python控制51单片机_基于树莓派及MCS—51单片机的智能家居控制系统设计

陈骏耀 陈芬生 林铎 梁珀荣 林培照

摘要：本文设计了一种智能家居控制系统，该系统采用树莓派为上位机，MCS-51单片机为下位机，设置多个单片机从机用作控制模块，使用Flask做为网络服务框架，基于Python语言设计网络控制界面，用户能够在PC端或手机终端通过该界面来实现智能家居控制开关的应用功能。

关键字：树莓派；MCS-51单片机；嵌入式系统；Flask框架；智能家居

一、绪论

目前智能家居网络控制系统实现的关键技术为兼容性强的家庭主控制器和满足信息传输需要的家庭网络，主要有PC架构、单片机架构、嵌入式架构三大解决方案[1]。一般情况下，非PC系统就是我们常说的嵌入式系统，嵌入式系统的软硬件可裁剪，从而能更灵活的适应不同的应用场景；PC机架构与单片机架构在运行上都存在稳定性不高的问题[2]，而嵌入式系统采用数字电路设计，结构简单，稳定性强，结合单片机的实用性与易用性，本文从照明控制与窗帘控制入手，提出了一种以嵌入式系统为主、单片机架构为辅的组合式方案来进行智能家居的网络控制。

二、系统设计

在树莓派开发板上搭载Ubuntu Mate 16.04系统，组成一个嵌入式系统控制中心，采用最新的Flask框架搭建Web服务器，用户可使用PC端或者手机终端通过无线网络登录控制页面。系统框图如下：

三、硬件环境搭建

1.树莓派与MCS-51单片机之间的数据传输

在MCS-51单片机上设置中断事件，通过检测树莓派电路板上指定I/O口的高低电平的变化来判断中断事件是否发生，从而实现两者之间的数据传输；若中断事件发生，则表明用户在网络控制平台进行的相应操作（如照明的开关）经由树