智能窗帘论文（共7篇）
智能窗帘论文 篇1
摘要：本设计以MP430低功耗单片机为核心, 通过光敏传感器感应阳光强度, 经处理后送至单片机I/O口, 进而控制电机的正反转, 根据外界光照强度, 白天自动打开, 夜晚自动关闭。
关键词：低功耗芯片,光敏传感器,智能窗帘
1 总体设计方案
核心处理芯片为MSP430G2211, 利用硅光电池2DU5将外界的光照度转换成电压信号, 并将该电压信号经过一级跟随器电路输入到G2211模拟比较器的正输入端, 并通过与负输入端的内部参考电压作比较, 使得比较模块寄存器的CAOUT端置“1”或清零来控制单片机的P1.2和P1.3口输出高低电平, 进而控制电机的正反转, 实现窗帘的打开与关闭。
2 硬件设计
2.1 最小系统板
采用TI公司出品的MSP430G2系列Launchpad, 搭载超低功耗型单片机MSP430G2211, 它有5种节电模式, 从待机模式唤醒仅需1us, 且具有一个强大的16位RISC CPU、16位寄存器和常数发生器, 高效率的代码和低功耗的特性满足了家居系统的要求。
2.2 电源电路
3.3V和5V电源电路主要是给所用芯片供电使能以及逻辑电平的选择。本方案用LM2940将12V降为5V, 用GM1117将5V降为3.3V, 为单片机I/O口的按键检测提供高电平 (其实也可以直接用单片的电源给按键供电) 。由于电机和运放 (27L2) 的供电电压均选择为12V, 所以将交流电通过适配器直接转换成了12V, 而电机驱动芯片 (L298n) 的逻辑供电电压Vss (9脚) 最大值为7V, 典型值为5V, 而且使能高电平Ven (11脚) 的取值大于2.3V小于Vss, 故选择5V给9脚和11脚供电。
2.3 传感器选择
本设计选用硅光电池2DU5, 它有两个优点: (1) 在可见光范围内, 该器件的输出电流与外界光照强度有良好的线性关系, 这样我们就可以方便地通过一个运放将其转换成电压信号; (2) 具有良好的灵敏度, 即使光照强度仅有微弱的改变, 运放的输出电压也能随之改变。
实际上, 只要是硅光电池就可以, 不同型号的硅光电池只是输出电流 (一般为微安级或毫安级) 的大小不同, 当然必须保证所选的型号能感应你要控制的窗帘所处环境的光 (例如, 可见光) 。因为该方案采用的是硬件校准的方法, 即通过调节运放反馈电阻的大小来调节输入单片机模拟器正端的电压值, 所以如果你所选的硅光电池输出电流比较小, 可将反馈电阻调大, 从而提高输出电压值, 反之亦然。
2.4 光电转换电路
光电转换电路主要由27L2芯片组成, 将光信号转换为电压信号经过跟随器接到单片机的P1.1口。这里需要注意的是, 实际上, 电路中的RP2, R6和RP1, R5只需任选一路即可, 之所以这样设计是为了在画板子时多一路备用。6和7脚相连构成一个电压跟随器, 它的作用是将光电转换电路与单片机隔离开来。最终的输出电压大小等于硅光电池产生的电流与所选一路电阻的乘积。
2.5 电机驱动电路
本设计采用的是L298n芯片对电机进行驱动, 包含了两个H桥电路, 10和12脚连接单片机的I/O口, 13和14脚连接电机的两端, 4脚连接电源。该芯片的最大输入电压为46V, 本设计采用的是12V。8脚接地, 11脚充当第二个H桥工作的使能端, 高电平 (2.3V到Vss, 本设计选取Vss为5V) 有效。
