多功能智能窗毕业设计论文基于单片机定稿版
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基于单片机的智能窗帘控制器的设计(陕西理工学院物电学院电子信息科学与技术专业2012级3班,陕西汉中 723001)指导教师:[摘要]在社会经济快速增长,人们的生活质量也在不断飞升的时代里,人们对生活的舒适度的需求越来越高,窗帘作为每个家庭的必须用品,当然也需要满足人们更高的舒适性需求,因此就有设计一款智能的遥控窗帘的需要。
本设计是基于8位的单片机STC89C51所设计的智能遥控窗帘。
采用了无线遥控,和智能模式,通过直流电机控制窗帘的开和关。
[关键词]STC89C51;直流电机;无线遥控Design of intelligent curtain controller based on singlechip microcomputer(Grade12,Class03,Major Electronic Information Science and Technology,School of Physics and Telecommunication Engineering,Shaanxi University of Technology, Hanzhong,723000 Shaanxi)Tutor:Abstract:In the rapid growth of social economy, people's quality of life also in the era of continuously rising, people is higher and higher demand for the comfort of life, the curtain as each family must supplies, of course also needs to meet the demand of people to a higher comfort, so there is a need to design a intelligent remote control curtains. This design is based on 8-bit microcontroller STC89C51 design intelligent remote control curtains. Using the wireless remote control, and intelligent mode, the curtain opened and closed by dc motor control.Key words: STC89C51;DC motor;wireless remote control目录1 概述 (1)1.1 设计的背景与意义 (1)1.2 主要任务 (2)2系统总体方案及硬件设计 (2)2.1设计思路 (2)2.2 工作原理 (2)2.3 硬件系统设计 (2)2.3.1主控芯片 (2)2.3.2 单片机最小系统 (4)2.3.3按键设计 (5)2.3.4 遥控发射模块参数 (5)2.3.5 PT2262/PT2272编解码集成电路原理说明 (6)2.3.6 遥控电路设计 (8)2.3.7 光线检测模块 (9)2.3.8 正反转控制模块 (9)2.3.9 正反转与模式显示模块 (10)3系统软件设计 (10)3.1 软件介绍 (11)3.2程序设计 (12)3.3系统程序流程图 (13)4毕业设计体会 (14)参考文献 (15)附录A (16)附录B (20)1 概述对每个家庭来说窗帘已经是不可缺少的家具用品,众所周知窗帘的最基本作用就是保护个人隐私以及遮挡阳光挡灰尘等。
基于单片机的智能窗帘多模式控制设计摘要随着社会的进步和人们生活水平的持续提升,智能家居产品逐渐成为现代生活的一部分。
人们对家居的品质和舒适性有了更高的期望。
在这样的背景下,传统窗帘已经不能满足现代人对生活品质的追求。
多模式智能窗帘应运而生,不仅大大提高了工作与学习的便捷性,还满足了人们多变的生活需求,克服了传统窗帘在功能和智能化方面的局限性,具有广阔的市场潜力和应用前景。
本文深入探讨了全自动窗帘的设计理念及实际效果,并详细描述了其硬件设计和软件调试过程。
通过该控制电路,我们可以根据环境亮度快速实现各种控制模式,如自动控制、定时控制以及手动控制等。
关键词:智能窗帘;电路系统;单片机;设计理念;控制模式第1章引言随着人民生活水平的不断提高,以及智能化家居产品的产生与广泛应用,广大人民群众对生活品质的要求逐步提升,传统窗帘现在已不能有效满足广大居民对人们对舒适生活水平的标准。
说到智能窗帘,主要是欧美等发达国家的最新产品,采用的是一层薄薄的隔板,从内部到外部,形成一个连续的隔音管道,所以隔音效果非常好。
美国开发了一种新型的高效折叠帘子,由高强度聚酯纤维织物和带有反射功能的铜薄膜构成,通过在金属薄片上添加一道保护膜,从而实现了能源节约。
另外,窗帘和窗帘之间的气流也会减少,特别是安装了一套太阳能发电站,将阳光直接照射到窗帘上,再利用能量转化技术,将阳光转化成窗帘所需的电力,在阳光充足的时候,窗帘可以发出5 W的电量。
这能保持房间里的凉意,同时也能欣赏窗外的景色。
本世纪之交,一间英国的大公司研发出一款结合电脑及感应技术的幕布,可以为使用者量身定做各种不同的特性,例如远程操控、计时控制等。
在智能化行业,自动化智能窗帘可以说是一个正在快速发展的行业。
因为其实用价值高,在很少的时候就可以达到多种不同的性能,同时其人性化的控制系统已经得到了越来越多的用户的认可,并且在未来的发展中,很有希望超过外国技术。
事实上,中国很多工厂都会制造全自动的窗帘,并且中国的工业发展和其它工业有着很大的区别。
基于单片机的智能窗设计智能窗是一种集成了多种先进技术的窗户产品,能够根据环境条件自动调节窗户的开合程度,实现自动通风和光线控制,提高室内环境的舒适性和节能效果。
基于单片机的智能窗设计,通过引入单片机控制系统,实现窗户的智能化功能,使得智能窗具备了更高的自动化程度和智能化水平,满足了现代建筑对于舒适、安全和节能的要求。
一、智能窗的功能及特点智能窗是一种集成了多种传感器、控制器和执行装置的窗户产品,具有多种智能化功能:1. 自动感应控制:智能窗能够根据环境光线、温度、湿度等条件自动感应并调节窗户的开合程度;2. 远程控制:通过手机App等远程控制手段,可以随时随地对窗户进行远程控制,实现便捷的操作;3. 安全防护:智能窗能够通过传感器感知外部情况,实现对窗户开合状态的智能监控和安全防护功能;4. 节能环保:智能窗能够根据室内外温度和光照条件,自动调节窗户开合程度,实现节能和环保的效果。
二、基于单片机的智能窗设计基于单片机的智能窗设计,是通过引入单片机控制系统,实现窗户的智能化功能。
其具体设计方案如下:1. 窗户传感器模块:通过光线传感器、温湿度传感器等模块,实时感知室内外环境条件;2. 单片机控制模块:引入单片机控制系统,根据传感器模块的数据和预设的控制算法,对窗户的开合状态进行控制;3. 执行装置模块:通过电机、气动装置等执行装置,实现窗户的自动开合;4. 通信模块:通过WiFi、蓝牙等通信模块,实现与手机App等远程控制手段的连接。
