基于单片机的室内智能通风控制系统设计-论文

基于51单片机的智能窗户设计【摘要】随着电子技术的发展和人民生活水平的不断提高，智能窗已经越来越多地被用到了现代智能化建筑中，提供住户一个安全、方便的环境。

据统计，在未来的几年内，安装智能窗的用户将不断增加。

本次设计的智能窗户系统能通过其数据检测传感电路不断循环检测室外湿度及温度，当室外湿度达到一定时（下雨时）窗户自动关闭，防止潮湿空气或雨水进入房间；另外可设置自动关闭窗户或开启窗户时间，到了设定时间会自动关闭或开启窗户；可设置是否自动根据湿度变化自动开启关闭窗户或者根据设置时间自动开启或者关闭窗户。

【关键词】智能窗户；单片机；温度检测；湿度检测；【Abstract】With the development of electronic technology and thecontinuous improvement of people's living standard, the intelligent window has been increasingly used in modern intelligent building, to provide a safe, convenient resident environment. According to statistics, in the next few years, the installation of smart windows users will continue to increase. The design of intelligent window system through the data detecting sensing circuit continuous detection of circulating outside humidity and temperature, when the outside humidity reaches a certain time ( when it rains ) close the window automatically, prevent the moist air or water into the room; also can be set to automatically close the windows or window opening time, to set the time automatically open or close the window; you can set whether to automatically according to the changes of temperature and humidity automatically open and close the windows or according to the set time automatically open or close the window; when the window outside the person near infrared alarm to be generated when the anti-theft function. Also can control the keyboard, directly control window switch, select the display parameter types.【Key words】intelligent window single chip microcomputer temperature detection humidity detection目录第1章绪论 (2)1.1 智能窗户综述 (2)1.2 智能窗户研究现状 (2)第2章设计的目标任务 (4)2.1 本文主要工作设计 (4)2.2论文的要求与数据 (4)第3章设计方案论证 (5)3.1 温湿度检测方案 (5)3.2 窗户控制系统设计方案 (6)3.3 限位开关控制系统设计方案 (7)第4章硬件电路设计 (8)4.1 最小系统电路设计 (8)4.2温湿度检测电路设计 (8)4.3电机驱动电路设计 (11)4.4 显示电路设计 (11)4.5时钟电路设计 (12)4.6 光电开关电路设计 (13)4.7按键电路的设计 (14)第5章软件设计 (15)5.1 主程序流程图 (15)5.2 各部分子程序 (15)第6章系统组装与调试 (19)6.1 基本电路板检查 (19)6.2 主控模块调试 (19)6.3 软件调试 (19)6.4数据整理 (19)结束语和致谢语 (21)参考文献 (22)附（一）：原理图 (23)附（二）：PCB板 (24)附（三）：程序 (25)第1章绪论1.1 智能窗户综述智能窗户一般是指安装了先进的防盗、防劫、防雨系统技术的门窗。

