电子信息专业 基于单片机的智能窗帘的设计
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基于单片机的智能窗帘系统设计智能窗帘系统是一种基于单片机技术的窗帘控制系统,通过智能化的方式实现对窗帘的自动控制和远程控制。
本文将分析智能窗帘系统的设计原理及其功能,并基于单片机实现。
智能窗帘系统的设计原理:该系统主要通过感应器、单片机、驱动器和电机组成。
感应器可以感知到光线、温度、湿度等外部环境信息,单片机作为系统的控制中心,根据感应器的反馈信号,判断窗帘的状态,并做出相应的控制动作;驱动器将单片机的控制信号转换为电机控制信号,最后由电机实现窗帘的开启和关闭。
智能窗帘系统的功能设计:该系统具备以下功能:1. 自动控制:根据感应器感知到的环境信息,如光线强度超过一定阈值,则自动关闭窗帘,避免室内过度曝光;反之,当光照不足时,自动开启窗帘,增加室内光线亮度。
2. 远程控制:系统还可以通过手机App或者电脑远程控制窗帘的开关状态。
用户可以随时随地通过网络连接,实现对窗帘的遥控操作。
3. 定时控制:可以根据用户设置的定时任务,自动开启或关闭窗帘。
早上起床时自动开启窗帘,晚上睡觉时自动关闭窗帘。
4. 温度和湿度控制:系统可以通过感知器感知到室内温度和湿度,并根据设定的阈值自动控制窗帘的开合,帮助维持室内的舒适环境。
2. 软件编程:根据系统设计要求,编写单片机的控制程序。
程序需要实现感应器的数据采集、状态判断和控制信号输出。
可以使用C语言或汇编语言进行编程。
3. 测试调试:将硬件和软件进行整合,进行系统的测试和调试。
首先测试感应器的采集功能,确保能够正常感知到环境信息;然后验证单片机的控制逻辑,确保能对窗帘进行正确的开合控制;最后测试远程控制功能,确保可以通过网络连接对窗帘进行遥控操作。
4. 系统优化:根据实际使用情况,对系统进行优化和改进。
可以根据用户反馈对软件进行改进,提升系统的稳定性和用户体验。
基于单片机的智能窗帘系统可以实现自动控制、远程控制、定时控制和温湿度控制等功能。
通过硬件设计和软件编程,可以实现窗帘的智能化管理,提升室内的舒适度和使用便利性。
基于单片机控制的智能窗帘电机设计第一章:引言1.1 研究背景随着智能家居的快速发展,智能窗帘作为其中的重要组成部分,逐渐受到人们的关注。
传统的手动窗帘操作不仅麻烦,而且不够智能化。
因此,基于单片机控制的智能窗帘电机的设计成为了当前研究的热点之一。
1.2 研究目的本文旨在设计一种基于单片机控制的智能窗帘电机系统,实现窗帘的自动控制,提高使用者的生活品质和舒适度。
第二章:系统设计2.1 系统架构基于单片机控制的智能窗帘电机系统主要由电机模块、单片机模块、光敏模块和通信模块组成。
其中,电机模块用于控制窗帘的开闭,单片机模块用于控制和监测窗帘的状态,光敏模块用于感知环境光强度,通信模块用于实现与其他智能设备的互联。
2.2 单片机选择在设计中,选择一款适合智能窗帘电机控制的单片机是非常重要的。
根据需求分析,我们选择了市场上常用的51系列单片机,具有较好的性能和稳定性。
2.3 电机模块设计电机模块是智能窗帘电机系统的核心部分,主要负责窗帘的开闭动作。
为了实现窗帘的平稳运行,我们选用了步进电机作为驱动电机,并设计了相应的电路,实现电机的正反转和速度控制。
2.4 光敏模块设计光敏模块用于感知环境的光强度,从而实现智能控制。
我们采用了光敏电阻作为感光元件,通过测量光敏电阻的阻值变化来获取环境光强度的信息。
2.5 通信模块设计为了实现智能窗帘电机系统与其他智能设备的互联,我们选择了无线通信模块。
通过与其他智能设备的无线连接,可以实现远程操控窗帘的功能。
第三章:系统实现3.1 硬件设计根据系统设计的要求,我们进行了硬件电路的设计和搭建。
通过连接各个模块,并按照规定的接口进行连接,实现了智能窗帘电机系统的硬件搭建。
3.2 软件设计在单片机模块中,我们设计了相应的软件程序,用于控制和监测窗帘的状态。
通过编写相应的代码,并进行调试,实现了智能窗帘电机系统的软件设计。
第四章:系统测试与分析4.1 功能测试为了验证智能窗帘电机系统的功能,我们进行了相应的测试。
基于单片机的自动窗帘控制系统设计报告一、研究意义21世纪是信息化的时代,知识与科技成为时代的潮流,在它们的推动下,智能化也因此得到了很大的发展,其作用在社会生活中日益得到彰显。
智能控制系统主要利用计算机技术、网络通信技术、综合布线技术等现代化技术的有机结合而发挥作用。
在通信技术、计算机技术、网络技术、智能控制技术的迅猛发展潮流下,家庭生活实现了现代化与智能化,居家环境也变得更加舒适与安全。