三、基于单片机的智能窗设计的优势相比传统的智能窗设计方案,基于单片机的智能窗设计具有以下几点优势:1. 稳定可靠:单片机作为控制核心,具有较高的稳定性和可靠性,能够确保窗户控制系统的稳定运行;2. 灵活多样的控制算法:通过单片机控制系统,可以实现灵活多样的控制算法,满足不同场景下的智能控制需求;3. 易于扩展和定制:基于单片机的智能窗设计具有较高的可扩展性和定制性,可以根据具体需求进行功能扩展和定制化设计;4. 低功耗节能:单片机控制系统能够实现低功耗控制,提高智能窗的节能效果。
基于单片机的智能窗设计一、设计原理1.1 光线传感器在智能窗的设计中,光线传感器是一个至关重要的元件。
光线传感器可以感知环境光线的强弱,根据光线的强度来控制窗户的开合。
当环境光线较弱时,窗户可以自动打开,让更多的自然光线进入室内;当环境光线较强时,窗户可以自动关闭,避免室内过度曝光。
通过光线传感器的感知和反馈,可以实现智能控制窗户的开合。
1.3 单片机控制在智能窗设计中,单片机扮演着核心的控制器角色。
单片机可以接收光线传感器和温度传感器的反馈信号,根据信号的变化来控制窗户的开合和窗帘的升降。
通过预设的控制条件和算法,单片机可以实现智能判断和控制,确保窗户和窗帘的开合升降符合环境的变化和用户的需求。
1.4 无线通信为了提高智能窗的便捷性和舒适度,可以在设计中加入无线通信模块。
通过无线通信,用户可以通过手机APP或者智能家居中心来远程控制窗户和窗帘的开合升降。
无论用户身在何处,都可以通过手机远程控制智能窗,满足不同时间和场景的需求。
二、设计实现2.1 硬件设计硬件设计是智能窗实现的物理基础,需要进行传感器的选型、电路的设计和单片机的搭载。
在选型过程中,需要兼顾传感器的性能、功耗和稳定性,确保其能够准确感知环境的变化。
在电路设计中,需要考虑传感器与单片机的连接方式和供电方式,确保传感器可以准确传输信号。
在单片机的搭载上,需要选择性能稳定、功耗低的单片机,以确保智能窗的长期稳定运行。
2.3 联调测试在硬件和软件设计完成后,需要进行联调测试,确保智能窗的各个部分能够正常运行。
在联调测试中,需要测试传感器的感知和反馈、单片机的控制算法和逻辑、手机APP的远程控制等功能,确保智能窗的稳定性和可靠性。
三、设计展望基于单片机的智能窗设计是智能家居的重要组成部分,随着科技的不断发展,智能窗的设计也会不断进化和完善。
未来,我们可以通过人工智能技术,让智能窗具备更加智能化的学习和适应能力,根据用户的习惯和需求自动调节窗户和窗帘的开合升降。
基于单片机的智能窗户控制系统设计摘要:通过单片机来实现智能窗户的自动控制,通过对智能窗户的功能分析,提出了智能窗户的总体设计方案。
该系统以STC89C52单片机作为核心控制单元,利用温湿度传感器DHT11实时监测环境的温湿度,LCD1602液晶显示屏实时显示环境温湿度值。
当环境温度或湿度超过预设值时,窗户自动关闭,并启动相应设备进行环境调节。
系统也可实现窗户的定时开启和关闭。
之后对智能窗户进行软件设计和硬件设计,来实现智能窗户的控制功能。
关键词:传感器;智能窗户;单片机随着人们生活水平的提高和消费者观念的改变,家庭生活变得更加定向,精致,轻松和更加环保,这是当前社会生活的主流。
智能家居在我们日常生活中的地位不断提高,以及人们对智能窗户的兴趣日益增长,已引起世界各地研究人员的广泛兴趣[1]。
传统门窗在防风、防雨、防盗、感应有毒气体、净化空气等各方面不能满足人们对舒适、环保、安全的家庭生活的需求,而智能窗的广泛使用让人们在家中能够充分享受到幸福指数较高的生活,同时也让家具以及其他家庭设施更具有人性化。
本文研究了智能窗控制系统的各个功能单元,并试图通过结合节能和环保的概念来增加新功能,并尽一切努力使整个设计设备变得简单,有效和易于使用。
1智能窗户的控制要求这个主题模型是一个由单片机控制的智能窗户,它结合了不同的传感器。
通过信息传感器电路不断监测外部湿度和温度。
当下雨或刮风时,窗外的湿度传感器会被感知并关闭窗户。
当外面下雨或有风时,将检测到窗户外面的湿度传感器,并且窗户将关闭。
按下此按钮,可自动设置窗户的打开和关闭时间。
设置时间后,窗户将自动关闭或打开。
窗户开关可根据温度和湿度设定,窗户可根据时间开启和关闭。
当检测到可燃气体时,窗户自动打开,并发出报警声音。
当传感器探测到有物体靠近窗外时,窗户就会自动关闭,警报器就会响起,以防止盗窃。
本设计为人们的生活提供了舒适感,并为人们创造了舒适的生活环境。
2 设计2.1智能窗户控制系统的结构这个系统是一个嵌入式开窗控制系统。
智能窗户控制系统:让室内空气舒适度大大提升随着时代的发展,人们对生活的要求也越来越高,特别是对于室内环境的要求越来越严格。
智能窗户控制系统作为一种新型的智能化家居装置,可以实现窗户的自动控制,从而达到卫生、舒适、节能、环保的效果。
本文将介绍一下智能窗户控制系统的设计与实现。
首先,我们需要明确智能窗户控制系统主要基于单片机技术实现。
它可以通过检测室内温度和湿度等参数,自动打开或关闭窗户,达到自动通风的效果。
在控制系统的实现过程中,我们使用了温湿度传感器模块、直流电机驱动模块、GPRS模块等硬件设备,并采用了C语言的程序设计。
其次,我们需要详细说明系统的工作原理和实现步骤。
当温度或湿度超过设定值时,温湿度传感器模块会将数据发送给单片机主控制板。
单片机会通过系统的逻辑判断,控制直流电机驱动模块控制窗户的开闭。
同时,我们可以通过GPRS模块将窗户的状态信息和环境参数上传到云平台,使家庭用户可以通过手机客户端监控室内温度、湿度和空气质量等参数,实现远程操控。
最后,我们需要总结一下智能窗户控制系统的优点和劣势。
优点主要包括:实现室内的智能通风,提高室内空气质量,节约能源和保护环境等;而劣势则包括成本过高、使用难度增加等问题。
在今后的开发中,我们需要继续研究系统的完善和优化,让智能窗户控制系统更加完美地服务于家庭用户的需求。
综上所述,智能窗户控制系统是一个非常有用的智能化家居装置,在现代生活中发挥着越来越重要的作用。
通过深入了解系统的设计与实现,我们可以更好地掌握其使用方法及优劣势,并在今后的发展中不断完善和优化。
基于单片机的智能窗帘控制系统设计毕业论文单片机电火花控制系统毕业论文基于单片机的智能窗帘控制系统设计摘要在现代的社会中,人们对生活环境很重视,智能家居对人们的生活产生了极其重要的影响。
本文将研究一种基于单片机的智能窗帘控制系统。
在此设计系统中,以STC89C52单片机作为电路的主控部分,语音识别芯片和光敏电阻作为信号输入部分,加以按键控制和液晶显示,从而实现电动窗帘的智能控制。
硬电路是由语音识别模块、按键模块、系统总控制模块、光控模块、步进电机驱动模块和液晶显示模块等相关电路组成。
通过软调试实现窗帘的手动控制、半自动控制、自动控制等功能。
最后经过硬和软的整体联调实现了语音控制、手动控制、光照控制窗帘的开关等基本功能。