2.6 硬件安装调试注意事项及方法
(1) R6, RP2和R5, RP1只需焊一组即可, 本方案焊的是R6, RP2。
(2) 焊接时一定要注意硅光电池2DU5的正负, 接反的话27L2的6脚是没有电压值的。
(3) 在将单片机和硬件电路连接在一起之前, 一定要进行硬件校准, 即通过调电位器的大小来改变27L2的6脚的值, 将电路置于你作为参考光照度的环境下, 调节RP2让6脚的值为0.9V (这跟你的程序有关, 因为我是将27L2的6脚的值作为单片机模拟比较器的正输入端, 负输入端为单片机内部参考0.25Vcc) , 一定要注意单片机模拟比较器的输入端最大输入电压为2.6V。
(4) 在将单片机和自己画的硬件电路连接之前, 先给硬件加上电源, 测一下和单片机I/O口相连的端子的电压, 看其是否正常, 因为硬件的错误连接 (比如短路) 可能导致跟单片机连接的端子的电压异常, 超过单片机的最大电压范围 (3.6V) , 可能烧坏单片机。
3 软件设计
本设计的程序采用的是“状态机”的思想, 它分为四个状态:电机正转状态, 电机反转状态, 窗帘打开状态, 窗帘关闭状态 (程序的默认状态) 。如果光照强度高于参考值, 同时窗帘处于关闭状态, 电机正转, 从而打开窗帘;如果光照强度高于参考值, 但是窗帘已经处于打开状态, 则电机不转。如果光照强度低于参考值, 同时窗帘处于打开状态, 电机反转, 从而关闭窗帘;如果光照强度低于参考值, 但是窗帘已经处于关闭状态, 则电机不转。
4 总结
本设计以低功耗处理器为核心, 用光敏传感器感应光照强度, 实现了窗帘的自动打开和关闭, 检测快速准确, 实时性能良好, 工作可靠且功耗低, 满足了智能家居的要求。
智能窗帘论文 篇2
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假如生活是场演出，那么好的窗帘应该：清晨拉开它时，带给你走上舞台的好心情，夜晚关上它时，留出任你遐思的个人空间。总有些感觉不愿与别人分享，在窗帘柔软边缘和流苏间流动的，不只是家的温馨，还有我们的祝福。
智能遥控窗帘系统设计 篇3
智能窗帘系统设计的驱动力由继电器控制电机的转动来实现, 装置的芯片是一块单片机。自动模式:是光线检测线路检测出当前环境下的光线强弱, 然后将数据传输到单片机上, 单片机根据程序设定的光线强度数值范围操作信号传输给继电器, 控制继电器的转动从而实现窗帘的开关, 当窗帘开的程度到了一定值时会触碰到控制窗帘打开程度的开关, 这个时候会产生一个信号传输到单片机上, 单片机就是控制继电器的状态, 从而控制电机的转动。遥控模式:当使用者按下切换模式的按键系统就会将智能模式切换到手动模式, 智能模式指示灯也会熄灭。
二、系统设计思路
该系统分为以下几个模块:红外模块主要功能是红外线的控制和接收。单片机模块就是主控模块也就是这个系统的大脑部分。按键模块负责手动操作。当遥控器失去工作能力时可以使用装置上自带的按键进行操作。电机模块就是控制窗帘的开关。限位模块是限制窗帘的开闭的最大程度的装置。
三、系统模块设计