智能化控制的工作原理自然离不开运算和控制单元,而该系统采用的主控器件正是运算与控制单元的集合体。
系统的整体主要由硬件和软件两部分组成。
硬件部分由单片机扩展的外围电路以及各种实现单片机系统控制功能的接口电路组成;软件部分主要由单片机系统实现其特定控制功能的各种程序组成。
本设计中介绍了自动窗帘控制系统的硬件构成以及软件设计过程,以尽最大可能满足不同人对窗帘开闭的不同需求。
同时,系统在针对人们一般需求的设计开发外,还提出多种解决方案,在考虑到经济性和简便性的前提下,可以供日后对控制系统的功能进行扩展。
二、设计要求该设计通过分析电动窗帘的现状和人们对自动窗帘控制系统的功能的需求,从而对自动窗帘控制器进行总体的设计。
系统的总体设计采用以步进电机作为单片机控制元件,执行窗帘开闭的主要任务;以光敏电阻作为检测元件,以提供单片机外界光照的变化;STC89C52单片机作为主控制芯片,控制着整个系统的运行,此外,辅助以键盘和显示电路,在各个电路模块的配合下最终实现了自动窗帘控制系统的智能化要求。
该系统具有一般的窗帘控制系统的最基本的功能,即通过电动按钮来开闭窗帘,在此基本功能的前提下,本设计根据需求还设计了可以根据光照强度和设定时间自动开闭窗帘的功能,在选取设计方案和采用元器件方面,该系统本着简单实用经济的思想,尽量简化电路设计,用最简单的电路布线和选用最经济实用的器件来达到设计要求。
自动窗帘控制系统具有以下几个基本功能:1)手动控制:该功能是根据用户的需求通过按键进行窗帘的开关,此功能可以使窗帘的开闭处于任何一种状态;2)光照自动控制:系统可以根据用户设定的光照强度值通过感光器采集光照自动开光窗帘;3)时间控制:此功能是根据用户设定的时间一次性开关窗帘,并显示当前温度。
基于32单片机的智能窗帘毕业设计智能家居在当今社会中越来越受欢迎,其中智能窗帘也是一个热门的应用场景。
在我进行的这个毕业设计中,我利用了32单片机来开发一种智能窗帘系统。
下面我将详细介绍这个项目的设计和实现。
设计思路本系统的设计思路是通过使用32单片机来控制窗帘的上下运动,借助DC电机来实现窗帘的开合功能。
同时,我们还通过添加人体红外传感器和光强传感器,来实现系统的智能化。
其中,人体红外传感器可以感知到人体的存在并及时打开或关闭窗帘,而光强传感器则可以自动根据室内光强调节窗帘的开合程度。
实现过程我们所设计的智能窗帘是由以下几个部分组成的。
硬件部分:1. DC电机:用于窗帘的开合控制。
2. 32单片机:作为系统的中央控制器。
3. 人体红外传感器:用于感知人体的存在。
4. 光强传感器:用于感知室内光强。
5. 电源:用于系统供电。
软件部分:1. 窗帘控制程序:基于32单片机的C语言编写。
2. 人体红外传感器控制程序:基于32单片机的C语言编写。
3. 光强传感器控制程序:基于32单片机的C语言编写。
实现过程如下:1. 通过32单片机控制DC电机,实现窗帘的开合。
2. 利用人体红外传感器对窗帘进行自动控制,当检测到人体的存在时,窗帘自动开启。
当检测不到人体时,窗帘自动关闭。
3. 通过光强传感器实现室内光线的测量。
当室内光线过弱时,窗帘会自动开启,让阳光照射进入室内。
当光线变强时,窗帘会自动调节至适当位置。
效果展示在毕业设计的展示中,我们将智能窗帘的控制系统和电机安装在一起,通过电气连线进行控制。
在系统启动后,当有人进入房间时,窗帘会自动开启;当没有人时,窗帘会自动关闭。
此外,当室内光线间接改变时,窗帘也会相应地自动开合,完美地实现了自动调节的效果。
总结本次毕业设计中,我们成功地使用32单片机和传感器技术,开发出了一种智能化的窗帘控制系统,该系统能够自动感知人体的存在,并通过光强传感器实现自动调节。
这种智能化的窗帘控制系统不仅方便实用,同时也具有较高的安全性和舒适性,未来,智能家居将会成为家居生活的一个重要方面。
基于单片机的智能窗帘系统设计智能家居系统已经成为现代生活中不可或缺的一部分,其带来的便利和舒适性受到了越来越多消费者的追捧。
智能窗帘系统作为智能家居的重要组成部分之一,受到了广泛的关注和应用。
本文将介绍基于单片机的智能窗帘系统设计,探讨其原理和实现方法。
一、智能窗帘系统的基本原理智能窗帘系统是通过集成了电动机和控制器的窗帘设备,利用传感器或者遥控器等方式实现对窗帘的自动控制。
基于单片机的智能窗帘系统利用单片机的高效控制能力和丰富的接口资源,实现对窗帘的智能控制和自动化管理。
二、智能窗帘系统设计的硬件部分1. 单片机:选择合适的单片机作为智能窗帘系统的控制核心,能够满足系统的实时响应和稳定性要求。