从而使窗帘达到智能的效果,在市场上有较好的应用前景。
关键词智能窗帘,步进电机,单片机STC89C52,语音识别Design of control system for intelligent curtain based on MCU Abstract In modern society, people"s living environment is very important, smart home for people"s lives have a very important impact.Thispaper will research a kind of intelligent curtain control system based on single chip microputer.In this design system, STC89C52 microcontroller as the master control part of the circuit, speech recognitionchip and photosensitive resistance as a signal input part, be keyboard control and LCD display, in order to achieve intelligent control electric curtain.Hardwarecircuit is made up of the speech recognition module, keys module, system control module, optical module, stepper motor driver module and LCD modulecircuit.Throughthe software to realize the curtain of the manual control, semi-automatic control, automatic control and other functions.Atlast, the basic functions of voice control, manual control, light control curtain switch and other basic functions are realized through the whole bination of hardware and software.Sothat the curtain achieved the effect of intelligence, has good application prospect in the market.Keywords intelligent curtain,stepping motor,MCU STC89C52,speech recognition 目录摘要 I Abstract II 前言 31课题研究的背景及意义 32课题研究的内容及章节安排 3 3课题难点 4 4课题的设计任务和要求 4 5本章小结 4 第一章方案论证及总体设计 51.1光电传感器的方案选择和论证 51.2按键模块的方案选择 51.3语音识别模块的选择方案 51.4显示模块的选择方案和论证 61.5步进电机驱动芯片的选取 61.6系统的各部分功能实现 61.7系统的总体设计思路 71.8本章小结 7 第二章系统硬设计 82.1主控模块及相关电路 82.1.1 STC89C52单片机的介绍 82.1.2晶振电路 92.1.3复位电路102.1.4 电源电路102.2按键模块112.3光控模块112.4语音识别模块122.5步进电机驱动模块132.6显示模块142.7本章小结14 第三章系统软设计15 3.1软设计总体说明15 3.2按键程序设计16 3.3光控模块程序17 3.4语音识别模块程序18 3.5步进电机驱动软设计19 3.6显示模块程序20 3.7本章小结21 第四章调试与仿真22 4.1 Proteus软概述22 4.2智能窗帘控制系统PROTEUS仿真22 4.3调试的注意事项23 4.4系统联调23 结束语27 附录28 附录1:电路原理图及实物图28 附录2:源程序29 附录3:元器清单 39 参考文献(References)40前言1课题研究的背景及意义科学技术的不断创新和提高,电子产品的种类越来越丰富且发展速度也非常惊人。
基于单片机的智能窗户控制系统设计与实现摘要随着科技的进步,经济的快速发展,人们对生活质量的要求越来越高,自动化设备也就逐渐被人们所喜爱,所以设计智能窗户系统具有实践意义。
目前普通窗户在下雨时不能自动关闭,在刮大风有沙尘天气的时候也不能自动关闭,这给我们带来了诸多不便, 也给我们带来经济损失,在这种情况下安装智能窗就可以让我们不再让这些问题成为我们的烦恼。
智能窗户代替现在的普通窗户将会成为一种趋势。
本论文阐述了以STC89C52RC单片机为核心的智能开窗器的工作原理和设计方法。
温湿度信号由温湿度传感器DHT11采集,并以数字信号的方式传送给单片机,烟雾检测采用的是MQ-2传感器。
论文介绍了该控制系统的硬件部分和软件部分的设计与实现。
硬件电路包括:温湿度检测电路,烟雾检测电路和电机控制电路。
单片机通过对信号进行相应处理,根据温湿度和烟穿情况对连接窗户的电机进行控制,从而实现对窗户开闭进行自动控制的目的。
关键诃智能窗户控制,STC89C52单片机,DHT11温湿度传感器,MQ-2传感器, 电机控制Design and Implementation of IntelligentWindow Control System Based on SCMAbstractWith the progress of science and technology and the rapid development of economy, people's requirement for the quality of life becomes higher and higher, and automation equipment is also gradually enjoyed by people, so to design a kind of intelligent window system is proposed. Currently ordinary window cannot be automatically shut down when it rains, the wind is dust weather, this brings us to inconvenience, also brings economic losses, in this case the installation of intelligent window can let us not to let these problems become our