1、电源供电模块。
自锁开关的主要目的就是为了给整个系统供电, 装置的链接也比较的简单, 一脚连上电源接口, 一脚连上VCC就可以了。电源接口就是接受外部电源的接口。插上电源接口之后, 当自锁开关按第一次时整个装置通电并工作, 再按下一次装置断电并停止工作。
2、复位电路。
单片机能正常工作的条件之一就是电路中有复位电路的存在, 只有当复位电路存在的时候才能让单片机正常的工作, 复位电路的目的就是使电路恢复到以前的原始状态使系统能反复的正常工作。
3、光线检测电路。
光线检测线路是为了实现智能模式而特定设置的电路, 运用光敏电阻检测环境中光强的数值来控制电路中的电阻值, 当电阻值大于三极管的截止或者开启电压的时候会产生不同的信号传送给单片机, 单片机会根据信号的不同来控制继电器的状态, 从而控制电机的正转和反转就能控制窗帘的打开和闭合
4、电机控制模块。
电机控制系统用两个PNP三极管来控制继电器的吸和状态来控制电机的正转和反正。从而带动窗帘的闭合。两个电机采用的是5V的继电器。
5、电机转动指示灯模块。
这三个指示灯的颜色分别为红、黄、蓝。当红色的灯亮起时系统处在智能模式下。红灯熄灭时系统处在手动模式下。蓝灯和黄灯分别是显示窗帘开、关的指示灯。每个指示灯所用的电阻的阻值不同, 是要控制指示灯的显示亮度。
6、无线接收装置。
在这个设计中我选择的无线接收装置是1838T。它是一款低价位产品, 性能稳定、性价比极高的红外接收头, 广泛的应用于音响、电视、录影机、碟机、机顶盒等产品中, 冷气、暖气和电风扇中。
7、无线发射装置。
红外遥控发射芯片采用PPM编码方式, 当发射器按键按下后, 将发射一组108ms的编码脉冲。遥控编码脉冲由前导码、8位用户码、8位用户码的反码、8位操作码以及8位操作码的反码组成。
四、程序设计
打开电源后系统自动判断是否处在智能模式, 处在自能模式时就判断光线的明暗程度, 当是亮时打开窗帘, 然后判断限位开关是否闭合是就停止动作完成程序操作光敏检车到光线强度是另一种情况是系统就走入关闭窗帘的过程, 但是操作上都是和打开窗帘的步骤是一样的。当系统判断出装置不是智能模式时就会继续判断是否接收到遥控器的信号。接收到信号之后做出判断控制各个器件的运行。系统接收到打开窗帘的信号时窗帘打开, 触碰到行程开关就停止。当接收到闭合信号时系统工作过程和打开信号时的工程过程相同。
摘要：智能家居的出现不仅改变了人们的生活方式, 还提高了生活质量, 智能家居系统有三方面的功能:第一是通信、第二是自动化、第三是安全防范。但是传统窗帘都是靠人为去拉开和关闭很麻烦。对于某些高大窗帘的打开和闭合如果用手拉就会很费劲, 而且容易受损维修起来也非常的昂贵, 而现代的智能遥控窗帘就能很好地解决上述问题。
关键词：单片机,红外遥控,继电器
参考文献
[1]余永权.单片机在控制系统中的应用[M].北京:电子工业出版社, 2003.
[2]李建华.使用遥控器原理与制作[M].北京:清华大学出版社, 2002.
[3]梁超, 谢皓.红外遥控系统设计及应用[J].科技广, 2006.4 (2) :124~125.
[4]聂诗良, 李磊民.采用单片机机发送并接收红外遥控信号的方法[J], 2004.28 (2) 21~23.
