智能窗帘控制器设计_硬件子系统
智能窗帘控制器设计__硬件子系统[20200102175350]
本设计是基于单片机AT89S52的智能窗帘控制器。通过光敏电阻对单片机外部光线进行检测，根据光线的强弱来控制窗帘的开闭。本设计添加了温湿度传感器，可通过设置温湿度的阀值来控制窗帘的开闭。同时采用红外线遥控器来控制窗帘的开闭，另外还添加了防盗报警和定时闹铃的功能。单片机对采集到的信号予以分析判断，及时控制驱动步进电机来实现窗帘的开闭，并通过LCD液晶显示屏显示不同的工作状态。整个系统的电路结构简单，实用性强，应用远景广阔。设计的控制器测试结果表明，电机运行平稳，可靠性高，在长时间工作中没有出现问题，窗帘控制器的整体性能良好。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机,温湿度,防盗,闹铃,智能窗帘
目 录
1 绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2课题在国内外发展状况 1
1.3课题的研究工作 2
2 基于单片机技术的智能窗帘控制器总体设计 2
2.1 总体结构设计 2
2.2本设计需要实现的功能 3
3 基于单片机技术的智能窗帘控制器硬件设计 4
3.1 单片机的选型 4
3.2 温湿度检测模块电路 7
3.3 红外防盗报警电路 8
3.4 光信息采集模块电路 11
3.5 电机驱动电路 13
3.6 LCD液晶显示屏电路 13
3.7 定时闹铃电路 15
3.8 红外遥控器电路 17
4 基于单片机技术的智能窗帘控制器软件设计 20
结论 23
致谢 24
参考文献 25
附录 26
1 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
随着当代社会科学技术的发展，国内消费者生活水平的不断提高，人们的生活变得更加丰富多彩。由于生活水平的不断提高，人们越来越关注自身的生活质量，开始追求个性智能化，追求快捷高效化，和充满乐趣的生活方式。从前人们对居室环境的要求并不是很高，仅停留在简单的居住方面，随着技术进步和时代的变迁，人们对居住环境提出了新的更高的要求，而智能化及功能化已成为一个不可或缺的选择。将智能家居中提及到的各类子系统，使用先进的网络通讯技术、计算机技术和综合布线技术，有效地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒服、温馨、高效[1]。窗帘在家居生活中，对于每个家庭来说是不可缺少的，它的存在能够满足人们对一个更舒适生活环境的需求。而智能窗帘的特点是，它不需要手动开关，特别是在别墅、展览厅、大型会议室、高档写字楼和其他地方更加方便，只要遥控一按，窗帘就会自动开关。其也具有广泛的应用前景，于是智能窗帘应运而生[2]。
1.2 课题在国内外发展状况
智能窗帘作为智能家居其中的一个重要组成部分，在全球各个国家都被广泛的使用，因为它能够最大限度地满足人们对窗帘开关程度来调节室内光线强度和室内温度的各种需求。智能窗帘为了提高人们的生活质量，从技术手段出发，克服了传统窗帘本身存在的很多缺点，并为人们提供更方便、快捷、舒适安全的生活环境。现在市场里有很多不同类型的智能窗帘，这些窗帘都各自运用不同的技术手段来实现不同的功能[3]。在欧洲美洲等一些发达国家，电动窗帘已被广泛的使用。电动窗帘自从大约10年前进入中国后，并没有得到大力的宣传推广。随着这两年电控技术的提高，制作成本的降低，电动窗帘热才又卷土重来。据介绍，全国共有近200种电动窗帘取得国家专利，而其本身技术手段来说，还是相差无几，其售价却有很大差别，贵的要数千元，便宜的只要五六百块[4]。
