基于单片机的智能遥控窗帘设计【开题报告】
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基于单片机的智能遥控窗帘设计【开题报告】毕业设计开题报告电子信息工程基于单片机的智能遥控窗帘设计1选题的背景、意义随着现代控制技术的快速发展和传统工业改造的逐步实现,智能系统已经应用于我们生活工作的各个领域。
其中包括环境照明系统,家庭影院影音系统,安防监控系统,公共广播/背景音乐系统,会议系统,空调系统等一系列日常生活中的智能系统已经进入我们的视线。
这些智能系统的飞速发展,标志着人们对家庭生活舒适性的需求越来越强烈,而窗帘作为每个家庭的家居必须用品,自然也需要满足人们对更舒适性、更智能化的需求。
窗帘的基本作用无非是保护业主的个人隐私、遮阳挡尘以及装饰房间,但传统的窗帘必须由人手动拉动,特别是别墅或复式房的落地窗帘,往往笨重宽大,需要很大的力量才能开关窗帘,很不方便。
于是各种智能窗帘系统在最近几年得到迅速发展,它可以广泛应用于智能大厦、高级公寓、酒店和别墅等场所,只要轻按一下开关,窗帘就能自动开合,非常方便。
目前市场上出现的智能遥控窗帘设计,大部分能够根据使用者的要求进行一定的智能调节。
这其中又分为遥控控制和自动控制这两种模式。
现代人所需要的智能遥控窗帘系统,它要求安装简单方便,可维护性好,性价比高。
除了能应用于酒店、智能大厦、高级公寓、别墅等各个场所外,还需要应用于普通家庭、商务楼层等场所,并实现窗帘的自动开关,远程控制等高级控制功能,真正让窗帘与居室的表现力息息相关,在家居软装饰设计中恰到好处,成为现代家居的一道亮丽风景线[1]。
由此可见,基于无线模块和传感器的智能设备将在市场上越来越普及,包括智能窗帘在内,其市场竞争也将越来越激烈。
2相关研究的最新成果及动态2.1 nRF24L01无线模块无线遥控系统一般由两部分组成,其中包括手持端发射器和控制端接收器。
手持端通过按键操作发射操作人员所发出的指令,经过并行、串行变换、信号程序控制、纠错信号等处理形成数字码,经过载波调制后用无线电波发射出去。
控制端接收由发射器发出的电波,读取发射器发出的载波信号并解调译码为代表操纵内容的数字信号,经过驱动放大等处理后发出继电器控制信号[2]。
开题报告(三)研究的主要问题本文主要介绍了基于单片机控制的智能化窗帘以及各个环节功能的实现。
(四)拟达到的目的该系统着眼于经济性,实用性,以及电路的简易性来设计。
尽量采用最简单的电路布线和选用价格较为合适的元器件,来进行设计以达到(1)手动控制:当用户需要采光时可自行根据实际情况通过按键接通或关闭电源,使步进电机通电打开窗帘或者拉上窗帘。
(2)光照控制:通过不同的光照强度值照射时,经由光照传感器收集信息后,窗帘会主动打开或封闭。
(3)红外控制:当光照强度没有到达预定值,则需要我们手动操纵红外遥控器,由1838红外接收头接收信号后,单片机进一步控制步进电机拉开或者拉上窗帘。
(4)通过按键可以让以上三种模式循环切换。
(五)国外研究现状20世纪末期,一大批网络通信的家用电器、半自动化操作的电子产品等相继面世。
在家用智能冰箱、家用智能电视、家用智能洗衣机和各种家用电气化产品等功能综合为一体之后,诞生了住宅电子化的理念。
从那起,电动窗帘开始慢慢地出现在人们的视野之中。
这些年,经过人们的体验与使用,智能窗帘在美国、澳大利亚、英国等一些国家得到了广泛的应用。
2014年美国的研发人员Sun T和Li J等人所设计的节能翻转式窗帘系统,利用窗帘叶片接收太阳光照射的方向,从而控制窗帘的升降。
在系统设计上,该系统由上位机完成数据的存储、分析和输出等,由下位机采用感光元件采集光照信息。
它的节能表现在其外层材质采用可收集光能的太阳能板材料,可以通过吸收白天照射在窗帘上产生的光能,转化为电能存储在锂电池中。
该系统采用的太阳能转化技术可以为系统供电,节约了家庭的能源消耗。
2010年澳洲的科研人员Zhang C和Feng X等人硏制出一款由数字温度传感器DSl8B20组成的温度控制智能窗帘系统。
该系统能够将检测到的室外实时温度信息,然后将信息推送至手机App上,让用户选择是否开关窗帘,以实现窗帘的自动控制。