窗帘协议书，定做安装窗帘合同 篇4
甲方(采购方)：乙方(供货方)：
甲方因需要购置一批成品窗帘，根据《合同法》及有关法律法规，经双方友好协商，签订本合同，具体条款如下：第一、工程慨况：1、工程慨况：甲方因需要购置一批成品窗帘，由乙方负责供货并安装。
2、承包方式：乙方包工包料，不得转包、分包。
3承包内容：详见附表(窗位及成品清单)。
4、工期： ，从乙方收到甲方预付款次日起算。
第二、工程造价及付款方式1、工程总造价为： 2、本合同签订时，甲方需预付工程总造价的 %即人民币 元，乙方收到甲方预付款后才下单生产。
3、工程总造价的 %的余款，甲方需在工程验收完毕后3天内一次性付清给乙方。
第三、工程质量要求1、款式、布料以供货方提供并已经由甲方确认的样版为准;2、根据纺织品相关标准，不同批次的货品与样板存在少量色差，属于正常现象，甲方不得以此拒收或要求折扣;3、如果因乙方窗户测量问题导致窗帘无法安装由乙方负责进行整改，直到验收合格;4、如因窗帘质量及安装原因导致的返修，乙方无条件立即给予维修。
如因甲方人为损坏情况下，甲方需自行购买其损坏配件。
第四、违约责任1、因一方原因，造成合同无法继续履行时，该方应及时通知另一方，办理合同终止手续，并由责任方赔偿对方因合同终止导致的经济损失;2、由于乙方原因，安装质量达不到双方约定的质量标准，乙方负责修理，甲方不因此而增加或减少结算款。
3、由于乙方原因致使合同工期延误，每延误一天向甲方支付本合同总价0.1%的处罚金，但不可抗因素引起的工期延误除外。
4、因甲方的窗户、墙体有问题或其他原因，致使合同工期延误的责任应由甲方承担。
第五、本合同一式两份，甲、乙双方各执一份，具同等法律效力。
本合同的附件与本合同具有同等法律效力。
甲方(盖章)： 乙方(盖章)：
代表(签字)： 代表(签字)：
智能窗帘论文 篇5
而云技术, 作为现代新兴的计算机技术, 恰恰可以与智能家居相结合, 它能够通过网络后台中断节点来解析程序以及运算数据, 达到设备与用户交互, 设备与环境自动协调的目的。
1 系统硬件的设计
系统的硬件CPU方面, 主要采用两款处理器, 基于RT5350的Linux中央模块, 以及STM32F051处理器, Wifi模块用于跟PC端的无线连接, 以及数据交互, STM32用于对家居设备的控制。而我们将Web服务器放在了U盘中, 由Linux中央模块来挂载, 即可实现云技术的使用。智能窗帘内部, 有220V转24V, 电压供直流电机使用, STM32控制引脚与智能窗帘内部继电器相连, 电机带动窗帘转轴, 最终达到自动控制窗帘开合的目的。
系统硬件设计框图如图1所示。
1.1 Linux中央模块搭建。
Linux中央模块实际上是一个Wifi模块再加上外层硬件的封装, 以适合开发板上的引脚匹配搭建。ZRC53AV1是一款通用2.4G Wi-Fi模块, 配合两个有线网口, 一个USB口, 若干GPIO, 内置板载天线, 它可以适用于很多场合。比如有线转无线, 3G转Wi-Fi, 硬AP, 便携式路由器, 无线音箱等等。
Linux中央模块的原理图如图2所示。
而本项目还需要实现云端服务这一重要功能, 因此修改了Wifi模块的内核程序, 可以通过外接U盘的方式挂载Linux系统, 这个Linux系统中写有云端服务的相关程序。
Linux有着优秀的网络性能, 因此, Linux系统非常适合于小型网络通信嵌入式系统的应用, 由于源码的开源, 可以让我们根据自己项目的需要来裁剪系统, 本项目就是使用Linux来搭建一个Web服务器。
1.2 STM32处理器电路设计。
STM32处理器是ST (意法半导体) 公司基于ARM的Cortex-M3内核开发的一系列新型单片机。本设计系统是采用STM32F051芯片, 该芯片也具有中断延时小, 调试容易的特性。
STM32处理器的硬件资源决定了它特别适合于微型嵌入式操作系统。
本次设计主要使用的是STM32F051上的PB10, PB11管脚, 这两个管脚可以产生PWM波来控制电机的转速。原理图如图3。
这两个引脚外接继电器的电路。
1.3 Web服务器载体。
