智能遥控窗帘系统设计与实现
目 录
一、引言 1
（一）、选题背景与意义 1
（二）、主要任务 1
二、智能窗帘总体设计方案及硬件模块设计 2
（一）、总体设计思路 2
（二）、智能窗帘的工作原理 2
（三）、智能窗帘的硬件设计 3
1.遥控发射模块的原理及工作参数 3
2.遥控电路设计 3
3.光线的明暗检测模块 4
4.控制电机正反转模块 4
5.指示灯显示模块 5
6.人体感应模块 5
8.蜂鸣器模块 7
三、系统程序流程图 8
（一）整体设计流程图及设计思路说明 8
四、制作与调试 9
五、实物展示 10
总结 11
致谢 12
参考文献 13
附1：仿真图 14
附2：系统原理图 15
附3：源程序 16
附4：元件清单 24
一、引言
（一）、选题背景与意义
当下社会经济的进步、科学技术的发展，虽然使人民的生活水平得到普遍提高，但也使得人们的生活节奏日益变快。因此人们都希望在下班回到家时能有一个舒适且方便的环境。从而能得到很好的休息，这一点使得智能化技术能得到快速发展。现如今，遥控设备已经很普遍。但其本身还是具有一定的研究价值，为了更好的满足人们对于高水平生活需求，家庭使用的电器也在不断的向智能自动上转换，从最初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从单一功能向高性能、多功能型。窗帘作为家居中必不可缺的一部分，也日渐渐的向智能化发展。所以，如今如何研制生产出既多功能又造价省适合普通家庭 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
是研究的重点。
（二）、主要任务
无线遥控智能窗帘的主要功能如下：
1.通过无线控制的方式已达到控制窗帘开关的目的。
2.具有防过卷功能即窗帘运行到设定位置则自动关闭。
4.通过LED灯能够实时模拟出窗帘的运行状态。
5.实现在智能工作模式下，系统可根据环境光线的强度控制窗帘的工作状态，实时调整窗帘所在位置。
6.有防盗功能，可以检测到人体入侵的信号
7.有按键可以手动控制。
二、智能窗帘总体设计方案及硬件模块设计
本系统是由STC89C51单片机作为控制核心、无线发射系统模块、无线接收信号模块、电机控制窗帘执行部分、人体感应模块、蜂鸣器报警模块、限位开关和指示灯模块组成。
（一）、总体设计思路
智能遥控窗帘设计是通过单片机实现的，该设计是由STC89C51单片机作为控制核心，运用的C语言进行程序编辑。利用直流电机不同的工作状态，从而实现对窗帘的开合控制。利用单片机来控制继电器的吸于合，以达到驱动直流电机的正反转的目的，从而实现窗帘的开合，同时通过行程开关来检测窗帘所在位置，为使窗帘的防过卷，可以手动进行布防，当人体感应模块感应到有人入侵报警提示，蜂鸣器有报警提示。
系统总体设计框图如下：
图2-1系统框图
（二）、智能窗帘的工作原理
窗帘的开关是通过对直流电机的正反转控制实现的，并且可以模拟当前运行状态；同时也可以通过光敏电阻来实时监控环境的光线的变化从而实现窗帘的自动开合，利用限位开关来控制窗帘停止使系统更智能化、人性化，防止过卷，且有防盗的功能。
（三）、智能窗帘的硬件设计
1.遥控发射模块的原理及工作参数
遥控发射模块使用SAW声表谐振器使其频率稳定在315M，当模块在－25～＋85℃工作时，频飘仅为3ppm/度。一般应用在多种信号发送接收单一信号式的无线遥控设备及数据传输系统。除晶体振荡器外的工作频率稳定度最高，相对于普通的LC振荡器，在温度变化及振动时声表谐振器比LC振荡器更加稳定。
发射模块的工作电压在3V到12V内，当发射模块的工作电压在3~12V之间发生变化时模块的发射频率基本不会变化,因此接收模块可以不经过任何调试就能接收到稳定的频率。遥控模块的最佳工作电压是12V，此时发射效果较好，发射电流大概60mA，空旷场地传输距离约700～800m，发射功率大概500mW。该模块的特点有发射功率大、传输距离远，适合在环境恶劣下进行通讯。模块天线选用25cm长的导线为最佳，在远距离传输时天线最好可以竖起来，因为很多因素会对无线电信号传输产生影响，所以实际的传输距离只有标称距离1/2甚至会更少，这一点开发调试时需要注意。