2017年日本的专家Han D和Chen X制作的光控检测节能智能窗帘系统,在窗户的玻璃与室内的窗帘之间安装了一种光线感应器。
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。
单片机课程设计报告---基于单片机的遥控窗帘设计河南理工大学《微机原理与单片机接口技术》课程设计报告题目:基于单片机的遥控窗帘设计姓名:学号:专业班级:自动化10-4班指导老师:苏珊所在学院:电气工程与自动化学院2013年01月17日摘要本设计是基于51系列单片机控制,L298驱动芯片驱动电机正反转以及电机的调速,2722解码芯片与无线电遥控器组成的无线电模块,霍尔元件起到定位作用,防止窗帘的过卷的无线遥控与有线按键同时可控的电动窗帘。
其中51单片机是整个系统的CPU,是系统的核心,它可以接收来自按键或者遥控的控制信号以及霍尔传感器的触发信号,并对信号做出判断进而做出相应的响应,通过L298驱动芯片控制电机的启动、正反转以及调速和停止的功能,达到控制窗帘开关的目的,同时通过霍尔传感器定位窗帘的位置来防止窗帘的过卷,并且在电机正反转以及调速的同时会有相应的LED做出相应的指示,使得系统状态可视化。
本系统共包括6个模块,分别是:CPU主控制模块,电机及其驱动模块,遥控控制模块,按键控制模块,霍尔传感器控制模块,LED指示模块。
最终完成的功能是:1、遥控按下A 键时,窗帘关住,同时在关住的过程中可以通过遥控的C键调整关窗帘的速度,D键可使窗帘随时停止运动,若不人为在此过程中使得窗帘停止运动则在窗帘运动到头时霍尔传感器会感应到窗帘的位置而自动使得窗帘停止运动。
2、当遥控按下B键时,窗帘打开,同时打开的过程中C键D键以及霍尔传感器起到相同的作用。
3、有线的按键也有四个键,这四个键的作用与遥控的四个键的作用是一样的,达到遥控和有线同时可控的作用。
4、LED为指示的作用,当窗帘关的状态时,LED向窗帘关的方向流水指示,当窗帘开的状态时,LED向窗帘开的方向流水指示,同时LED流水的速度反映的是电机的转速。
目录摘要 (3)1、概述 (5)1.1主要芯片51.2 STC89C52单片机 (5)1.3 L298电机驱动芯片 (5)1.4 无线电遥控接收模块 (6)1.5 总结 (6)2、系统总体方案及硬件设计 (7)2.1系统总体方案 (7)2.2硬件设计 (7)3、软件设计 (9)3.1程序流程 (9)3.2程序说明 (10)4、 proteus仿真 (11)4.1仿真图 (11)4.2仿真图说明 (11)5、课程设计体会 (13)参考文献 (14)附1 程序源代码 (16)附2 系统原理图 (24)1、概述1.1主要芯片本设计用到的主要芯片有:STC89C52单片机、L298电机驱动芯片、2272解码芯片组成的无线电遥控接收模块。
基于stm32的智能窗帘控制系统设计开题报告智能家居的发展带动了各种智能设备的出现。
其中,窗帘控制系统作为智能家居的重要组成部分之一,受到了广泛关注。
本文旨在探讨一种基于stm32的智能窗帘控制系统的设计。
一、引言智能家居是未来家居智能化的发展方向。
在智能家居中,窗帘控制系统是一个必不可少的部分。
智能窗帘控制系统的出现,能够带来许多便利,如自动拉开、自动关闭、远程控制等。
为满足市场需求,本文提出了一种基于stm32的智能窗帘控制系统设计。
二、设计思路1. 硬件设计本系统的硬件设计主要包括:主控板、通信模块和执行机构。
其中,主控板选用stm32,通信模块选用WIFI模块,执行机构选用电机和驱动模块。
2.软件设计本设计主要使用Keil软件进行编写。
程序主要实现的功能有:反馈信号采集、指令解析、数据传输、电机控制等。
三、系统设计流程1.系统硬件搭建首先,进行硬件搭建,将主控板、通信模块和执行机构进行连线。
主控板对电机进行控制,通信模块负责接受远程指令并传输给主控板。
2.程序编写对于程序的编写,主要实现以下功能:1)反馈信号采集功能;2)指令解析功能;3)数据传输功能;4)电机控制功能。
四、预期成果本文旨在完成一款基于stm32的智能窗帘控制系统的设计。
预期成果如下:1.实现远程控制窗帘的开关与运动速度调节。