troubles. Intelligent windows instead of ordinary window will now become a trend.The working principle and the design method of intelligent window based on STC89C52RC micro controller are described in the paper. Humidity and temperature signal are collected from the temperature and humidity sensor DHT11 acquisition, and smoke is detected by MQ-2 sensor. Digital signals are transmitted to the micro controller. This paper introduces the hardware and software parts. The control system includes temperature and humidity detection circuit, smoke detection circuit and motor control circuit. SCM is response to process corresponding signals, thus to realize the control of the connected window according to temperature and humidity and smoke.Keywords: Intelligent Window Control, STC89C52, DHT11, MQ-2, Motor Control摘要 (1)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1课题研究背景与意义 (1)1.2课题研究现状 (1)1-3本设计的主要任务和内容 (2)1.4论文组织结构 (2)第2章关键技术介绍 (3)2. 1 STC89C52RC 单片机 (3)2.2DHT11温湿度传感器 (3)2.3MQ-2烟雾传感器 (4)第3章系统需求分析 (5)3- 1系统设计目标 (5)3.2系统功能需求 (5)3.2. I温度采集模块 (5)3.2.2湿度采集模块 (5)3.2.3烟雾采集模块 (5)3.2.4电机控制模块 (5)3.2.5复位模块 (5)3-3系统非功能需求 (5)第4章系统设计 (6)4. 1系统总体框图 (6)4.2系统硬件设计 (7)4. 2. 1硬件构件设计 (7)4. 2.2时钟电路 (8)4. 2.3单片机内部组成 (10)4. 2.4引脚定义 (10)4. 2.5复位电路 (12)4. 2.6电机控制电路 (14)4.3系统软件设计 (15)4.3. 1温湿度的读取 (15)4.3.2 MQ-2 的检测 (15)4.3.3电机的驱动 (16)4.3.4传感器信号处理 (16)第5章系统实现 (17)5-1系统软件的实现 (17)5. 1. 1设备初始化 (17)5. 1.2温湿度读取 (17)5. 1.3电机驱动 (18)5.2系统集成与调试 (19)5. 2. 1 焊接 (19)5. 2.2程序烧写 (20)第6章系统测试 (22)6-1测试概述 (22)6.2 ;则试用伊J (22)第7章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第1章绪论1.1课题研究背景与意义上世纪八十年代初,随着电子技术飞速发展,电子技术与家用电器开始结合,电子时代的到来已经从人们开始体现岀来,住宅电子化也不例外,大批的住宅电子设备随之岀现。
1、系统的总体设计该系统是基于51单片机控制的智能窗系统,能根据外界的天气情况和室内的气体情况来控制着窗户的开启和关闭。
系统主要的模块包括:电机驱动模块、可燃性气体和烟雾检测模块、风雨检测模块、红外线防盗探测模块、语音播放模块,稳压模块,按钮模块等。
本系统有以下几个控制要求:1)、当外界刮大风下大雨时,风雨传感器检测到这一下风雨信号(相当于触发开关)并将信号传送给单片机,单片机控制着电机及时关闭窗户并报警,蓝灯闪烁。
防止雨水进入室内损坏室内的装饰和物品,此后每过5分钟重新检测,如果无风无雨窗户自动打开。
2)、当室内可燃性气体、烟雾等超过一定的标准时,窗户自动打开,并启动排气扇进行排气,红灯频繁闪烁,且此优先级最高,同时报警器也会响起来提醒主人危险的存在,防止煤气中毒或火灾事故的发生。
3)、当窗户外有人驻留时,阻断了红外线探测器的发射接收通路,窗户会立刻关闭并发出高分贝声音报警,黄灯闪烁30s起到防盗的作用。
4)、增加了手动按键和机械运动开窗、关窗功能,使产品更具有人性化。
2、系统的硬件设计2.1 系统所需元器件的选择STC89C52单片机; ISD4004语音芯片;LM324运算放大器;LM317稳压芯片;LM386功率放大器;L298驱动芯片;NE555定时器;7805,7806稳压芯片;电阻;电容;电位器;11.0592MHz晶振;按键,开关;杜邦线;蜂鸣器;排风扇;直流电机;红外对管;发光二极管;三极管;烟雾传感器MQ2;其他硬件支持,在此不一一列举。
2.2语音报警电路语音录放模块的硬件电路如图3所示。
MK1为麦克风,用于录入语音,可完成普通的现场录音。
在放音电路中,输出端选用低电压通用集成功率放大器LM386M-1的典型应用电路作为扬声器LS1的驱动电路。
该典型电路中,LM386M-1的1脚和8脚间外接10μF的旁路电容,可以使电路的放大倍数提高200倍。
ISD4004的工作电压是3V,。
基于单片机的多功能智能窗的设计摘要:当今世界建筑正朝着智能化方向发展,这种发展趋势也正是人类社会的文明程度在一定历史时期的体现。
但普通窗户在起风下雨时不能自动关闭,不能自动调整开合程度以适应风、雨、光等环境变化,给我们带来了诸多不便,安装智能窗已是大势所趋。
本文讨论了一种智能窗系统设计方案。
该智能窗由多个传感器收集风力大小、空气湿度、烟信号、红外检测等信号,经处理后传入单片机。
单片机对信号进行运算,再输出脉冲信号调整步进电机。
智能窗可根据环境变化及使用者的意愿调整扇叶张角,控制室内环境参数,且具有一定的自适应能力。
也可以对窗外长期驻留人员的情况进行检测,并对室内人员报警提醒。
当不启用智能窗系统时,也能用手动对窗户进行开关,更具人性化。
关键词:89C51单片机多传感器智能窗环境控制1.文献综述:1.1智能窗智能门窗一般是指安装了先进的防盗、防劫、报警、自动关窗等系统的门窗。
智能门窗在一些公共场所、高档商品房、商场中运用广泛,现在正向普通家庭普及。
智能门窗控制系统由无线遥控器、智能主控器、门窗控制器、门窗驱动器等组成,现在的智能门窗系统集现代声、光、机、电、通讯为一体,是智能居家的理想选择。