2. 电动机:选择适合的电动机作为窗帘的驱动装置,常见的有直流电动机和步进电机等,其控制方式可以通过PWM信号控制电机的转速和方向。
3. 传感器:可以选择光照传感器、温湿度传感器等作为系统的输入信号,用来感知环境的变化和调节窗帘的开合状态。
4. 无线模块:可以选择蓝牙模块、WiFi模块等实现与智能手机或者智能家居中枢的通信和控制,实现远程控制和智能化管理。
5. 电源模块:提供系统所需的稳定供电,同时考虑节能和电源管理的设计。
1. 控制算法:通过合理的控制算法实现对窗帘的精确控制,考虑到环境光照、温湿度等因素,实现窗帘的自动开合调节。
2. 用户界面:设计用户友好的界面,方便用户对窗帘系统进行手动控制和自动化设置,可以考虑通过手机App或者智能家居中枢进行集中管理。
3. 远程控制:通过无线通信模块实现与智能手机或者智能家居中枢的远程控制,便于用户在外地控制家中的窗帘设备。
4. 安全保护:考虑到窗帘系统的安全性,可以设计相应的安全保护功能,例如遇阻停止、超时自动关闭等。
四、智能窗帘系统的应用与优势智能窗帘系统可以广泛应用于家庭、办公室、酒店等场所,在提高生活品质和工作效率的还具有以下优势:1. 节能环保:智能窗帘系统可以根据环境光照和温度变化,自动调节窗帘的开合状态,达到节能减排的效果。
基于单片机的智能窗帘系统设计摘要:随着物联网技术的发展,智能家居已成为人们生活中的一部分。
本文介绍了一种基于单片机的智能窗帘系统设计。
该系统采用了传感器和控制模块,可以实现自动感应和远程控制。
通过设计,可以方便地实现窗帘的开合和调节,提高了窗帘的智能化程度,方便了用户的生活。
关键词:智能窗帘;单片机;传感器;控制模块;物联网2.系统设计智能窗帘系统由传感器模块、控制模块和执行模块组成。
传感器模块用于实时监测环境信息,控制模块用于处理传感器信息并进行控制决策,执行模块用于实现窗帘的开合和调节。
2.1 传感器模块传感器模块主要包括光敏传感器和温度传感器。
光敏传感器用于监测环境光强度,可以判断窗帘是否需要开合;温度传感器用于监测环境温度,可以根据温度进行自动调节。
传感器模块将监测到的数据发送给控制模块进行处理。
2.2 控制模块控制模块采用单片机作为核心芯片,可以通过串口、无线通信等方式接收传感器模块发送的数据,进行数据处理后输出控制信号给执行模块。
控制模块可以根据传感器数据和用户设置实现窗帘的自动开合和调节,也可以通过手机 APP 或遥控器进行远程控制。
2.3 执行模块执行模块主要由步进电机和驱动模块组成。
步进电机用于驱动窗帘的开合和调节,驱动模块用于控制步进电机的转动方向和步数。
执行模块接收控制模块的控制信号,根据信号进行窗帘的相应动作。
3.系统实现智能窗帘系统的实现首先需要进行硬件设计和软件开发。
硬件设计包括传感器模块、控制模块和执行模块的选型和接线,软件开发包括控制模块的程序设计和用户界面设计。
4.系统优化智能窗帘系统可以进一步优化,例如可以加入声音识别模块,实现语音控制;也可以加入遮光布等功能,满足不同用户对窗帘的需求。
基于单片机的智能窗帘系统设计【摘要】本文介绍了基于单片机的智能窗帘系统设计。
在首先对背景进行了介绍,指出了智能家居在现代生活中的重要性。
然后提出了智能窗帘系统的设计问题,探讨了如何利用单片机技术实现智能控制。
研究意义部分强调了智能窗帘系统在节能、舒适性和便利性方面的重要作用。
在详细介绍了系统架构设计、硬件设计和软件设计,阐述了单片机在系统中扮演的关键角色。
然后描述了智能窗帘系统的各项功能实现,包括远程控制、定时设置等。
最后通过实验验证了系统的可靠性和稳定性。
结论部分总结了本文研究的成果,展望了未来智能家居技术的发展方向,并探讨了智能窗帘系统在日常生活中的实际应用前景。
通过本文的研究,可以为智能家居领域的进一步发展提供参考和借鉴。
【关键词】单片机、智能窗帘、系统设计、硬件设计、软件设计、功能实现、实验验证、成果总结、展望未来、技术应用1. 引言1.1 背景介绍在当今社会,随着智能家居的兴起,智能窗帘系统作为其中的重要组成部分,受到了越来越多人的关注和青睐。
传统的窗帘需要手动操作,不仅繁琐而且不方便,而智能窗帘系统的出现,可以实现远程控制、定时开关,智能感应等功能,为人们的生活带来更加便利和舒适的体验。
随着科技的不断进步和单片机技术的不断成熟,基于单片机的智能窗帘系统设计逐渐成为研究的热点。
通过使用单片机可以实现对窗帘的智能控制,让用户可以通过手机App或者语音助手实现对窗帘的远程控制,实现自动化智能管理。
