部分）和一个检验位。（在本智能家居中，通过一个无线NRF24L01模拟室外湿度的检测并返回的控制中心室内的51单片机，再与和单片机有线连接的温湿度传感器测得的数据进行比较）
总之，这三个模块是很简单的。因为对外只需要三个连接线，两个为正负供电，一个为数据线。除了温湿度传感器需要用软件调试之外其余的都可很轻易检测并实现相应的反应动作。
关键核心：
通过STC89C51单片机的IO口不断的检测各个传感器的反馈信号，采集信号，并与预定值进行比较，并做出相应反应。如，利用P2的低五位对温湿度传感器，光敏传感器等进行数据采集和电压采集，对采集到的数据进行分析和过滤从而得到环境的温度，对采集到的电压进行比较，由此判断是否有光、光强是否达到一定值或是否有烟雾危险等等。用P1 P3的低四位控制两个步进电机。用继电器控制直流电机。
附照：
1.烟雾传感器
2.光敏传感器
3.温湿度传感器
4.继电器
5.无线模块
部分程序：
步进电机运转部分：
void motor_ffw1()
{
unsigned char i;
unsigned int j;
for (j=0; j<12; j++) //转1*n圈
{
for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度
{
if(Q==1) P1 = FFW[i]&0x1f; //取数据
if(Q==2) P1 = FFZ[i]&0x1f;
delay_two(5); //调节转速
}
}
}
温湿度传感器读取数据部分：
RH(); //室内
shinei_temp=U8T_data_H;
shinei_RH=U8RH_data_H;
RH2(); //室外
shiwai_temp=U8T_data_H;
shiwai_RH=U8RH_data_H;
//串口显示程序
if(shinei_RH>shiwai_RH&&vis_run2==0)
{
if(vis_run2==0)
run2(1);//电机2正转 把衣架伸出去
vis_run2=1;
}
if(shinei_RH<=shiwai_RH)
{
if(vis_run2==1)
run2(2);//电机2 反转 把衣架缩回来
vis_run2=0;
}
烟雾检测部分：
void check_smog() //检测烟雾
{
if(com_yanwu==0 /*烟雾被检测*/&&vis_send_smog==0/*且未发送*/)
{
vis_send_smog=1;
fengji_run=0;
}
if(com_yanwu==1)
{
fengji_run=1;
vis_send_smog=0;
}
}
完整程序（分为室内室外两个部分）：
1.室内部分（一个c文件，两个h文件）：
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
#include "LQ12864.h"
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned char uint;
//****************************************IO端口定义***************************************
sbit CE =P2^0;
sbit CSN =P2^1;
sbit SCK =P2^2;
sbit MOSI =P2^3;
sbit MISO =P2^4;
sbit IRQ =P2^5;
//***********************************Buf数组*******************************************
uchar TxBuf[32]= 0X00;
//*********************************************NRF24L01*************************************
#define TX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints TX address width
#define RX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints RX address width
#define TX_PLOAD_WIDTH 32 // 20 uints TX payload
#define RX_PLOAD_WIDTH 32 // 20 uints TX payload
uint const TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x11}; //本地地址
uint const RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x10}; //接收地址
//***************************************NRF24L01寄存器指令*******************************************************
#define READ_REG 0x00 // 读寄存器指令
#define WRITE_REG 0x20 // 写寄存器指令
#define RD_RX_PLOAD 0x61 // 读取接收数据指令
#define WR_TX_PLOAD 0xA0 // 写待发数据指令
#define FLUSH_TX 0xE1 // 冲洗发送 FIFO指令
#define FLUSH_RX 0xE2 // 冲洗接收 FIFO指令
#define REUSE_TX_PL 0xE3 // 定义重复装载数据指令
#define NOP 0xFF // 保留
//*************************************SPI(nRF24L01)寄存器地址****************************************************
#define CONFIG 0x00 // 配置收发状态，CRC校验模式以及收发状态响应方式
#define EN_AA 0x01 // 自动应答功能设置
#define EN_RXADDR 0x02 // 可用信道设置
#define SETUP_AW 0x03 // 收发地址宽度设置
#define SETUP_RETR 0x04 // 自动重发功能设置
#define RF_CH 0x05 // 工作频率设置
#define RF_SETUP 0x06 // 发射速率、功耗功能设置
#define STATUS 0x07 // 状态寄存器
#define OBSERVE_TX 0x08 // 发送监测功能
#define CD 0x09 // 地址检测
#define RX_ADDR_P0 0x0A // 频道0接收数据地址
#define RX_ADDR_P1 0x0B // 频道1接收数据地址
#define RX_ADDR_P2 0x0C // 频道2接收数据地址
#define RX_ADDR_P3 0x0D // 频道3接收数据地址
#define RX_ADDR_P4 0x0E // 频道4接收数据地址
#define RX_ADDR_P5 0x0F // 频道5接收数据地址
#define TX_ADDR 0x10 // 发送地址寄存器
#define RX_PW_P0 0x11 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P1 0x12 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P2 0x13 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P3 0x14 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P4 0x15 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P5 0x16 // 接收频道0接收数据长度
#define FIFO_STATUS 0x17 // FIFO栈入栈出状态寄存器设置
//**************************************************************************************
void Delay(unsigned int s);
void Delayms(unsigned int xms);
void inerDelay_us(unsigned char n);
void init_NRF24L01(void);
uint SPI_RW(uint uchar);
uchar SPI_Read(uchar reg);
void SetRX_Mode(void);
uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);
uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf);
void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf);
//***********************************延时xms毫秒******************************************
void Delayms(unsigned int xms)
{
unsigned int i,j;
for(i=xms;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
//*****************************************长延时*****************************************
void Delay(unsigned int s)
{
unsigned int i;
for(i=0; i<s; i++);
for(i=0; i<s; i++);
}
//******************************************************************************************
uint bdata sta; //状态标志
sbit RX_DR =sta^6;
sbit TX_DS =sta^5;
sbit MAX_RT =sta^4;
/******************************************************************************************
/*延时函数
/******************************************************************************************/
void inerDelay_us(unsigned char n)
{
for(;n>0;n--)
_nop_();
}
//****************************************************************************************
/*NRF24L01初始化
//***************************************************************************************/
void init_NRF24L01(void)
{
inerDelay_us(100);
CE=0; // chip enable
CSN=1; // Spi disable
SCK=0; // Spi clock line init high
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 写本地地址
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); // 写接收端地址
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 频道0自动 ACK应答允许
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 允许接收地址只有频道0，如果需要多频道可以参考Page21
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0); // 设置信道工作为2.4GHZ，收发必须一致
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); //设置接收数据长度，本次设置为32字节
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); //设置发射速率为1MHZ，发射功率为最大值0dB
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); // IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主发送
}
/****************************************************************************************************
/*函数：uint SPI_RW(uint uchar)
/*功能：NRF24L01的SPI写时序
/*******************************************************
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