基于单片机的智能风扇系统设计郑安豫【摘要】The current market sales of electric fans can only manually set the speed.If user fall in sleep when electric fan is on,with the changes in the environment,may lead to sleep discomfort,or even make people sick. Aiming at shortcomings of the electric fan,a Smart fan system that automatically adjusts the speed based on somatosensory temperature is proposed.Get the temperature through the temperature and humidity sensor,calculate the wind speed required for the comfort of the somatosensory temperature by means of temperature and humidity, calculate the fan speed according to the wind speed and design the software to control the fan motor speed,to achieve automatic,real-time adjustment of the fan speed effect.%当前市场上销售的电风扇只能手动设置转速.如果电风扇开启状态下使用者进入睡眠状态,随着环境的变化,轻则导致睡眠不适,重则使人生病感冒.针对电风扇的这些缺点,提出了一种基于体感温度的自动调整转速的智能风扇系统.系统通过传感器获取环境数据(温度、相对湿度),根据体感温度的舒适度模型,通过环境数据计算出人体舒适所需要的风速,根据风速控制单片机输出PWM,利用PWM来实现控制风扇电机的转速,以达到自动、实时调整风扇转速的效果.【期刊名称】《商丘师范学院学报》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】3页(P33-35)【关键词】体感温度;温湿度传感器;智能风扇【作者】郑安豫【作者单位】安徽电气工程职业技术学院电力系,安徽合肥230051【正文语种】中文【中图分类】TP271+.40 引言随着科技的发展，人们对家居的智能化与自动化要求也不断提高.电风扇作为一种常用的夏季降暑家用电器，除了简单的转速设定与定时功能，没有其他功能设置选项，已经无法满足使用者的需求.智能风扇的设计进入研究者的视线.智能风扇的设计，一般都是基于环境温度来实现[1-2]的，随着环境温度的变化，控制风扇转速，以实现风扇的智能化.然而实际环境中，影响人体舒适度的，除了温度外，湿度扮演了另一个十分重要的角色；夏季中，温度不是特别高的情况下，如果相对湿度很高，会感觉闷热，十分不适.本文提出了一种基于体感温度的智能风扇系统，实现了风扇转速的自动控制，环境数据、风扇转速液晶显示.弥补了一般智能风扇的只基于环境温度，忽视相对湿度的缺点，提高了使用者的舒适度.1 背景1.1 体感温度体感温度，是指人体通过感觉器官，主要是皮肤对外界环境温度的感受.体感温度往往与实际测量的温度有偏差.它除了受环境温度的影响外，还受其他因素，如相对湿度、风速、太阳辐射的影响[3].仅考虑气象条件的影响下，体感温度的计算方法如下[3]:Tg=Ts+T(u)+T(v)+T(r)其中，Tg为体感温度，Ts为环境温度，T(u)为相对湿度修正项，T(v)为风速修正项，T(r)为太阳辐射修正项[3].由于本文只考虑风扇的使用场景，风扇都在室内使用，所以太阳辐射的修正可以忽略.关于T(u)与T(v)计算方法，有大量文献提出了不同的计算方法[3-6].由于风扇是用来在炎热的夏季提升人体舒适度的工具，本文采用了基于人体舒适度的体感温度计算模型[6].1.2 温湿度传感器本系统采用的温湿度传感器是一款已校准数字信号输出的DHT11数字温湿度传感器.传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件.该产品具有响应快速、抗干扰能力强、性价比高等优点[7].2 系统设计为了实现温度、湿度数据收集、转速计算、风扇控制等一系列动作的智能化，需要中央处理器来处理，本系统中采用C51单片机作为中央处理器.为了实现内部数据(温度、湿度、风扇转速)的可视化，系统设计中添加了液晶显示器来显示各项数据. 系统设计如图1所示.图1 系统设计结构图单片机：由于本设计中，对单片机没有特殊要求，基于软件程序的大小，所以选用AT89C54.单片机引脚如图2所示.图2 AT89C54图3 手动复位电路复位电路：单片机的复位电路一般有分为上电复位，手动复位.上电复位指单片机在上电瞬间，给复位引脚一个复位信号(一定时间的高电平或者低电平)，以实现单片机的复位，待稳定后，单片机开始执行程序；手动复位指在单片机的复位引脚接一个按键，手动按下该按键使单片机复位.本文设计中采用手动复位，风扇通电时，给单片机复位，发生故障时，能够手动重置单片机状态.手动复位电路图如图3所示晶振电路：单片机工作时钟需要晶体振荡器提供工作脉冲信号，脉冲频率决定了单片机工作速度.晶振电路如图4所示.液晶显示：采集的温度、湿度、以及现在的风扇转速，通过液晶显示屏显示.风扇驱动：风扇驱动采用PWM(Pulse Width Modulation)控制直流电机的转速.由于C51单片机中没有PWM输出功能，本系统中采用定时器与软件控制来实现PWM的输出[8].图4 晶振电路图5 软件流程图3 软件流程单片机的软件设计流程如图5所示.1)获取环境参数单片机通过温湿度传感器，获取环境温度与湿度；2)计算风扇转速根据获取的环境参数，计算出舒适体感温度需要的理想风速.3)控制风扇转速根据理想风速，计算出风扇的转速4)延时两次计算间的延时间隔4 小结针对普通电风扇的缺点，本文提出了一种基于体感温度的智能风扇设计方案.通过传感器实时获取环境温度与湿度，计算出合适的风扇转速；通过单片机自动控制风扇转速.该设计能够根据环境的变化，自适应地控制风扇转速，达到风扇智能化的目的.参考文献：[1]陈富忠，翁桂琴.智能温控调速风扇的设计[J].上海电机学院学报，2009(04):297-300.[2]李娣娜，王洋.一种简易温控智能风扇控制系统的设计[J].现代电子技术，2012(21):119-120.[3]陈莉，张海东，王承伟，等.体感温度客观分析方法研究[J].成都信息工程学院学报，2009(03):279-284.[4]刘梅，于波，姚克敏.以热量平衡为基础的体感温度模型及气候要素的效应分析[J].南京气象学院学报，2001(04):527-535.[5]王远飞，沈愈.上海市夏季温湿效应与人体舒适度[J].华东师范大学学报(自然科学版)，1998(03):60-66.[6]马盼，王式功，张志薇，等.基于“黄金分割率”的体感温度计算方法及相应舒适度划分[C].创新驱动发展，提高气象灾害防御能力—S15气候环境变化与人体健康[A].2013-10-22.[7]倪天龙.单总线传感器DHT11在温湿度测控中的应用[J].单片机与嵌入式系统应用，2010(6):60-62.[8]吴育军.单片机PWM控制直流电机技术[J].通讯世界，2016(17)：253-254.。