本文将基于单片机技术设计一套智能窗帘系统,旨在提高人们对窗帘的使用体验,增加生活的便利性和舒适性。
通过对系统架构设计、硬件设计、软件设计、功能实现和实验验证等方面的研究,探讨如何实现智能窗帘系统的智能化和人性化,为智能家居的发展提供新的解决方案。
1.2 问题提出在现代生活中,窗帘作为家居装饰的重要组成部分,不仅具有遮光、隔热、隔音等功能,还能起到保护隐私的作用。
传统的窗帘需要手动操作,存在操作不便、时间耗费等问题。
基于单片机的智能窗帘系统设计
智能窗帘系统是一种基于现代科技的智能家居系统。
该系统通过使用单片机和其他电子元器件来自动控制窗帘的开合,以便根据用户的需求来调节室内环境。
本文将介绍如何设计基于单片机的智能窗帘系统。
系统组成
该系统主要由以下模块组成:
1.控制模块:使用单片机作为主控芯片,控制窗帘的开合,并与其他模块进行通信。
2.传感器模块:包括光照度传感器和红外传感器,用于检测室内光照和人的存在。
3.执行模块:控制窗帘的开合,包括步进电机、电机驱动模块和窗帘滑轨。
系统原理
1.当光照度传感器检测到室内光照度低于设定值时,单片机通过电机驱动模块发送指令,控制步进电机使窗帘关闭,以遮挡室内光线。
4.当激活手动操作开关时,单片机根据用户的请求发送指令,控制步进电机使窗帘关闭或打开。
系统实现
系统实现需要以下步骤:
1.硬件部分:设计控制电路板和执行电路板,并连接光照度传感器和红外传感器,以便单片机可以获取室内参数。
2.软件部分:利用单片机编写程序来实现控制算法,并将其烧录到单片机芯片中。
3.测试部分:测试系统的性能和稳定性,以确保系统可以正常工作。
系统优点
1.自动调节室内环境,提高居住舒适度。
2.减少能源浪费,降低用电量,减少钱包压力。
3.增加家庭安全性,防止入室盗窃。
总结
基于单片机的智能窗帘系统的设计需要仔细考虑硬件和软件的实现。
该系统可以有效地调节室内环境,以便提高住宅舒适度。
此外,系统还有助于节约能源,减少用电量,并提高家庭安全性。
基于单片机的智能窗帘系统设计1. 引言1.1 研究背景随着科技的不断发展,智能家居系统已经成为了人们生活中的一部分。
智能窗帘系统作为智能家居系统中的一种重要组成部分,具有自动开关、遥控操作等功能,极大地方便了人们的生活。
传统的窗帘控制方式通常需要人工操作,不仅费时费力,而且不够智能化。
基于单片机的智能窗帘系统的设计与研究具有非常重要的意义。
通过引入单片机技术,智能窗帘系统可以实现更加智能化的控制方式,比如可以根据时间、光线、温度等参数自动调节窗帘的开合程度,实现智能化的控制。
基于单片机的智能窗帘系统还可以通过手机App等远程控制方式,实现更加方便的操作体验。
本文旨在设计并实现一种基于单片机的智能窗帘系统,探讨其系统架构设计、硬件设计、软件设计、通信协议设计等关键技术,并对实验结果进行分析,最终总结设计的优缺点,展望未来的研究方向,为智能家居系统的发展贡献一份力量。
1.2 研究意义智能窗帘系统的设计与研究在当今智能家居领域具有重要的意义。
智能窗帘系统的推出能够提高家居生活的便利性和舒适性,用户可以通过智能手机或语音控制设备来轻松操作窗帘开合,避免了传统手动操作带来的不便和繁琐。
智能窗帘系统可以有效节约能源,通过预设定的时间或光线感应等功能,可以根据用户需求自动开合窗帘,有效利用自然光线,降低能耗,提高能源利用效率。
智能窗帘系统还可以与其他智能家居设备联动,实现更智能化、自动化的家居生活体验,如与智能灯具、空调等设备配合,共同构建智能家居生态系统。
研究智能窗帘系统具有明显的社会和经济意义,有利于推动智能家居技术的发展和普及,提高生活质量,推动节能减排,促进智能家居产业的发展。
1.3 研究目的研究目的:本文旨在设计基于单片机的智能窗帘系统,通过结合单片机的控制能力和传感器技术,实现对窗帘的自动控制和智能化管理。
具体目的包括:提高窗帘的开启和关闭效率,使其能够根据用户需求和环境变化自动调整;增强窗帘的安全性,减少因操作不当而导致的意外事故发生;提升窗帘的舒适性和便利性,让用户能够通过智能手机或语音控制实现远程操作;探索窗帘系统的智能化发展方向,为未来智能家居技术的应用提供参考。
基于单片机的智能窗帘设计--论文编号:审定成绩:毕业设计(论文)中文题目基于单片机的智能窗帘设计英文题目Design of smart curtains based onMicrocontrollers学院名称自动化学院学生姓名专业智能电网班级学号指导教师答辩组负责人年月教务处制学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重承诺:我向学院呈交的论文《基于单片机的智能窗帘设计》,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明并致谢。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