数据模块调制方式采用ASK调制，从而达到降低功耗，在数据信号截至的时候这时发射的电流会降为0，数据信号与发射模块输入端采用电阻耦合或直接耦合，采用电容耦合会使发射模块不能进行正常工作。在调试时数据电平需接近数据模块实际的工作电压，从而实现较高的调制效果。
发射模块应当竖直的安装在电路板的边缘，距离周围元件至少5mm，以减少模块受分布参数的影晌。影响模块的传输距离因素有调制信号的频率及幅度与工作电压、电池容量、发射使用的天线、接收机的灵敏度以及收发环境等。在开阔区模块的最大发射距离约800米，当有障碍物时，发射距离会缩短。
2.遥控电路设计
系统中遥控部分电路图如下：
图2-2遥控模块发射电路图
系统接收部分的电路图如下：
图2-3遥控模块接收电路图
3.光线的明暗检测模块
本课题设计智能窗帘在自动模式控制下，模块通过感应环境光线的明暗变化实现窗帘的自动闭合动作，光线检测原理利用光敏电阻对光线敏感特性，当环境光线变暗的时候电阻值随之变大，三极管处于截止状态，发射极电平通过10k的电阻降低，模块输出低电平信号；当环境光线变亮时电阻随之变小，三极管处于导通状态，发射极的电平被电源拉高，从而输出高电平。
光线明暗检测模块的原理图如下：
图2-4光线检测模块
4.控制电机正反转模块
本次设计利用两个继电器分别处于不同的工作状态控制电机的正反转，从而带动窗帘的闭合，设计中的两个继电器都是采用5V型号的继电器，该模块继电器的工作状态是通过9012三极管所驱动的，控制电机正反转模块的电路图如下：
图2-5正反转控制
5.指示灯显示模块
该模块采用4个LED显示系统正在运行的工作状态，当红灯亮时表示系统处于自动模式，当蓝灯亮时表示电机在正向转动，当黄灯亮时表示电机在反向转动，红色的LED灯是报警提示。
电路图如下所示：
图2-6显示模块接线图
6.人体感应模块
热释电红外传感器(PIR)是被动红外探测器中两个关键性的元件之一，它能把波长在8一12um之间的红外信号转变为电信号，而且它能抑制环境中的白光信号，在探测
器的探测区内，当没有人体在移动时，感应器接受到的是背景温度的信号，在有人进入探测区内，感应器接收到的是背景的温度与人体的温度的差异信号。
图3-1系统程序流程图
四、制作与调试
（一）制作
一、引言 1
（一）、选题背景与意义 1
（二）、主要任务 1
二、智能窗帘总体设计方案及硬件模块设计 2
（一）、总体设计思路 2
（二）、智能窗帘的工作原理 2
（三）、智能窗帘的硬件设计 3
1.遥控发射模块的原理及工作参数 3
2.遥控电路设计 3
3.光线的明暗检测模块 4
4.控制电机正反转模块 4
5.指示灯显示模块 5
6.人体感应模块 5
8.蜂鸣器模块 7
三、系统程序流程图 8
（一）整体设计流程图及设计思路说明 8
四、制作与调试 9
五、实物展示 10
总结 11
致谢 12
参考文献 13
附1：仿真图 14
附2：系统原理图 15
附3：源程序 16
附4：元件清单 24
一、引言
（一）、选题背景与意义
当下社会经济的进步、科学技术的发展，虽然使人民的生活水平得到普遍提高，但也使得人们的生活节奏日益变快。因此人们都希望在下班回到家时能有一个舒适且方便的环境。从而能得到很好的休息，这一点使得智能化技术能得到快速发展。现如今，遥控设备已经很普遍。但其本身还是具有一定的研究价值，为了更好的满足人们对于高水平生活需求，家庭使用的电器也在不断的向智能自动上转换，从最初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从单一功能向高性能、多功能型。窗帘作为家居中必不可缺的一部分，也日渐渐的向智能化发展。所以，如今如何研制生产出既多功能又造价省适合普通家庭 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
是研究的重点。
（二）、主要任务
无线遥控智能窗帘的主要功能如下：
1.通过无线控制的方式已达到控制窗帘开关的目的。
2.具有防过卷功能即窗帘运行到设定位置则自动关闭。
4.通过LED灯能够实时模拟出窗帘的运行状态。
5.实现在智能工作模式下，系统可根据环境光线的强度控制窗帘的工作状态，实时调整窗帘所在位置。
6.有防盗功能，可以检测到人体入侵的信号
7.有按键可以手动控制。
二、智能窗帘总体设计方案及硬件模块设计
本系统是由STC89C51单片机作为控制核心、无线发射系统模块、无线接收信号模块、电机控制窗帘执行部分、人体感应模块、蜂鸣器报警模块、限位开关和指示灯模块组成。