国外的智能家居系统起步较早，大约起步于上世纪八十年代左右。第一幢智能建筑出现在1984年的美国康海迪格州，它使用一套完整的计算机系统对一幢老办公大楼进行改造，实现了对办公大楼的集中的监测和控制，包括内部的照明系统、电梯系统、空调等设备，而且还提供电子邮件、话音通信以及情报资料等方面的信息服务，也就从那时开始在全世界范围内开启了对智能家居系统研究的序幕[5]。
与国外相比较，如今我国的智能家居系统还处在初级的发展阶段。近几年来，伴随着国内媒体对智能家居系统的宣传力度的不断加大，有关公司的研究也进行了大规模的推进。使得智能家居行业在我国从无到有，市场也出现了一些产品，而这些产品在一定程度上还是满足要求的、可以使用的。当前开发商、集成商和装修公司都己经累积了许多经验，智能家居在国内的发展也已经全面开展。2008年，中国闪联标准正式成为全球3C协同领域的首个国际标准[6]，闪联己经完成了数字家庭标准的全面格局，该标准覆盖了 IT相关产业、家电及智能家居领域,为我国的智能家居的发展奠定了良好的基础。在同一时间，国内亦诞生了杰出的智能家居产品，例如海尔的U-home系统，以U-home系统为平台，采用有线与无线网络相结合的方法，把全部设备经过信息传感设备和网络连接，达成了 “家庭小网”、“社区中网”、“世界大网”的物物互联，并通过物联网实现了 3C产品、安防系统等智能化识别、管理以及数字媒体信息的共享[7]。
1.3 课题的研究工作
我们应当加快我国智能家居标准化进程，使其能够成为一个巨大的社会系统工程。在我国智能家居领域，智能窗帘系统需要建立起一个具有中国特色的新兴的，健康的产业链，因此智能窗帘控制系统在我国具有广阔的发展。现有的智能窗帘的控制方式比较少，主要是固定式开关控制、光控、声控等，其中以前两种形式居多。从经济角度和实用程度来说，因为窗帘不像其他一些常用家电产品开关得那么频繁，每天开闭的次数不多，因此使用固定式开关控制方式较好，安装在固定的地方使用也很方便，如果开关设置在床头柜和其他电器综合控制系统中，可方便的睡在床上来控制窗帘的开关。使用触摸开关来实现全自动开关，既安全又节能，但最重要的缺点就是没有实现完全的自动化，没有脱离对人的依赖作用。本设计就是建立在基本摆脱人控制的基础上，实现窗帘的自动开闭。
2 基于单片机技术的智能窗帘控制器总体设计
2.1 总体结构设计
本设计的总体结构组成如图1所示。
图1 系统总体结构框图
由光敏电阻来检测外界的光照强度，光敏电阻输出的信号进入比较器输入端，经过比较器作出比较后输出到单片机中，经过单片机处理，来控制实现步进电机的运行与停止。温湿度传感器具有检测温湿度的功能，数据能够直观的显示在LCD显示屏上。单片机亦通过温湿度传感器传输过去的数据，控制窗帘的开关。LCD显示屏用来显示智能窗帘控制器工作时的各种状态信息。红外遥控器是主要的外部控制装置，用来控制单片机的各种参量设置。另外系统还添加了红外线防盗报警器，具有报警功能，在发现入侵者时会报警，提醒住户。
2.2 本设计需要实现的功能
本设计系统有2种模式：手动模式和自动模式
1.手动模式 ：按遥控器上的按键1切换到手动模式下，显示屏显示“#”。在需要关闭或打开窗帘的时候，只需要人工按一下遥控器上的按键2，如果窗帘当前是开的状态， 就会自动关闭， 如果当前是关的状态，就会自动打开。
2：自动模式：按遥控器上的按键1切换到自动模式下，显示屏显示“O”。环境亮度和温度控制窗帘的关闭和开启，通过环境亮度和温度值自动完成窗帘的开启或关闭操作。
夜晚：自动关窗。
白天：温度低于门限值时，天亮开窗。
温度高于门限值时，自动关窗，具有智能管理，不产生误动作。
本设计是基于单片机的智能窗帘控制器设计，是一个能够根据光线强弱，自动调节窗帘的开关，并具有检测室内温度、湿度等功能。亦可根据检测到的室内温湿度来控制窗帘的开关，另外还具有防盗报警功能和定时闹铃功能，能够有效的保证家居生活的安全，提高人们生活的质量。