另一种智能窗是由玻璃或透明塑料等基材和调光材料所组成的具有调光功能的器件,在一定的物理条件( 如电场、温度)下,这种器件可以改变自身的透明度或颜色,从而选择性地吸收和反射外界热辐射和阻止内部热扩散,达到调节光强度或室内温度的目的。
一般智能窗材料根据激励方式可以分为三种:光致变色型、电致变色型、热致调光型。
随着能源危机、污染、全球变暖等问题的日益严峻,智能窗( Smart Window ) 迅速成为各国研究的热点[1]。
应用简单可靠的系统,通过高智能的精准控制和协同,让生活变得更简单更舒适更节约[2]。
从专业的角度讲,我们是电子产品的造物主,赋予它们灵魂不仅是我们的梦想也是我们的使命[3]。
人工智能窗,能使你的生活更加安全,更加舒适,更加环保[3]。
基于单片机的智能窗设计设计方案:该智能窗设计包括两部分:硬件设计和软件设计。
硬件设计主要是通过单片机控制窗户开启和关闭,软件设计则是通过传感器检测环境温度,光照强度等信息,根据事先设定好的规则自动控制窗户状态。
硬件设计:1. 单片机的选择本设计选用Atmel公司的AVR系列单片机ATMega16作为主控芯片,主要原因是其具有强大的计算能力和丰富的外设接口。
2. 传感器的选择(1) 温度传感器:建议选用DS18B20数字温度传感器,它具有高精度、长寿命、数字输出等特点,可以满足室内温度的测量要求。
(2) 光照强度传感器:光敏电阻是常用的光照强度传感器,可以根据光照强度的变化通过模拟输入口输出不同电压信号。
3. 电机的选择电机的选择应根据窗户的大小和重量进行选择,一般使用无刷电机或直流电机作为驱动。
4. 供电电路的设计本设计采用12V的直流电源供电,通过稳压电路将电压稳定在5V,为单片机供电。
5. 通信接口的设计本设计采用串口通信方式,将单片机的信号通过串口传输到电脑上,以便对智能窗进行远程控制和数据存储。
软件设计:1. 窗户状态控制根据预设的温度和光照强度数据,单片机控制电机的正反转,实现窗户的开闭控制。
2. 温度采集单片机通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度的数据,将采集到的数据传输到电脑上进行实时监测。
4. 数据处理单片机采集到的温度和光照强度数据可以保存在EEPROM中,或通过串口传输到电脑上进行存储和处理。
总结:通过单片机技术实现智能窗的开闭控制,不仅实现了对室内环境的智能感知和管理,还具有节能、环保、智能化等特点,对于现代化智能家居建设具有重要意义。
---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要:阐述了自动光控帷幕起升和闭带的整个设计过程, 详细介绍了整个生产过程中硬件电路的设计, 以及它们实现的功能和软件语言的驱动因素。
.该系统可分为电子自动控制和机械传动两部分。
前者采用STC89C52 单片机作为核心CPU, 集成了多个传感器, 实现了监控。
后者计划在窗户上安装步进电机, 以实现在不同照明条件下打开和关闭窗帘, 包括在某些特殊情况下手动或遥控, 使窗帘打开或关闭。
闭合, 物理性能好, 集设计、仿真、生产于一体, 具有智能化的现实意义。
关键词:自动控制;光单片机;窗帘目录1背景 (3)2系统总体结构 (3)3设计方案和内容 (4)4系统硬件部分设计 (4)4.1主程序模块 (5)4.2按键模块 (6)4.3光敏和AD转换模块 (7)4.4步进电机设计模块 (8)4.5显示部分模块 (10)5系统软件部分设计 (11)6 智能遥控窗帘的综合调试 (11)7结束语 (12)8 致谢 (12)9 参考文献 (13)1背景随着科学技术的发展, 人们在满足基本生活需求的同时, 对家用电器的生活质量提出了越来越高的要求。
单片机结构简单, 功能强大, 使用简单方便。
采用单片机作为控制单元, 可以大大提高各模块的协调性, 从而提高系统的资源利用率, 减少资源浪费, 节约成本。
进入21世纪后, 随着各种科学技术的不断发展, 理论知识与实践生活的结合越来越紧密, 人们的生活水平不断提高。
同时, 越来越广泛地应用科技智能化也使人们的隐私安全受到极大的侵犯, 因此人们更加注重隐私的安全, 并将其作为家庭住所。
必要的窗帘对于保护居民隐私和屏蔽外部光线非常有用。
现在市场上大多数传统的窗帘都需要手动切换, 这不仅费力, 而且可能错过最好的照明时间, 所以窗帘的智能控制是非常重要和有效的。
设计了一种基于AT89C52 系列单片机的智能遥控窗帘系统。
利用AT89C52 系列单片机的功能, 不仅简单方便, 而且成功地完成了人们所需的许多功能。
基于单片机的智能窗设计智能窗是一种可以根据环境条件自动调节窗户的开合程度的窗户系统。
常见的智能窗设计使用单片机控制,实现了窗户的自动化管理和智能化操作。
本文将介绍基于单片机的智能窗设计。
基于单片机的智能窗设计需要选择合适的硬件设备和传感器。
常见的硬件设备包括单片机、驱动模块、电机和相关的传感器,例如光敏传感器、温湿度传感器和气体传感器。
这些传感器可以用来感知环境条件,如光照强度、温湿度和空气质量。
需要编写合适的程序代码来实现智能窗的功能。
可以利用单片机的IO口和模拟输入输出功能来控制窗户的开合和电机的转动。
通过读取传感器的数值,可以实现智能化的窗户控制。
当光敏传感器检测到外部光照强度较强时,窗户可以自动关闭,以防止阳光直射室内;当温度传感器检测到室内温度过高时,窗户可以自动开启,以实现通风降温。
对于智能窗设计,还可以添加一些额外的功能,如窗户开合角度的调节和窗帘的控制。
通过编程设置,可以实现窗户的不同开合角度,以适应不同的环境需求。
可以设置窗户在室内光照强度较强时只开启一小部分,以保持室内适度的明亮程度。
可以将智能窗与窗帘结合起来,通过单片机控制窗帘的开合。
在夜间或需要保护隐私的场合,可以通过智能窗和窗帘的联动控制,有效地阻挡外界光线和视线。
还可以通过设置定时功能,自动调节窗帘的开合时间,实现更便捷的操作。
在安全方面,智能窗设计也需要考虑到一些风险因素。
当窗户关闭时,防止窗户突然打开或者被他人恶意打开。
可以通过添加传感器或者开关来检测窗户的状态,并及时响应。
可以设置密码或者指纹识别等身份验证方式,以确保只有授权人员才能操作窗户。
基于单片机的智能窗设计可以实现窗户的自动化管理和智能化操作,提供更便捷、舒适的居住环境。
通过合适的硬件设备和传感器配合编写程序代码,可以实现智能的窗户控制和附加功能,如窗帘的联动和定时开合等。
还需要考虑窗户的安全性,以确保窗户的操作安全可靠。
基于stm32智能窗户毕业设计
智能窗户是一种能够实现自动和远程控制窗户开闭的系统。
在现代社会,人们越来越注重居住环境的舒适度和安全性,而智能窗户则可以为我们带来更加便利、节能和安全的居家环境。
STM32是一种成本低廉、易于使用和高效的微控制器。
在智能窗户的设计中,STM32可以用于实现监控、控制和通信等功能。
例如,我们可以利用STM32来实现窗户的开闭控制、气温和湿度的监测、报警功能等。
智能窗户的设计要考虑实际生活中的需求,例如窗户的尺寸、开放方式、开关速度等等。