年级专业班级承诺人签名年月日摘要随着科技的飞速发展,人们对于现在的生活水平,空气环境,居住质量的要求越来越高。
所以智能家居系统慢慢地步入了我们的视线,它主要就是为我们的生活提供便捷,实现我们理念中的科技家、智慧家、绿色家。
而智能窗帘做为智能家居中的一个模块,它的发展潜能也是无可限量的。
在硬件设计部分,我将STC89C52做为设计的核心,我先概述了单片机的运行特征和主要引脚的使用,首先介绍了有关晶振电路,复位电路的作用和连接图,再介绍了时钟DS1302的特点进行概述,对它的整体排布和连接图进行介绍,再介绍了步进电路的工作原理和工作参数以及它的结构图,然后介绍了LCD1602显示器的各种功能和特性,最后介绍了传感器TSL2561的工作原理以及与单片机的连接。
在软件设计部分,我先对我主程序模块的设计的操作流程图进行介绍,然后叙述了我自己设计理念,再介绍了步进电机模块、按键模块、手动控制模块、定时控制模块、光感控制模块的操作流程。
最后通过调试,成功实现了本次毕业设计的手动控制、定时控制、光感强度控制窗帘开闭的功能。
关键词:智能家居,智能窗帘,DS1302,LCD1602,TSL2561AbstractWith the rapid development of science and technology, people's demand for the living standard, air environment and quality of living is getting higher and higher. So smart home system slowly stepped into our line of sight, it is mainly to provide convenience to our life, achieve our philosophy of science and technology, intelligent home, green home. And the intelligent curtain is a module in the intelligent household, its development potential also is unlimitable.In the hardware design part, I chose STC89C52 as the main chip of this design. I first introduced the characteristics of theSCM STC89C52 and the function of the pin, then introduced the crystal oscillator circuit, the role of the reset circuit and connection diagram,then introduces the characteristics of DS1302 clock are summarized, the overall arrangement of it and the connection graph are introduced, then introduced the stepper circuit working principle and parameters and its structure diagram, and then introduces the functions and characteristics of LCD1602 display, finally introduces the connection principle of sensor TSL2561 and microcontroller.In the part of software design, operation flow chart of the main program module I I design are introduced, and then describes my own design concept, then