本设计是基于单片机AT89S52的智能窗帘控制器。通过光敏电阻对单片机外部光线进行检测，根据光线的强弱来控制窗帘的开闭。本设计添加了温湿度传感器，可通过设置温湿度的阀值来控制窗帘的开闭。同时采用红外线遥控器来控制窗帘的开闭，另外还添加了防盗报警和定时闹铃的功能。单片机对采集到的信号予以分析判断，及时控制驱动步进电机来实现窗帘的开闭，并通过LCD液晶显示屏显示不同的工作状态。整个系统的电路结构简单，实用性强，应用远景广阔。设计的控制器测试结果表明，电机运行平稳，可靠性高，在长时间工作中没有出现问题，窗帘控制器的整体性能良好。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机,温湿度,防盗,闹铃,智能窗帘
目 录
1 绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2课题在国内外发展状况 1
1.3课题的研究工作 2
2 基于单片机技术的智能窗帘控制器总体设计 2
2.1 总体结构设计 2
2.2本设计需要实现的功能 3
3 基于单片机技术的智能窗帘控制器硬件设计 4
3.1 单片机的选型 4
3.2 温湿度检测模块电路 7
3.3 红外防盗报警电路 8
3.4 光信息采集模块电路 11
3.5 电机驱动电路 13
3.6 LCD液晶显示屏电路 13
3.7 定时闹铃电路 15
3.8 红外遥控器电路 17
4 基于单片机技术的智能窗帘控制器软件设计 20
结论 23
致谢 24
参考文献 25
附录 26
1 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
随着当代社会科学技术的发展，国内消费者生活水平的不断提高，人们的生活变得更加丰富多彩。由于生活水平的不断提高，人们越来越关注自身的生活质量，开始追求个性智能化，追求快捷高效化，和充满乐趣的生活方式。从前人们对居室环境的要求并不是很高，仅停留在简单的居住方面，随着技术进步和时代的变迁，人们对居住环境提出了新的更高的要求，而智能化及功能化已成为一个不可或缺的选择。将智能家居中提及到的各类子系统，使用先进的网络通讯技术、计算机技术和综合布线技术，有效地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒服、温馨、高效[1]。窗帘在家居生活中，对于每个家庭来说是不可缺少的，它的存在能够满足人们对一个更舒适生活环境的需求。而智能窗帘的特点是，它不需要手动开关，特别是在别墅、展览厅、大型会议室、高档写字楼和其他地方更加方便，只要遥控一按，窗帘就会自动开关。其也具有广泛的应用前景，于是智能窗帘应运而生[2]。
1.2 课题在国内外发展状况
智能窗帘作为智能家居其中的一个重要组成部分，在全球各个国家都被广泛的使用，因为它能够最大限度地满足人们对窗帘开关程度来调节室内光线强度和室内温度的各种需求。智能窗帘为了提高人们的生活质量，从技术手段出发，克服了传统窗帘本身存在的很多缺点，并为人们提供更方便、快捷、舒适安全的生活环境。现在市场里有很多不同类型的智能窗帘，这些窗帘都各自运用不同的技术手段来实现不同的功能[3]。在欧洲美洲等一些发达国家，电动窗帘已被广泛的使用。电动窗帘自从大约10年前进入中国后，并没有得到大力的宣传推广。随着这两年电控技术的提高，制作成本的降低，电动窗帘热才又卷土重来。据介绍，全国共有近200种电动窗帘取得国家专利，而其本身技术手段来说，还是相差无几，其售价却有很大差别，贵的要数千元，便宜的只要五六百块[4]。
国外的智能家居系统起步较早，大约起步于上世纪八十年代左右。第一幢智能建筑出现在1984年的美国康海迪格州，它使用一套完整的计算机系统对一幢老办公大楼进行改造，实现了对办公大楼的集中的监测和控制，包括内部的照明系统、电梯系统、空调等设备，而且还提供电子邮件、话音通信以及情报资料等方面的信息服务，也就从那时开始在全世界范围内开启了对智能家居系统研究的序幕[5]。