2.实现智能反馈,如温度、光强等数据的采集、判断,从而实现人机交互。
五、总结本文设计的基于stm32的智能窗帘控制系统,可以增加家居生活的舒适度和智能化程度,具有广泛的市场前景,为家居智能化进程做出贡献。
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。
智能遥控窗帘系统设计【开题报告】毕业设计(论⽂)开题报告题⽬:智能遥控窗帘系统设计专业:电⼦信息⼯程1选题的背景、意义当今时代,科技的发展和⼈们⽣活⽔平显著提⾼,⼈们对居住环境⽅便快捷的要求越来越⾼,智能家居系统应运⽽⽣。
智能家居是现代电⼦技术、通讯技术及⾃动化技术相结合的产物。
它能够实现对家电设备的⾃动控制和管理、对家庭的安全进⾏监测报警,能够为⽤户提供安全舒适、⾼效便利的⽣活环境。
随着⾼新技术及电⼦器件的发展,光控、温控及遥控窗帘应运⽽⽣,给⼈们的⽣活带来了很多⽅便。
同时,也为⼈们的⽣活环境以及智能家居的实现提供了依据,为此,研究与设计智能窗帘控制系统具有深远的现实意义。
窗帘机是专门为⾼⼤的窗户设计的窗帘控制装置,根据功能不同可以分为电动、遥控、⾃动和智能等多种规格。
电动窗帘机是通过窗帘机上的控制按键操作窗帘开合的⼀种最简单的窗帘机,仅仅解决了⼿拉窗帘的问题,可还需要⼈来近距离操作,电动窗帘机使⼀些超⾼、超宽窗帘的操作变得⽐较容易。
但因为这种窗帘机技术含量低,基本上没有⼚家作⼤规模⼯业化⽣产。
然⽽遥控窗帘机却可以远距离操作窗帘的开合,使⽤更为⽅便,在现代⽣活更有⼴泛的使⽤价值。
2相关研究的最新成果及动态2.1 最新成果智能窗帘的主要品牌有福建龙岩的飞鸿牌,北京的龙华和⼴州的创明等,还有⼀些国外品牌的产品。
⾃动窗帘机具有⾃动控制功能,使窗帘天亮⾃动打开,天⿊⾃动关闭,使⽤更为⽅便。
智能窗帘机同时具有⼿动、遥控和⾃动功能,可以满⾜⽤户各种情况下的使⽤要求,是⼀种更为先进的窗帘控制装置[1]。
奥兰AL-CK01智能窗帘机是兰州四达电⼦技术研究所应⽤微电⼦技术和光电⼦技术研制的⾼科技民⽤电⼦产品, 可在各种使⽤窗帘的场合实现开关窗帘的⾃动控制、⼿动控制和红外遥控, 是现代办公和⽣活环境的⾼档配套产品。
本窗帘机设计合理,结构先进,可靠性⾼,和同类产品相⽐具有鲜明的技术特⾊。
具有⾃动功能的窗帘机在设计上必须要解决的技术问题是窗帘运动到位后如何停机。
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。
毕业论文开题报告论文题目基于单片机的智能窗户设计一、选题的理论意义与实际意义21世纪是智能家居的时代,智能控制系统重要利用计算机技术、网络通信科技及概括布线科技之有机组合达到发挥作用。
通讯信息技术、计算机网络科技和智能随之机器自动化控制技术之飞速发展。
科学知识和技术已进入千家万户的生活。
随着智能化的发展,智能产品也得到了极大的发展,其在社会生活中的作用也逐渐引起人们的关注。
智能控制系统主要以计算机为核心芯片技术,并结合网络通信链路技术发挥作用。
随着通信信息连接技术、计算机网络控制技术和智能机械自动化控制支持技术的飞速发展,单片机控制单元是紧密相连的,系统芯片是STC89C52。
整个系统主要由电子硬件和编程语言软件组成。
电子硬件技术飞速发展给了我们制作功能完成程度带来了很大的飞跃,其中囊括了材料的提取进步,制作技艺越来越微小,控制程度越来越完美对电子硬件来说,不亚于一场革命。
而编程语言的进化更是迅猛,复杂的指令简单化,功能完成变得模块化。
二、文献综述随着信息时代的到来,人们对生活节奏和质量的要求大大提高。
便捷及舒坦已经变成人民追逐之生存方形式。
于当代家园生存条件内,家庭环境不单为物质空中,人民更加重视安保、便捷、舒坦之条件。
智能电子产品及规划把以往之没有源头静态目标变换为了人民可轻轻松松操控之用具。
这些成品拥有更好之讯息互换实力,不只可从优人民之生存形式,并且可令人民变可更加愉快,智能电子技术的飞速发展使工作和生活密不可分。
智能产品的变革已经体现在人们生活的方方面面如智能家居,智慧生活,享受美好。
在现在人们对生活的环境要求是非常考究的,比如这个环境会不会不安全,晚上的空间是否安静,家具的使用是否舒心等等条件都是人们对生活的需求。