introduces the stepper motor module, key module, manual control module, timing control module, light control module operating procedures.Finally, through debugging, the graduation design of manual control, timing control, light intensity control, curtain opening and closing function.Keywords: smart home,intelligent curtain, DS1302, LCD1602, TSL2561目录目录第1章引言 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 国外研究现状 (1)1.2.1 国内研究现状 (2)1.3 主要内容和工作安排 (2)1.4 本章小结 (3)第2章总体方案的设计 (4)2.1 系统的总体设计规划图 (4)2.2 设计的基本内容 (4)2.3 设计实现的功能 (5)2.4 本章小结 (5)第3章系统硬件部分设计 (6)3.1 STC89C52单片机 (6)3.1.1 单片机的概述 (6)3.1.2 ST89C52的引脚功能 (6) 3.2 晶振电路 (7)3.2.1 概述 (7)3.2.2 电路图 (8)3.3复位电路 (8)3.3.1 作用 (8)3.3.2电路图 (9)3.4时钟DS1302 (9)3.4.1 概述 (9)3.4.2 时钟管脚功能 (10)3.4.3 时钟管脚描述 (10)3.4.4 时钟电路图 (11)3.5步进电机 (11)3.5.1 步进电机的结构示意图 (11) 3.5.2 步进电机的工作参数 (12) 3.5.3 步进电机工作原理 (12)3.5.4 步进电机与单片机的连接 (13) 3.6 LCD1602显示器 (14)3.6.1 概述 (14)3.6.2 引脚的功能 (14)3.6.3 显示器与单片机的连接 (15) 3.7 TSL2561光感传感器 (15)3.7.1 概述 (15)3.7.2 工作原理 (16)3.7.3 电路图 (16)3.8 硬件总体设计 (16)重庆邮电大学本科毕业设计(论文)3.9 本章总结 (17)第4章系统软件部分设计 (18)4.1 主程序模块的设计 (18)4.2 步进电机模块的设计 (19)4.3 按键模块设计 (19)4.4 手动控制模块 (20)4.5 定时控制模块 (21)4.6 光强控制模块 (22)4.7 本章小结 (23)第5章集成测试 (24)5.1 调试步骤 (24)5.2 实物调试 (24)5.3 本章小结 (25)总结与展望 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录............................................... 错误!未定义书签。
题目:基于单片机的智能窗帘的设计目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 1 绪论. (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3设计思想及基本功能 (2)1.4主要内容及设计安排 (2)2 系统总体方案设计 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 方案选择 (3)3系统硬件设计 (6)3.1整体方案设计 (6)3.2最小系统模块 (6)3.3液晶显示电路 (10)3.4 时钟模块 (11)3.5 光控电路 (13)4 软件设计 (15)4.1 程序语言及软件开发环境 (15)4.2 主程序模块的设计 (15)5集成调试 (4)5.1 调试步骤 (4)5.2 实物调试 (4)5.3 系统软件及仿真结果 (4)6总结 (1)鸣谢 (2)参考文献 (3)摘要窗帘在我们的日常生活中作用很大,主要起到遮蔽强光、保护个人隐私的作用。
传统的窗帘主要依靠人工来控制升降,操作不方便。
近些年来,智能家居概念逐步兴起,催生了一系列智能插座、智能空调等产品。
本文主要研究智能窗帘控制系统的设计,它属于智能家居系统的一部分。
该控制系统,主要以单片机为控制器,配合光线感应传感器,实现窗帘的自动升降。
整个系统通过按键矩阵实现交互控制,相关的交互信息通过液晶显示屏显示出来。