由于Linux中央模块内部内存有限, 且产商不提供内部源码, 因此我们将自己制作的Web服务器放在U盘中, 然后由Linux中央模块在上电启动时自动挂载。由于Wifi模块中采用的是Linux系统, 而Linux系统将所有设备都当做文件, 因此它会将这个挂载的U盘也看作文件, 我们的设想是正确可行的。Web服务器实际上也是一个小型的Linux系统, 只不过这个系统更加侧重于数据的保存以及处理。
1.4 继电器电路。
我们采用24V, 5A, 8脚规格的继电器, 继电器十分适用于自动控制的场合, 它主要是可以用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”, 由于单片机引脚的电流只有几毫安, 为了能够达到驱动电机的条件, 我们设计了继电器电路, 同时, 它也能够提供窗帘电机所需的24V电压。
1.5 窗帘机械部分。
窗帘电机部分, 我们选择奕捷公司生产的窗帘电机, 因为这款电机的内部有适合控制的端口, 并且电机属于直流电机类型, 控制操作简单, 与我们设计的开发平台能够匹配, 同时我们也选择了配套该电机的窗帘导轨。这样一来, 我们的开发平台, 再稍微DIY一下电机的控制板, 整套系统的硬件部分就搭建完毕了。
2 系统软件的设计
嵌入式Web服务器是整个系统的核心, PC端与开发平台无线连接, 然后登陆上Web服务器的前台, 与Web后台进行数据交互, Web后台接收数据, 进行数据处理, 再将指令解析, 发送命令给STM32处理器, STM32处理器根据不同命令做出不同操作, 从而控制智能窗帘的动作。系统软件的控制流程如图4所示。
2.1 中央模块内部软件程序。
Wifi模块的厂家并不提供源代码, 无法对其软件内部进行修改, 因此我们主要利用Wifi模块来进行无线连接以及挂载U盘, 我们通过厂家提供的设置方法, 将它的模式设置为AP模式, 同时自动检测有无挂载文件。
2.2 STM32内部软件程序。
在本项目中, STM32处理器主要作用是接收Linux中央模块的指令, 然后执行指令对应的操作, STM32的软件开发环境是ARM for Keil, 内部程序是由C语言编写的。
我们为了能让STM32处理器及时接收到Linux中央模块发送过来的指令, 我们使用了STM32自带的中断方式, 有指令过来就产生中断, 产生中断就会触发中断函数, 然后在中断函数里编写我们对应的操作IO口方式。
2.3 Web服务器程序。
具体的软件编程在我们挂载到Wifi模块上的U盘中, 在U盘中是一个我们经过裁剪的Linux系统, 里面包含了基础Linux应用以及网络方面的功能。
Web前端主要涉及HTML和CSS, 利用Java Script语言, 最主要的是用来与控制平台进行交互的按键图形, 点击这些按键, 触发点击事件, 设计不同的指令, 通过程序的调用编写, 将指令通过Wifi发送给Web服务器, Web中有Lua脚本语言编写而成的处理函数, 以及一些能被使用的API。
在Web后台服务器中, 主要设计了一个小型的Web服务端, 所有接收到的指令, 检测到的数据, 都在Web服务端中进行信息的处理, 同时我们设计了对处理后指令再向单片机发送的程序。
3 结论
利用Linux中央模块以及STM32处理器为核心组建了一个家庭的云端平台, 用户通过与平台的无线连接, 登录到Web前端网页, 通过Web网页来控制家电设备, 实际上, 还能够增加其他传感器来提升这套系统的性能, 实现对家居环境的监测以及自动控制。随着人们生活水平的提高以及数字技术的发展, 实现对家居设备的终端控制, 势必会成为一个发展潮流, 值得我们现在去研究与探讨。
参考文献
[1]韦东山.嵌入式Linux应用开发完全手册[M].北京:人民邮电出版社, 2008, 384-492.
[2]邱凌.浅谈智能家居[J].四川建材, 2008, 5:172-173.
[3]李宗.智能家居中灯光控制系统的研究[D].上海:上海交通大学.2008.
[4]DANIEL P.BOVET&MARCO CESATI.深入理解LINUX内核[M].北京:中国电力出版社, 2009, 557-591.