同时,为了提高用户体验和安全性,我们还需要考虑一些额外的功能,例如遮挡物检测、红外线探测和手势控制等。
总的来说,智能窗户的设计和实现需要结合计算机科学、通信技术、物理、工程学等多个领域的知识,而STM32作为一种具有较高性能和可靠性的微控制器,可以为智能窗户的实现提供有力的支持。
基于单片机的智能窗设计智能窗是现代化建筑技术的重要组成部分,通过利用各种传感器和控制系统来实现自动操作和智能化控制,从而达到节能、环保、舒适的目的。
本文介绍了一种基于单片机的智能窗设计方案,并对其实现原理、硬件设计和软件设计等方面进行了详细的阐述。
一、设计原理智能窗的设计基于单片机,通过采用一系列传感器和控制器构建智能控制系统,以实现自动化控制和智能化管理。
其中,热感传感器、紫外线传感器和光感传感器是主要的控制元件,可以分别检测室内温度、外部紫外线强度和室内光照强度,并通过单片机进行数据处理和判断,以达到自动控制的效果。
二、硬件设计智能窗的硬件设计主要包括控制器、传感器、执行器和电源等部分。
控制器采用常见的单片机,可对传感器采集的数据进行处理,并通过执行器控制窗户的开关状态。
传感器包括热感传感器、紫外线传感器和光感传感器等,可实现实时监测和控制。
执行器主要是一个电机,用于控制窗户的开关状态。
电源则为整个系统提供动力支持,可采用电池或插电式电源,也可在控制系统中加入充电功能。
智能窗的软件设计主要是通过单片机的程序设计实现的,其中包括主程序和子程序两部分。
主程序负责控制整个系统的运行,包括对传感器数据的读取、处理和判断,并对执行器进行控制。
子程序则是实现各种功能模块的基本程序,包括与传感器的通信、窗户控制、数据存储和界面显示等功能。
四、实现效果通过以上的硬件和软件设计,智能窗的设计实现了较好的控制效果,能够自动感知环境变化并自动控制窗户的开关状态,从而实现节能、环保和舒适的作用。
同时,该设计具有较强的扩展性和适用性,可根据实际需求进行进一步的优化和改进,以满足不同用户的需求。
总之,智能窗的设计方案基于单片机,通过传感器和控制器构建智能控制系统,在实现自动化控制和智能化管理的同时实现了节能和环保的目标。
该设计方案具有较好的控制效果和扩展性,为未来智能化建筑领域的发展提供了重要的技术支撑。
基于单片机的智能窗设计智能窗设计是一种结合了单片机技术和传感器技术的智能家居产品,它能够根据环境光线、温度和湿度等参数来自动控制窗户的开合,从而实现节能、舒适和智能的居住环境。
本文将从智能窗的设计原理、功能实现、系统组成以及应用前景等方面进行详细介绍。
一、设计原理智能窗设计的原理是基于单片机控制的自动化系统,通过传感器采集周围环境参数,再由单片机进行处理和判断,最终控制窗户的开合。
传感器可以是光敏传感器、温湿度传感器等,它们能够实时监测环境中的光照、温度和湿度等参数。
单片机作为智能窗的“大脑”,能够根据传感器采集的数据进行智能决策,控制窗户的开合状态。
设计智能窗的关键在于如何将传感器采集的数据与单片机控制窗户的动作相结合。
需要通过合理的算法和电路设计,实现数据的实时采集、处理和输出,以及窗户执行机构的控制,从而实现智能窗的自动化功能。
二、功能实现智能窗的主要功能包括自动开合、手动控制、远程控制和智能化调节。
通过传感器采集环境参数,单片机可以自动判断当前的环境光线、温度和湿度等情况,从而实现智能控制窗户的开合。
当环境光线较弱时,智能窗可以实现自动开启,增加室内采光;而环境温度较高或者湿度较大时,智能窗可以自动关闭,实现室内温度和湿度的调节。
智能窗还可以实现手动和远程控制功能,用户可以通过手机APP或者遥控器对窗户的开合状态进行调节。
智能窗的智能化调节是基于单片机的智能算法,能够自动学习用户的习惯和需求,在保障舒适居住环境的最大程度地节约能源,实现智能化的节能减排。
三、系统组成智能窗的系统主要由传感器、单片机、控制电路和执行机构等组成。
传感器包括光敏传感器、温湿度传感器等,用于采集环境参数;单片机是智能窗的核心控制部分,进行数据处理、决策和控制;控制电路是单片机和执行机构之间的桥梁,用于实现输出信号的控制和驱动;执行机构是窗户的开合装置,可以采用电动机或者气动机构等。
智能窗的设计需要考虑整体系统的稳定性、可靠性和实用性,传感器的准确采集、单片机的灵活控制、控制电路的安全可靠以及执行机构的稳定运行等都是系统设计中需要重点考虑的问题。
基于单片机的多功能窗的智能控制系统肖瑞;叶文泉;刘敏【摘要】The intelligent control system of a multi-function window is designed with the combination of microcomputer, various sensors and stepping motor in this paper. Several different sensing detection circuits sending information to the microcomputer are used to cyclically test some information of indoor temperature, outdoor temperature and humidity, human body infrared and combustible gas or smoke and so on. The microcomputer controls the running of step motor according to difference control instructions of receiving signals ,and then, realize the functions of automatic opening and closing the window and sound and light alarm. In addition, the intelligent control system not only can real-time display detected information, but also can realize the function of manual and automatic switching window switch ,which is very human.%本文将单片机、多种传感器和步进电机相结合,设计了一种多功能窗的智能控制系统.该系统利用不同的传感检测电路,不断循环检测室内温度、室外温湿度、人体红外以及可燃气体或烟雾等信号发送给单片机,然后单片机根据接收的不同信号发出相应的控制指令来控制步进电机的运行,进而实现对窗户的自动开、关以及声、光报警等多种功能.另外,此系统不仅能实时显示检测到的信息,还能进行手动和自动开关窗的切换,非常人性化.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)013【总页数】3页(P41-43)【关键词】智能控制;单片机;传感器;声光报警【作者】肖瑞;叶文泉;刘敏【作者单位】惠州学院电子信息与电气工程学院,广东惠州,516007;惠州学院电子信息与电气工程学院,广东惠州,516007;惠州学院电子信息与电气工程学院,广东惠州,516007【正文语种】中文门窗对房屋的重要性是生活在现代都市的人们早已意识到的问题。