本文先是对整体方案作了简要描述,然后详细介绍硬件电路设计,包括单片机控制器、光敏传感器、电机控制电路等,最后介绍了软件实现的思路。
整个窗帘控制系统设计简单,操作方便,工作稳定。
关键词:智能窗帘;单片机;光敏器件Curtains play an important role in our daily life, mainly to shield the strong light and protect personal privacy. The traditional curtain mainly relies on manual control to lift, which is inconvenient to operate. In recent years, the concept of smart home has gradually risen, giving birth to a series of smart sockets, smart air conditioning and other products. This paper mainly studies the design of intelligent curtain control system, which belongs to a part of smart home system. This control system mainly takes single chip computer as the controller and cooperates with light sensor to realize the automatic lifting of curtain. The whole system achieves interactive control by key matrix, and the related interactive information is displayed by LCD screen. This paper first gives a brief description of the overall scheme, then introduces the hardware circuit design in detail, including single-chip controller, photosensitive sensor, motor control circuit, and finally introduces the idea of software implementation. The curtain control system is simple in design, convenient in operation and stable in operation.Key words: Intelligent Curtain; MCU; Photosensitive Device1.1课题背景及意义时代不断进步,人们的生活也在不断地提高,从最初的洞穴草屋,到如今的高楼大厦,不同的时代人们对于居住的场所和环境有着显著的差别,这是人类步向文明社会一个必然的潮流。
随着时间的指针指向21世纪的今天,信息化时代的来临使得经济发展迈向了一个新的阶梯,科技的不断创新使得人们慢慢解放了自己的双手,同时,也减少了人们的欢声笑语,使人们不得以更加卖力的工作以寻求更加美好的生活。
在这种工作压力下,人们并不满足于现有的传统家居,因此,利用物联网技术的智能家居慢慢融入人们的生活。
智能家居除了拥有传统家居的所有功能外,还可以使信息全方位的交互,兼备网络通信、家电信息、设备自动化,提供一个可以使服务信息管理为一体的舒适、安全、便捷的居住环境。
窗帘是一种常见家居,窗帘的作用也有很多,除了具有遮光的效果外,还具有保护隐私,也起到一定的装饰作用。
但传统的窗帘需要手动去控制开合,对于一些普通民房控制起来很容易,但对于一些大型的商用房开合起来就很麻烦,因此,智能窗帘具有很高的期望。
目前,智能窗帘的种类有很多,利用语音控制,利用外界光线强弱控制,也可以利用定时器去控制窗帘的自动开合。
设计一款价格便宜,功能新颖,并且结合市面上诸多功能的智能窗帘就拥有很大的发展前景。
信息时代的来领使得很多国家对于电子商业投入越来越多的资金,使得许多电子产品面世,这些电子产品大多可以被大众接受认可,智能窗帘在未来很可能就成为了生活的必需品,因此,在不久的将来,或许智能窗帘就成为了中国以至世界的主要产业之一,它的前度不可限量。