智能家居产品和概念设计将无法控制物理死区变成人们改变居住环境的工具。
这些产品信息环节不仅可以优化人们的居住环境,还可以提供更好的规划时间,使人们的生活更加舒适,增加家庭环境的安全性,节约各种能源成本和成本。
毕业设计开题报告电子信息工程基于单片机的智能遥控窗帘设计1选题的背景、意义随着现代控制技术的快速发展和传统工业改造的逐步实现,智能系统已经应用于我们生活工作的各个领域。
其中包括环境照明系统,家庭影院影音系统,安防监控系统,公共广播/背景音乐系统,会议系统,空调系统等一系列日常生活中的智能系统已经进入我们的视线。
这些智能系统的飞速发展,标志着人们对家庭生活舒适性的需求越来越强烈,而窗帘作为每个家庭的家居必须用品,自然也需要满足人们对更舒适性、更智能化的需求。
窗帘的基本作用无非是保护业主的个人隐私、遮阳挡尘以及装饰房间,但传统的窗帘必须由人手动拉动,特别是别墅或复式房的落地窗帘,往往笨重宽大,需要很大的力量才能开关窗帘,很不方便。
于是各种智能窗帘系统在最近几年得到迅速发展,它可以广泛应用于智能大厦、高级公寓、酒店和别墅等场所,只要轻按一下开关,窗帘就能自动开合,非常方便。
目前市场上出现的智能遥控窗帘设计,大部分能够根据使用者的要求进行一定的智能调节。
这其中又分为遥控控制和自动控制这两种模式。
现代人所需要的智能遥控窗帘系统,它要求安装简单方便,可维护性好,性价比高。
除了能应用于酒店、智能大厦、高级公寓、别墅等各个场所外,还需要应用于普通家庭、商务楼层等场所,并实现窗帘的自动开关,远程控制等高级控制功能,真正让窗帘与居室的表现力息息相关,在家居软装饰设计中恰到好处,成为现代家居的一道亮丽风景线[1]。
由此可见,基于无线模块和传感器的智能设备将在市场上越来越普及,包括智能窗帘在内,其市场竞争也将越来越激烈。
2相关研究的最新成果及动态2.1 nRF24L01无线模块无线遥控系统一般由两部分组成,其中包括手持端发射器和控制端接收器。
手持端通过按键操作发射操作人员所发出的指令,经过并行、串行变换、信号程序控制、纠错信号等处理形成数字码,经过载波调制后用无线电波发射出去。
控制端接收由发射器发出的电波,读取发射器发出的载波信号并解调译码为代表操纵内容的数字信号,经过驱动放大等处理后发出继电器控制信号[2]。
近年来nRF24L01无线模块被普遍应用与各个无线遥控系统中。
现代意义上的无线遥控是指实现对被控目标的非接触遥远控制[3],在航空航天、工业控制、家电生活领域应用广泛。
无线遥控和无线传输系统相比有线和红外设备具有更高的移动自由度。
由此使无线遥控装置和无线传输系统在家电领域的应用越来越广泛。
相对电线连线的优点在于安装成本低(无需布线、无需重新装潢),提高了灵活性并降低了维护成本。
nRF24L01是一款全球性,免许可证的2.4 GHz ISM单片射频收发器件。
其成本低,设计融合了高通信(高达2 Mbit/s)与低功耗(接收器电流仅为12.5 mA)的特点[4]。
内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
nRF24L01功耗低,在以-6 dBm的功率发射时,工作电流也只有9 mA;接收时,工作电流只有12.3 mA,多种低功率工作模式使节能设计更方便。
如内置模式的省电模式(电流400nA)和待机模式(130μs,开机时32μA),可以轻松实现能耗的显著降低[5]。
目前无线遥控系统在工业界和大工业环境中有着巨大的应用。
在厂房公用设施方面如工业用门、门形框架、升降柜、照明和平台的控制等。
在工业中如机器控制、装置控制、转运装置、压力机控制、地面和空中传送系统、动态仓储等[6]。
而它在生活家居上的应用也越来越广泛,如家庭安全防范系统、照明控制、远程温控系统以及智能窗帘系统等。
2.2 光电传感器光电传感器则是采用光电元件作为检测元件的传感器。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号[7],由此可以实现智能系统随环境光的变化而进行开关。
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电传感器在检测和控制中应用非常广泛。