（一）、总体设计思路
智能遥控窗帘设计是通过单片机实现的，该设计是由STC89C51单片机作为控制核心，运用的C语言进行程序编辑。利用直流电机不同的工作状态，从而实现对窗帘的开合控制。利用单片机来控制继电器的吸于合，以达到驱动直流电机的正反转的目的，从而实现窗帘的开合，同时通过行程开关来检测窗帘所在位置，为使窗帘的防过卷，可以手动进行布防，当人体感应模块感应到有人入侵报警提示，蜂鸣器有报警提示。
系统总体设计框图如下：
图2-1系统框图
（二）、智能窗帘的工作原理
窗帘的开关是通过对直流电机的正反转控制实现的，并且可以模拟当前运行状态；同时也可以通过光敏电阻来实时监控环境的光线的变化从而实现窗帘的自动开合，利用限位开关来控制窗帘停止使系统更智能化、人性化，防止过卷，且有防盗的功能。
（三）、智能窗帘的硬件设计
1.遥控发射模块的原理及工作参数
遥控发射模块使用SAW声表谐振器使其频率稳定在315M，当模块在－25～＋85℃工作时，频飘仅为3ppm/度。一般应用在多种信号发送接收单一信号式的无线遥控设备及数据传输系统。除晶体振荡器外的工作频率稳定度最高，相对于普通的LC振荡器，在温度变化及振动时声表谐振器比LC振荡器更加稳定。
发射模块的工作电压在3V到12V内，当发射模块的工作电压在3~12V之间发生变化时模块的发射频率基本不会变化,因此接收模块可以不经过任何调试就能接收到稳定的频率。遥控模块的最佳工作电压是12V，此时发射效果较好，发射电流大概60mA，空旷场地传输距离约700～800m，发射功率大概500mW。该模块的特点有发射功率大、传输距离远，适合在环境恶劣下进行通讯。模块天线选用25cm长的导线为最佳，在远距离传输时天线最好可以竖起来，因为很多因素会对无线电信号传输产生影响，所以实际的传输距离只有标称距离1/2甚至会更少，这一点开发调试时需要注意。
数据模块调制方式采用ASK调制，从而达到降低功耗，在数据信号截至的时候这时发射的电流会降为0，数据信号与发射模块输入端采用电阻耦合或直接耦合，采用电容耦合会使发射模块不能进行正常工作。在调试时数据电平需接近数据模块实际的工作电压，从而实现较高的调制效果。
发射模块应当竖直的安装在电路板的边缘，距离周围元件至少5mm，以减少模块受分布参数的影晌。影响模块的传输距离因素有调制信号的频率及幅度与工作电压、电池容量、发射使用的天线、接收机的灵敏度以及收发环境等。在开阔区模块的最大发射距离约800米，当有障碍物时，发射距离会缩短。
2.遥控电路设计
系统中遥控部分电路图如下：
图2-2遥控模块发射电路图
系统接收部分的电路图如下：
图2-3遥控模块接收电路图
3.光线的明暗检测模块
本课题设计智能窗帘在自动模式控制下，模块通过感应环境光线的明暗变化实现窗帘的自动闭合动作，光线检测原理利用光敏电阻对光线敏感特性，当环境光线变暗的时候电阻值随之变大，三极管处于截止状态，发射极电平通过10k的电阻降低，模块输出低电平信号；当环境光线变亮时电阻随之变小，三极管处于导通状态，发射极的电平被电源拉高，从而输出高电平。
光线明暗检测模块的原理图如下：
图2-4光线检测模块
4.控制电机正反转模块
本次设计利用两个继电器分别处于不同的工作状态控制电机的正反转，从而带动窗帘的闭合，设计中的两个继电器都是采用5V型号的继电器，该模块继电器的工作状态是通过9012三极管所驱动的，控制电机正反转模块的电路图如下：
图2-5正反转控制
5.指示灯显示模块
该模块采用4个LED显示系统正在运行的工作状态，当红灯亮时表示系统处于自动模式，当蓝灯亮时表示电机在正向转动，当黄灯亮时表示电机在反向转动，红色的LED灯是报警提示。
电路图如下所示：
图2-6显示模块接线图
6.人体感应模块
热释电红外传感器(PIR)是被动红外探测器中两个关键性的元件之一，它能把波长在8一12um之间的红外信号转变为电信号，而且它能抑制环境中的白光信号，在探测
器的探测区内，当没有人体在移动时，感应器接受到的是背景温度的信号，在有人进入探测区内，感应器接收到的是背景的温度与人体的温度的差异信号。
图3-1系统程序流程图
四、制作与调试
（一）制作
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