1.2 国内外发展现状对于一些欧美的发达国家来说,信息化时代已经步入中年时期,因此,智能家居发展也较为成熟。
在国外,美国是世界上第一个国家成功设计出智能家居产品,美国、加拿大、欧洲、澳大利亚等较为发达的国家对智能家居提出了自己的看法和意见。
美国、新加坡、德国、日本等国外智能窗帘都有广泛的应用[1]。
智能家居最早可以追溯到1984年,世界上第一个智能家居的到来,一直到现在,智能家居不团的被更新。
在1998年的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上,新加坡在面对大众媒体时模拟“未来之家”,展示他们对于未来智能家居的看法,利用先进的技术来实现对整个系统的运作,为未来智能家居的发展做出卓越的贡献。
在大约10年前,第一款电动式窗帘就被引进到国内,但由于当时中国的经济与科技水平都相对较为落后,并没有被大力的推广,但近几年,随着经济的持续发展,人们财富的日益增长,智能窗帘又一次的进入到人们的眼帘。
据数据统计,近几年,我国有大批的智能窗帘技术获得了专利,因此,智能窗帘的发展有着无穷的潜力,前景十分明朗。
1.3设计思想及基本功能智能家居作为信息化时代一个大的社会系统工程,我们要足够的重视,但也不能为了发展盲目的引进国外的技术,在综合应用国外技术的同时,也要开创出属于中国特色的产业链。
现在市面上大多是按键式以及遥控式来控制窗帘的开合,相对传统是的窗帘,这两种智能窗帘的优点是显而易见的,但看见优点的同时,我们也应发现他的缺点,按键式开关由于安装位置固定,在特定的时候或许会比较方便,比如安装在床头或者门旁边,当进出门或者上下床是就可以顺手按下,但当我们在客厅厨房就会显得比较麻烦,遥控式虽然可以实现位置多变,但是需要定期更换电池,增加了成本。
本次设计在保留利用按键式控制窗帘开合的基本功能的同时,还加入了可以根据光照强度的大小来开合窗帘以实现全自动控制,但此功能也并非完美,由于光敏器件灵敏度、冬夏不同季节的光照时间以及人们对窗帘开合的时间要求,光控很难达到人们的需求,因此,在此功能的前提下,本次设计还加入了时控,拥有定时功能,真正实现人性化。
1.4主要内容及设计安排本次设计的只要内容及安排如下:第一章为开题引言,介绍本次设计内容的背景及发展状况。
第二章为总体方案设计。
第三章为本次设计的硬件选择。
第四章为本次设计的软件选择。
第五章为调试部分。
第六章为总结。
2 系统总体方案设计2.1 设计要求本次设计的智能窗帘满足以下性能:1:能够通过手动控制已达到窗帘开合的目的;2:利用定时器控制来设定窗帘的开合时间;3:利用外界光照强度的大小来控制窗帘的开合。
2.2 方案选择2.2.1 系统方案的确定单片机诞生至今,以其可靠性高、系统结构简单、使用方便、处理功能强等优点被广泛应用于智能仪器,本次设计同样选取单片机作为控制芯片,型号为STC89C52。
为了更好的实现其功能,在此基础上,选取两套方案,分别为:方案一:利用光敏器件达到智能窗帘的自动控制,如图2-1所示。
方案二:利用温度传感器达到智能窗帘的自动控制,如图2-2所示。
对比方案一与方案二,主要区别在于外部传感器件选取不同,方案一以光敏元件来控制窗帘的开合,误差较小,也方便实用;方案二通过对室内外温度的差异来控制窗帘的开合,针对不同季节误差较大,满足不了人们的需求。
因此,我决定选择方案一。
图2-1 方案一框图图2-2 方案二框图2.2.2 时钟模块的选择方案一:采用SD2068时钟芯片。
SD2068是一种具有标准IIC接口的实时时钟芯片,内置年、月、日、星期、时、分、秒共七字节的报警数据寄存器及一字节的报警允许寄存器,可以在较大的范围值校正时钟的偏差。
缺点在于编程较为复杂,价格相对较高,在本次设计中实用性相对较小。
管脚如图2-3。
图2-3 SD2068时钟芯片管脚图方案二:采用DS1302时钟芯片。
DS1302是美国DALLAS公司的一种具有涓细电流充电能力的电路,可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时,拥有高性能、低功耗等优点。
此外,它还采用三线接口与CPU同步通信,并可以采用突发方式一次性传送多个字节的时钟信号或者RAM数据。
作为DS1202的升级产品,它除了拥有其所有功能以外,还增加了主电源/后背电源双电源引脚,在主电源关闭的情况下,可以继续保持时钟的连续运作。
DS1302管脚图如图2-4。
图2-4 DS1302时钟芯片管脚纵观两种方案,最终决定使用DS1302时钟芯片。