单片机控制自动通风系统设计作者：朱文彬来源：《科学与财富》2016年第07期摘要：本文的主要内容是用单片机STC89C52为核心控制元件，设计一个通风系统。

以单片机作为主控核心，在主控模块上设有按键和通风设备。

通风系统集温度、湿度的检测和LCD显示于一体，通过单片机对温度与湿度的检测来实现换气风扇的自动控制。

本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，成本低，安装使用方便。

关键词：单片机；STC89C52；温湿度传感器；LCD江苏省职业技术教育学会2015-2016年度“国示范”课程建设专项课题《电气技术应用专业核心课程及数字资源建设的实践研究》（课题编号：XHZX2015060）。

一、系统原理框图本设计采用单片机为系统的控制核心，通过对环境的检测与判断后驱动换气风扇，利用自然风的循环流动来降温除湿，达到我们人体适应的环境同时还能直观地显示室内环境温度、湿度等参数。

本次设计主要涉及了温湿度的测量、显示以及实现简单控制。

硬件方面有五个部分，即单片机部分、传感器部分、LCD1602液晶显示部分、报警模部分及按键设置部分。

其系统框图如图1所示：图2 DHT11与单片机系统的连接图本系统接通电源后，显示电路显示当前温度值和湿度值，同时单片机系统读取单总线温湿度传感器检测的温度、湿度值，经温湿度转换后送到显示单元，图中STC89C52单片机每2秒钟从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶屏上即时显示。