咨询公司INTECHNOCONSULTING 的传感器市场报告显示,2008年全球传感器市场容量为506亿美元,今后将逐年大幅增加。
调查显示,东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区,而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。
近观未来传感器的发展趋势,光电传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高,各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化,竞争也将日益激烈。
光电传感器具有检测距离长、对检测物体的限制少、响应时间短、分辨率高、可实现非接触的检测、可实现颜色判别、便于调整等特点。
由于这些特点,光电传感器被广泛应用于工业自动化装置和智能家居设备中。
2.3 AVR单片机现代计算机技术的产业革命,将世界经济从资本经济带入到知识经济时代。
在电子世界领域,从20世纪中的无线电时代也进入到21世纪以计算机技术为中心的智能化现代电子系统时代[8]。
现代电子系统的基本核心是嵌入式计算机系统(简称嵌入式系统),它将计算机嵌入到对象体系中,实现对象体系的智能控制[9]。
而单片机是最典型、最广泛、最普及的嵌入式系统。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
用单片机可以构成形式多样的智能控制系统、数据采集系统。
现代的单片机普遍具备各种接口,可以很方便地与外设进行数据信号交换,为在计算机网络和电机设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的智能设备基本上都用到单片机实现控制[10],从DVD、汽车、打印机、航天飞机、导弹的制导系统、再到日常工作中随处可见的MP3,手机等。
在单片机选择上,这里选择了性价比表现突出的ATmega16单片机,它是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器,由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间,它的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz。
AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC精简指令集高速8位单片机。
高可靠性、功能强、高速度、低功耗和低价位一直是衡量单片机的重要指标,而AVR单片机是典型高性能单片机[11],相比51单片机,它的速度是后者的12倍到24倍。
自从它面市之后,利用它开发出的产品就层出不穷,被应用到各种,虽然目前AVR的市场占有率还是不如PIC与51,但AVR的优点使得AVR 的市场占有一直在扩展,其年用量也一直在上涨。
本课题所研究的系统将以AVR 单片机为控制核心,以nRF24L01无限模块作为收发信号的枢纽,通过遥控信号和光电信号来控制电机,从而实现窗帘的智能控制。
单片机在使用时处于测控系统的核心地位[12],实现程序的拓展存储,并配以外部接口电路,实现对外围设备的控制[13]。
3 课题的研究内容及拟采取的研究方法(技术路线)、研究难点及预期达到的目标3.1研究的内容及方法:本次课题提出了一个基于单片机的智能遥控窗帘设计,以AVR单片机作为控制核心,并配以各种外设比如传感器以及电机,采用软硬件结合的方法,初步实现窗帘的智能控制。
其中硬件部分包括硬件电路的设计及制板调试,软件部分包括各个功能模块的流程图设计,及满足系统的测试、控制要求的程序编写。
3.2 研究难点:(1)硬件选择上,包括核心芯片、无线模块和控制电机的选择。
硬件设施的选择要坚持高效可靠、价廉低耗的原则,并且要考虑设备的可扩展性能,以及是否方便维护。
ATmega16单片机和nRF24L01无线模块在这方面是很好的选择。
(2)整体性能。