与国外相比较，如今我国的智能家居系统还处在初级的发展阶段。近几年来，伴随着国内媒体对智能家居系统的宣传力度的不断加大，有关公司的研究也进行了大规模的推进。使得智能家居行业在我国从无到有，市场也出现了一些产品，而这些产品在一定程度上还是满足要求的、可以使用的。当前开发商、集成商和装修公司都己经累积了许多经验，智能家居在国内的发展也已经全面开展。2008年，中国闪联标准正式成为全球3C协同领域的首个国际标准[6]，闪联己经完成了数字家庭标准的全面格局，该标准覆盖了 IT相关产业、家电及智能家居领域,为我国的智能家居的发展奠定了良好的基础。在同一时间，国内亦诞生了杰出的智能家居产品，例如海尔的U-home系统，以U-home系统为平台，采用有线与无线网络相结合的方法，把全部设备经过信息传感设备和网络连接，达成了 “家庭小网”、“社区中网”、“世界大网”的物物互联，并通过物联网实现了 3C产品、安防系统等智能化识别、管理以及数字媒体信息的共享[7]。
1.3 课题的研究工作
我们应当加快我国智能家居标准化进程，使其能够成为一个巨大的社会系统工程。在我国智能家居领域，智能窗帘系统需要建立起一个具有中国特色的新兴的，健康的产业链，因此智能窗帘控制系统在我国具有广阔的发展。现有的智能窗帘的控制方式比较少，主要是固定式开关控制、光控、声控等，其中以前两种形式居多。从经济角度和实用程度来说，因为窗帘不像其他一些常用家电产品开关得那么频繁，每天开闭的次数不多，因此使用固定式开关控制方式较好，安装在固定的地方使用也很方便，如果开关设置在床头柜和其他电器综合控制系统中，可方便的睡在床上来控制窗帘的开关。使用触摸开关来实现全自动开关，既安全又节能，但最重要的缺点就是没有实现完全的自动化，没有脱离对人的依赖作用。本设计就是建立在基本摆脱人控制的基础上，实现窗帘的自动开闭。
2 基于单片机技术的智能窗帘控制器总体设计
2.1 总体结构设计
本设计的总体结构组成如图1所示。
图1 系统总体结构框图
由光敏电阻来检测外界的光照强度，光敏电阻输出的信号进入比较器输入端，经过比较器作出比较后输出到单片机中，经过单片机处理，来控制实现步进电机的运行与停止。温湿度传感器具有检测温湿度的功能，数据能够直观的显示在LCD显示屏上。单片机亦通过温湿度传感器传输过去的数据，控制窗帘的开关。LCD显示屏用来显示智能窗帘控制器工作时的各种状态信息。红外遥控器是主要的外部控制装置，用来控制单片机的各种参量设置。另外系统还添加了红外线防盗报警器，具有报警功能，在发现入侵者时会报警，提醒住户。
2.2 本设计需要实现的功能
本设计系统有2种模式：手动模式和自动模式
1.手动模式 ：按遥控器上的按键1切换到手动模式下，显示屏显示“#”。在需要关闭或打开窗帘的时候，只需要人工按一下遥控器上的按键2，如果窗帘当前是开的状态， 就会自动关闭， 如果当前是关的状态，就会自动打开。
2：自动模式：按遥控器上的按键1切换到自动模式下，显示屏显示“O”。环境亮度和温度控制窗帘的关闭和开启，通过环境亮度和温度值自动完成窗帘的开启或关闭操作。
夜晚：自动关窗。
白天：温度低于门限值时，天亮开窗。
温度高于门限值时，自动关窗，具有智能管理，不产生误动作。
本设计是基于单片机的智能窗帘控制器设计，是一个能够根据光线强弱，自动调节窗帘的开关，并具有检测室内温度、湿度等功能。亦可根据检测到的室内温湿度来控制窗帘的开关，另外还具有防盗报警功能和定时闹铃功能，能够有效的保证家居生活的安全，提高人们生活的质量。
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