智能窗帘论文 篇6
随着现代社会的高速发展, 室内设计智能化程度越来越高。现智能窗帘控制系统在家居、大型会议室等领域得到了广泛使用, 最大限度满足人们对窗帘开度的各种要求, 克服了传统窗帘的许多缺点, 为人们提供了更快捷、舒适的生活环境。系统利用单片机实现了以光和温湿度信号的窗帘轨的自动化工作, 并引入蓝牙无线通信技术使窗帘和窗户随室外光线和室内温湿度的检查实现自动化开关调节。
1 系统要求
自动状态下, 实现窗帘随光照强度自动调节开/关的功能;对环境温湿度的检测, 可根据用户设置环境参数实现自动开/关窗帘和窗户。利用无线蓝牙模块可对窗帘和窗户的运行实现遥控功能。在手动模式下, 通过按键控制达到窗帘、窗户的开/关和停止。系统可实现手/自动方式的灵活转换。
2 硬件系统设计
2.1 系统组成
系统选用STC12C5A60S2作为主控芯片, 用以完成对系统执行机构的控制、信息处理和液晶显示。单片机控制直流减速电机实现窗帘、窗户的控制。光照强度、温湿度信号均通过无线蓝牙模块传输至单片机, 经处理后实现电机对窗户、窗帘的自动控制。
2.2 控制系统的电路设计
根据设计方案和要求, 可将电路分为5部分, 分别为无线蓝牙遥控, 传感器数据采集, 电机驱动控制, 单片机主控和电源部分。
2.2.1 无线蓝牙遥控
无线蓝牙通信采用HC-06蓝牙模块, 主机模块和从机模块之间互相通信。该蓝牙模块指令丰富, 通信稳定性较高, 可应用到智能窗帘的无线遥控上。配对以后当全双工串口使用, 无需任何蓝牙协议, 支持8位数据位、1位停止位、无奇偶校验的通信格式。相比传统2.4GHz无线通信更先进, 密码配对稳定可靠, 系统操作形式更加多样化。
2.2.2 传感器数据采集
(1) BH1750FVI光电传感器
采集光照强度参数运用了GY-30集成光照模块, 主要传感器芯片是BH1750FVI, 利用它的高分辨率可探测较大范围的光强度变化。接近人眼视觉灵敏的光谱灵敏度特性, 输出对应光照度的数值较宽;通过50Hz/60Hz的除光噪音功能实现稳定的测量。光源依赖性弱 (太阳光、白炽灯, 荧光灯, 卤素灯, 白光LED) , 可根据光学窗口调整测量结果, 受红外线影响很小。
为输入稳定的电压, IIC总线时钟线和数据线直接分别接入单片机的I/O引脚P2^4和P2^5;而地址线选择接电源地。
(2) DHT11温湿度传感器
温度和湿度参数的采集采用传感器DHT11, 采用单总线协议的单线制串行接口, 具有相对温度和湿度测量, 全部校准及数字输出, 有超长的信号传输距离等优点。
传感器集成电阻式感湿元件和DHT11测温元件, 能与高性能8位单片机相连接。DHT11传感器校准系数以程序的形式储存在OTP内存中, 在传感器内部检测信号处理时调用。DATA引脚直接连接单片机I/O引脚, 单片机对它进行控制。
2.2.3 电机的选择与控制
(1) 电机的计算选择
系统中, 电机是最主要的动力。可拆装遥控电动滑轮系统中, 在选择电机时需要考虑成本与其所能带动的负载。转矩是电机所能带动负载的指标, 通过计算转矩可有效选择电动滑轮所需的电机。
扭矩公式:
T是扭矩, 单位N·m
P是输出功率, 单位k W
n是电机转速, 单位r/min
根据转矩 (T) =扭力 (F) *作用半径 (R) , 即:T=F*R可以推出
扭力扭力F的单位为N
在自动窗户窗帘选择好的情况下, 通过计算来选择电机类型。目前, 在电动窗帘机的应用上使用最多的是步进电机和直流电机。直流减速电机可精确控制, 又能弥补步进电机无电状态下不能转动的缺陷。结合大多数窗帘的使用, 系统选用JGB37-520减速电机, 转矩可达8kg·cm。
(2) 电机的控制