通常意义上的性能,实际上是指产品的功能和质量两个方面。
功能是构成竞争力的首要要素[14]。
质量则是指产品能实现其功能的程度和在使用期内功能的保持性,质量可以定义为“实现功能的程度和持久性的度量[15]”,使它在设计中便于参数化和赋值。
在本系统的设计中要兼顾功能和质量两方面。
(3)整体环境中的应用。
虽然一个系统不能做到适应于任何环境,但设计时如果能让它具有良好的可扩展性及可靠性,就能够方便的改装并使之能很快的使用到各个环境中,实现所需要的功能。
3.3预期达到的目标:完成电路板的绘制,实现系统的基本功能,如自动光感调节和手动遥控窗帘。
如有时间,则在此基础上继续拓展其它功能,如定时控制、速度调节,并增加其对环境的兼容性。
4研究工作详细进度和安排2010年11月23日—2010年12月5日布置毕业设计任务,讲解毕业设计的方法和步骤,查找、分析相关文献资料;2010年12月6日—2011年1月10日初步拟定系统采取的研究方法、设计路线,完成文献综述、外文翻译的撰写;2011年1月11日—2011年3月5日整理相关资料,确定系统完成的主要功能,绘制系统的流程图。
完成开题报告;2011年3月5日—2011年4月8日进行详细的系统分析,完成电路的设计,每周汇总情况、问题和进度一次,各人随时可通过电话、ICQ或E-MAIL联系。
开始撰写论文大纲及初稿;2011年4月9日—2011年5月3日系统开发、代码设计、系统调试、修改及优化阶段;2011年5月4日—2011年5月26日完成毕业论文并提交;2011年5月27日—2011年5月29日毕业论文答辩;5参考文献[1]代岩峰.浅谈室内设计中窗帘的软装饰意义.科教文汇(上旬刊),2009-12 [2]陈富强,李浩宾.一种采用无线遥控系统的葫芦行车遥控的设计. 河南省信息化电器重点实验室,2010-04[3]Brad A. ing handhelds for wireless remote control of PCs and appliances. January 2004[4]S. S. Sonavane, B. P. Patil and V. Kumar. Designing Wireless Sensor Network with Low cost and Low Power. International Conferences On Networking (ICON) to be held at IIT Roorki on 12th Dec-08.[5]S. S. Sonavane, V. Kumar and B. P. Patil. Component Choice for Low Power Wireless Sensor Networks Node. International Journal of Computer, Information Technology and Engineering (IJCITAE), Vol.2, No.1, July-2008, Series Publications.[6]陈永甫.实用无线电遥控电路.北京:人民邮电出版社.2007-07.[7]刘天龙. 制作机器人常用的单片机性能特点及使用经验.2010-02[8]张毅坤,陈善久,裘雪红.单片微型计算机原理及应用[M].西安:西安科技大学出版社,1998-08[9]周立功.ARM嵌入式系统基础教程.北京:北京航空航天大学出版社,2008-9[10]Josef FORMÁNE.One-chip Microcomputer Controlled Handling Appliances.2004.[11]张毅刚.单片机原理及应用.北京:高等教育出版社,2009.[12]胡忭利.基于单片机的通信转换器在远程测控系统中的应用.工业仪表与自动化装置,2003-4[13]刘天龙. 制作机器人常用的单片机性能特点及使用经验.2010-02[14]古天祥,王厚军,习友宝,詹惠秦.电子测量原理.机械工业出版社.2004-8 [15]马潮.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践.北京航空航天大学出版社,2007-10。