基于51单片机的智能窗户控制器设计摘要窗户作为居家的眼睛,已经成为了智能家具不可缺少的组成成分,引起了很多的研究。
因而近年来我国智能家居的发展已经成为了比较热门的一个话题。
窗户软件的调试、硬件的选用、和设计自动控制系统的过程等问题在窗户自动系统中得到了充分的研究。
系统通过依据用户的需要经过按键控制窗户的开关,可达到设置时间以及利用光照的强度来控制窗户的开闭状态;该功能可以使窗户处于任意一种开闭状态。
具有报警功能和温度测量功能。
自动窗户控制系统的组成主要由温度检测模块、蜂鸣器报警模块、电源模块、光照检测模块、LCD1602液晶显示模块、按键模块、步进电机驱动模块和单片机最小系统等构成。
本文阐述了自动窗户控制系统的制作与设计的流程,介绍了制作设计一套完整的窗户控制系统需要做的制作过程以及其理论分析。
在应用层面上其利用Proteus软件对原理图进行设计制作。
在理论层面上该设计,用编程语言驱使各模块运作,完成系统的内在联系。
该控制系统整个系统在各模块的运作下可完成定时控制、自动控制、半自动控制等功能。
51单片机是其采用的核心部件,还利用了信号调理电路、光照传感器、以及键盘显示接口电路等外围电路。
自动控制属于信息科学及电子的一个重要组成部分,当下窗户控制系统可以解决一部分问题,家庭居住环境的避光及采光问题主要利用的是用手开关窗户,手动开关很多方面不仅不够人性化而且费力,还可能会对用户造成一定的困扰,关键词:人工智能、单片机、自动控制目录摘要 ...................................................................................................................................... I I Abstract ................................................................................................................................ I I 第1章绪论 (1)1.1选题的背景、目的和意义 (1)1.1.1选题背景 (1)1.1.2选题目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本文研究内容 (2)第2章模块设计方案对比.............................................................. 错误!未定义书签。
多功能智能窗毕业设计论文基于单片机精编WORD版
IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】 毕业设计(论文)开题报告 课题名称 基于单片机的多功能智能开窗/关窗的设计 学 院 电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电自12-2 学 号 姓 名 王超 指导教师 定稿日期:多功能智能开窗/关窗控制器的设计 摘要:本文讨论了一种智能窗系统设计方案。该智能窗由多个传感器收集风力大小、空气湿度、烟信号、红外检测等信号,经处理后传入单片机。 单片机对信号进行运算,再输出脉冲信号调整步进电机。智能窗可根据环境变化及使用者的意愿调整扇叶张角,控制室内环境参数,且具有一定的自适应能力。也可以对窗外长期驻留人员的情况进行检测,并对室内人员报警提醒。当不启用智能窗系统时,也能用手动对窗户进行开关,更具人性化。
关键词:89C51单片机、传感器、智能窗 第一章 课题简介 1.1课题背景 我国的改革开放,经济的飞速发展,使得人民物质生活水平不断提高,人们对其住宅和汽车的要求也越来越高,表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所和汽车,而且对其安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。现在的自动控制系统已经为我们的生活提供了太多的便利,在生活的各个方面,人们迫切需要一种智能型的家庭安全自动关窗系统,能可靠的进行日常的开关工作,在环境大风或下雨的情况下,自动识别大风或下雨天气,实现自动关窗动作,以便人们能够更安心的工作,同时也保证了居民生活的舒适和生命财产不受损失。于是有关家庭、办公室,仓库还有汽车等处的自动关窗系统的开发研制日益被科研单位和生产厂家所重视。现在市场上也出现了各种名目繁多的关窗装置,但多由于可靠性较差、造价高或使用复杂而难于普及。随着电子通讯技术的飞速发展,单片微机以其具有体积小、价格低、集成度高、性价比高等突出优点已在工业控制、智能仪表、数控机床、数据采集以及各种家用电器等方面得到了广泛应用。因此利用单片机和一些简单的外围器件来开发一种适合于家庭、仓库、银行,汽车等重要场所的低价位、运行可靠、具有自动关窗功能的系统,对恶劣的天气情况自动发出报警信息。
另外自动关窗系统也广泛应用于汽车。汽车是现代生活中不可缺少的交通工具,随着人们生活水平的提高,人们对汽车的安全性、 舒适性都有着更高的要求。中央门锁和电动车窗给驾驶员和乘客带来了很大的方便。驾驶员通过它可以方便的对所有车门的开闭进行控制。电动车窗使得驾驶员也可通过设在驾驶员旁边的控制开关对各车窗实现集中控制。但是在有些时候也会出现一些其他的麻烦。比如:当汽车停车熄火,锁好门后,有时会忘记将车窗玻璃升到位,及时发现的,要重新打开车门,按动开关将其升到位;而一旦疏忽,不但会造成重要文件、物品丢失,甚至会导致车辆失窃、 雨天驾驶室进水等 ,给用户带来不必要的经济损失和精神负担。鉴于以上情况,可以设计在中央门锁和电动车窗的基础上加装的汽车自动关窗控制器。其工作情况是:当汽车熄火后 ,锁上门锁时 ,汽车自动关窗控制器会自动关好开着的所有车窗玻璃。如果汽车附有遥控装置 ,下车后只需轻轻一按遥控器就可以放心地离开了 ,再不用担心物品丢失、 车辆失窃、 雨天驾驶室进水等问题。 1.2 课题意义 随着我国经济的快速发展以及人民生活水平的不断提高,人们对健康的重视程度也日渐增强 保持室内空气新鲜,经常通风换气也成为人们共同的生活习惯 然而在当今快节奏生活中,人们常常会忘记关窗,每逢刮风下雨,便担心不已。现在的智能关窗装置虽然品种功能都很多,但主要应用在高档建筑和各种公共场所,而且主要是和窗户一起定做,价格也比较高 同时无论是老的还是新建的民房预先安装的以手动推拉窗居多,很少有人愿意把已安装好的窗户废掉,更换成多功能智能窗。
由于以上原因,本课题希望开发一种在普通窗的基础上改进的智能关窗装置,该装置装有风速传感器,温湿度传感器,每当刮风下雨,窗户便自动关闭,解除用户的后顾之忧.