L298N是恒压恒流式2A驱动芯片, 内部含有4通道逻辑驱动电路, 适合驱动本设计采用的直流减速电机。L298N可接受标准TTL逻辑电平信号Vss (4.5-7V电压) , 单片可驱动2台电动机, 电机驱动电源电压DC 5-35V。系统通过单片机对驱动芯片5, 7, 10, 12脚输入控制电平来控制电机的转动;En A, En B接控制使能端, 控制电机的停转。
利用PWM调制方式可进行电机调速。控制窗帘开合的过程中同时检测光电开关的状态, 以确定当前窗帘/窗户的状态。
2.2.4 单片机主控
STC12C5A60S2系列单片机是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机, 内部集成MAX810专用复位电路, 2路PWM, 8路高速10位A/D转换 (250K/S) , 针对电机控制, 强干扰场合。
单片机及其最小系统组成 (包括I/O口, 定时器/计时器, 复位电路, 晶振等部分) 作为系统的主控部分。采用C语言编程, 主要完成对当前模式的判断, 无线蓝牙数据的编译, 光强信息和温湿度信息的编译采集, 处理后的数据用于驱动电机工作。
2.2.5 电源部分
STC12C5A60S2单片机正常工作的电压范围是4.0-5.5V, 采用集成稳压器LM1117-5.0输出5V直流电压供单片机工作。直流减速电机采用单独供电模式, 将220V的交流电压经变压器整流为7.2V的直流电压供电机使用。
3 系统软件设计
系统编程采用C语言的模块化设计思想, 降低软件设计复杂性。在程序中定义头文字和子程序, 在主程序调用子程序的方法实现系统的信息采集、处理和电机的转动。
4 结论
通过系统软件程序与控制电路的协调组成蓝牙光控窗帘系统, 实现了光照强度和温湿度对窗帘的自动调控。软件模块化编程提高了系统的开发效率, 便于后期开发。实验测试表明, 该电动窗帘控制系统性能稳定, 成本低, 易于扩展。应用蓝牙技术, 使得系统应用更智能, 方便使用手机等带蓝牙设备对系统进行操作。
参考文献
[1]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社, 1996.
智能窗帘论文 篇7
自动控制技术是21世纪影响最大、发展最快的技术之一, 也是现代社会最重要的高新技术之一。在现代社会中, 自动控制技术广泛应用于生产、军事、管理、生活、商业等各个领域中, 极大的提高了社会生产力, 解放了人们的双手, 提升了人们的生活品质。随着计算机技术、自动化控制技术等各种高新技术的应用和发展, 致使现代化自动控制水平越来越高, 作用越来越重要, 并且自动控制技术在智能家居方面有着非常广泛的应用前景。应用自动控制技术, 将使家居环境更加智能化, 人性化[1]。针对家居环境采光及避光问题, 本设计制作的自动窗帘控制系统将取代手动控制, 使之更加科学化、人性化[2]。本文阐述了一个设计制作完整的自动窗帘控制系统所需要做的理论分析, 以及各环节功能的实现过程。
二、系统总体功能
自动窗帘控制系统核心是采用单片机STC89C52控制, 其次采用光照传感器[3], 红外遥控模块, 温度检测电路, 时钟信号模块, 液晶显示, 红外检测, 防盗报警电路等模块搭建主要框架[4]。
整个系统在各模块的配合下既可实现自动控制, 也可手动控制。该设计在软件方面, 以C语言驱动各模块工作, 实现了各模块的协调工作, 硬件方面采用PROTUES软件进行仿真。
系统通过对室内光照强度和时间实时监测, 来控制窗帘的自动开启和关闭[5], 窗帘开启或关闭的光照阀值用户可以手动设置, 并在液晶显示屏上显示当前室内环境的温湿度、时间等数据, 当实际的温湿度超过或低于设定温湿度后, 通过窗帘的开闭, 使室内的光线和温度达到一个较为理想的条件。为了更加人性化, 本设计还可根据用户的意愿, 通过红外线的发送和接收实现对窗帘开闭的远程遥控。
三、硬件结构设计框架
该自动窗帘系统结构如图1所示, 硬件电路主要由光照检测模块, 红外控制电路, 温度检测电路, 液晶显示电路, 实时时钟信号模块, 减速电机驱动电路构成[6]。通过本系统可以实现通过光照强度以及时钟控制实现窗帘开关自动控制, 同时实现红外遥控的手动控制。
四、硬件部分
4.1电源模块
两节可充电锂电池18650串联 (电压7.0V~8.2V) , 给L298N电机驱动模块供电, L298N模块上有一个7805稳压电路可对外输出5V电压, 以此给主控芯片供电。
将两节电池串联后的电压输入到LM2596可调降压模块, 将LM2596降压模块的输出模块调到5.2V给其余电路模块供电。
4.2数据采集电路
本系统的数据采集部分主要由红外接收头、BH1750FVI光照强度传感器、DS1302实时时钟、DS18B20温度传感器、红外传感器构成。并且红外接收头直接连接单片机外部中断P3.2, 使系统能够及时、准确的接收到外部遥控器控制信号。光照强度传感器BH1750FVI的SDA和SCL引脚分别接主控器的模拟IIC协议接口, 根据协议IIC接口使单片机能读取光强传感器的光强数据。
4.3数据显示电路
为了使本系统更加人性化, 让用户获得更好的用户体验, 方便用户及时了解室内环境指数, 采用12864液晶显示屏, 结合外部电路框架, 实现室内实时时钟、温度和光照强度的显示。
4.4动力传动
该模块由驱动电路、减速电机和同步带构成。为了实现运行稳定、噪声小的目的, 本系统采用金属直流减速电机, 电机转动带动同步带, 同步带带动窗帘滑动。
4.5软件设计
软件设计主要是模块化编写的, 包括:光照强度子程序、DS1302子程序、12864液晶显示模块子程序、红外遥控子程序、DS18B20子程序。BH1750FVI光照强度传感器模块与单片机是IIC通信, 因为STC89C52单片机没有硬件IIC所以利用I/O口模拟IIC进行通信, 为了使防盗功能快速反应, 将作为防盗传感器的红外传感器5接到中断上, 因为红外遥控解码的特殊性, 将红外接收头接到中断0上利用定时器0进行解码, 为了节省I/O口, 将12864与单片机的通信方式改为IIC。程序控制流程图如图2所示。
五、系统测试
本窗帘在硬件安装检测无误后, 在系统功能测试中, 不同的时间下, 通过控制光源至传感器的距离不同, 模拟不同环境下的光强改变。运行结果表明, 在设定的时间范围内, 当光强达到用户设定的阀值, 窗帘会根据光强作出相应的反应, 以保持室内环境的稳定。同时, LCD液晶显示屏即时更新, 显示出当前状态下的时间、室温、光强等信息;并且可根据用户意愿自主对窗帘的开闭进行控制。但在设定的时间范围外, 通过外部环境的条件改变不能控制窗帘的开闭, 但通过红外按键设置依然可以控制窗帘。实验证明, 本系统运行稳定, 灵敏度高, 可拓展性强。
六、结语
以STC89C52单片机为主控芯片, 包含光照强度、温度、实时时钟、红外遥控、电机驱动及LCD显示的智能窗帘系统具有控制简便、易操作、维护简易等特点, 适用于家居、教室、办公室、会议室等各种场合, 具有广阔的市场前景。
参考文献
[1]肖建章, 自动控制技术, 北京:中国劳动社会保障出版社, 2004年4月出版
[2]郭天祥, 51单片机C语言教程, 电子工业出版社, 2009年6月出版
[3]徐建仁主编, 智能现代, 长沙:国防科技大学出版社, 1990年2月出版
[4]王金矿编著, 单片机高级教程应用, 广州:中山大学出版社, 2000年6月出版
[5]王化详, 张淑英, 传感器原理, 天津:天津大学出版社, 2008年6月出版