1.3课题研究内容 智能门窗一般是指安装了先进的防盗、防劫、报警、自动关窗等系统的门窗。智能门窗在一些公共场所、高档商品房、商场中运用广泛,现在正向普通家庭普及。 智能门窗控制系统由无线遥控器、智能主控器、门窗控制器、门窗驱动器等组成,现在的智能门窗系统集现代声、光、机、电、通讯为一体,是智能居家的理想选择。另一种智能窗是由玻璃或透明塑料等基材和调光材料所组成的具有调光功能的器件, 在一定的物理条件( 如电场、 温度)下,这种器件可以改变自身的透明度或颜色,从而选择性地吸收和反射外界热辐射和阻止内部热扩散,达到调节光强度或室内温度的目的。一般智能窗材料根据激励方式可以分为三种:光致变色型、电致变色型、热致调光型。随着能源危机、污染、全球变暖等问题的日益严峻,智能窗( Smart Window ) 迅速成为各国研究的热点。
应用简单可靠的系统,通过高智能的精准控制和协同,让生活变得更简单更舒适更节约。从专业的角度讲,我们是电子产品的造物主,赋予它们灵魂不仅是我们的梦想也是我们的使命。人工智能窗,能使你的生活更加安全,更加舒适,更加环保。它不仅是一个消费品,更是家庭云系统中的一员。当然它更是一种健康绿色的理念。基于以上,作为智能家居的不可缺少的一环,智能窗应运而生。智能窗主要是由单片机,人体红外线感应器,风速传感器、温湿度传感器、气体传感器及其相关部件组成。
单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器 RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
第二章 方案设计 2.1系统总体方案设计 设计一个多功能智能窗,能够根据外界的天气情况和室内的气体情况来控制者窗户的开启和关闭。本系统有以下几个控制要求:(1)当外界下雨时,及时关闭窗户,防止雨水进入室内损坏室内的装饰和物品。(2)当室内的可燃气体、烟雾等超过标准时,窗户自动打开,并启动排气扇进行排气,同时报警器也会响起来提醒主人危险的存在,防止煤气中毒或火灾。(3)当窗户外有人驻留时,阻断了红外线探测器的发射接收通路,窗户会立即关闭并发出高分贝声音报警。(4)当室内的温度超过30°时能开窗换气,保持室内空气清新,当然这一动作是以外界没有下雨和盗情为前提的。(5)增加手动开窗、关窗功能,是产品更人性化。
2.2 各部分元器件选择 2.2.1 单片机选择 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常
湿度传感器 风速传感器 光强传感器 气体传感器 温度传感器 信号调理电路 A/单片机 遥控器 报警器 驱动电
电
机 规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
主要性能 (1)、与MCS-51单片机产品兼容; (2)、8K字节在系统可编程Flash存储器; (3)、全静态操作:0Hz-33MHz; (4)、32个可编程I/O口线; (5)、三个16位定时器/计数器; (6)、六个中断源; (7)、低功耗空闲和掉电模式; 图2-2 AT89S52引脚图 DIP封装 2.2.1、温度传感器 温度传感器有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。
热电偶应用很广泛,因为它们非常坚固而且不太贵。热电偶有多种类型,它们覆盖非常宽的温度范围,从?C200℃到2000℃。它们的特点是:低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移,以及非线性。另外,热电偶需要外部参考端。
RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定,并有许多种配置。但它们的最高工作温度只能达到400℃左右。它们也有很大的TC,且价格昂贵(是热电偶的4~10倍),并且需要一个外部参考源。
模拟输出IC温度传感器具有很高的线性度 (如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精度(大约1%)、小尺寸和高分辨率。它们的不足之处在于温度范围有限(C55℃~+150℃),并且需要一个外部参考源。
数字输出IC温度传感器带有一个内置参考源,它们固有地会自身发热,但可以采用自动关闭和单次转换模式使其在需要测量之前将IC设置为低功耗状态,从而将自身发热降到最低。
与热敏电阻、RTD和热电偶传感器相比,IC温度传感器具有很高的线性,低系统成本,集成复杂的功能,能够提供一个数字输出,并能够在一个相当有用的范围内进行温度测量。
故我们选用DS18B20数字温度传感器,它的优点是接线方便,耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
常用的湿度传感器有氯化锂湿度传感器、碳湿敏元件、氧化铝湿度计、陶瓷湿度传感器、数字湿度传感器。