液晶屏上同时显示温湿度上限值（该上限值保存于外部EEPROM存储器中），同时该值可通过按键上下调整设定。

当温度或湿度值超过上限值时，报警信号点亮报警灯，并经驱动电路控制外部风机或加热器工作，实现温、湿度调整。

二、各部分组成电路原理1.传感器电路传感器部分使用的主要器件是DHT11数字温湿度传感器。

通过DHT11检测出当前环境下的温湿度，将该测数据送给单片机进行分析、处理。

因为DHT11采样信号为模拟量信号，所以本系统每间隔2s采集一次数据送入单片机。

1. 引言在现代科技日新月异的时代，智能化已经成为了各行各业的趋势之一。

智能电风扇作为家电中的一员，也不例外。

本文将从单片机的角度出发，探讨基于单片机的智能电风扇系统设计与实现，并带您深入了解这一主题。

2. 单片机技术简介单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出设备的芯片，具有控制功能。

由于其体积小、价格低廉、功能强大等特点，因此在各种电子设备中得到了广泛的应用。

在智能电风扇系统中，我们可以利用单片机实现对风扇的控制、监测和反馈等功能，从而实现智能化。

3. 智能电风扇系统的设计要点（1）传感器的选择和应用在智能电风扇系统中，传感器起着至关重要的作用。

通过传感器可以实时监测环境温度、湿度、空气质量等参数，从而根据实时情况对电风扇进行智能化调节。

（2）风扇控制算法的设计为了实现对电风扇的智能控制，需要设计相应的控制算法。

这涉及到对传感器数据的处理、对电机的控制、对风速的调节等方面，需要深入研究和设计。

4. 基于单片机的智能电风扇系统的实现通过选取合适的单片机芯片，编写相应的程序，并结合传感器、电机等外围硬件设备，可以实现基于单片机的智能电风扇系统。

5. 个人观点与总结智能电风扇系统作为智能家居的一部分，正在逐渐走进人们的日常生活。

基于单片机的智能电风扇系统，通过利用单片机的强大功能和灵活性，可以实现更加智能化、便捷化的电风扇控制和使用体验。

基于单片机的智能电风扇系统设计与实现，是一个涉及到多方面知识的复杂课题。

通过本文的介绍，相信您已经对这一主题有了更深入的理解。

参考文献：[1] 王明. 单片机原理与应用. 北京：清华大学出版社，2018.[2] 张强. 智能家居系统设计与实现. 上海：上海科技教育出版社，2019.以上为文章草稿，我需要继续扩展和完善内容，敬请期待最终版本的文章。

智能电风扇系统的设计与实现在当今社会，智能化已经成为了各行各业的发展趋势。

智能家居作为智能化的重要组成部分，正在逐渐改变人们的生活方式。

基于STM32F103的通风系统设计作者：杨行徐登来源：《电脑知识与技术》2018年第19期摘要：设计一套家用通风系统，以STM32F103ZET6为主控芯片，通风电机采用直流电机，利用按键控制STM32的通用定时器TIMx输出可调PWM（Pulse Width Modulation）信号，通过电机驱动芯片L298N改变直流电机的转速，实现通风系统转速调节。

系统软硬件设计简洁合理，效率高，在智能通风领域具备一定的应用价值。

关键词：通风系统；STM32F103；PWM；电机调速中图分类号：TP368.1 文献标志码：A 文章编号：1009-3044（2018）19-0278-02Abstract： A set of household ventilation system is designed， with STM32F103ZET6 as the main control chip， the ventilation motor uses DC motor， the key control STM32's universal timer TIMx output adjustable PWM （Pulse Width Modulation） signal is used to change the speed of the DC motor through the motor drive chip L298N to realize the adjustment of the speed of the ventilation system. The software and hardware design of the system is simple and reasonable， and its efficiency is high. It has certain application value in the field of intelligent ventilation.Key words：Ventilation system； STM32F103； PWM； motor speed regulation隨着人民生活水平的提高和家庭装修的持续普及，大家对室内环境安全特别是空气质量安全越来越重视，成为大家家居入住首选考虑因素。

基于STM32的室内空气质量智能调节系统室内空气质量一直是我们关注的重点，尤其是在当今污染日益严重的环境下。

为了改善室内空气质量，我们需要一种能够自动检测和调节空气质量的系统。

本文提出了一种基于STM32的室内空气质量智能调节系统。

该系统采用了传感器技术，能够实时监测室内的温度、湿度、二氧化碳等参数，从而实现对室内空气质量的实时监控。

同时，系统配备了空气净化器和通风装置，当检测到空气质量达到一定的污染标准时，系统会自动开启这些设备，对室内空气进行净化和通风，保证室内空气的质量。

该系统采用了STM32作为主控芯片，具有运算速度快、内存容量大、可编程性强等特点。

系统中的传感器包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器和PM2.5传感器。

这些传感器通过ADC转换得到的模拟信号经过STM32的模数转换器转换为数字信号，然后通过通信接口传送给主控芯片。

主控芯片通过分析传感器数据，判断室内空气质量，并根据需要控制设备的开启和关闭。

同时，系统还配备了LCD显示屏，可以实时显示室内温度、湿度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度等参数，并根据颜色指示室内空气质量。

对于空气净化器的控制，系统采用了三种模式：手动模式、自动模式和定时模式。

手动模式下，用户可以根据自己的需要手动控制净化器的开启和关闭；自动模式下，系统会根据室内空气质量的监测结果自动控制净化器的启停，一旦检测到空气质量达到污染标准，系统会自动开启净化器进行净化操作；定时模式下，用户可以根据自己的需要设置净化器的开启和关闭时间，系统会按照设定的时间自动开关净化器。

总之，基于STM32的室内空气质量智能调节系统可以实时监测室内空气质量，并根据需要自动控制空气净化器和通风装置的开关，以保证室内空气质量的健康和舒适。

该系统具有操作简单、功能强大、安全可靠等优点，未来有着广阔的应用前景。

自动控制城镇建设Urban and Rural Studies

2022019·7

摘要：随着社会的不断发展和科学技术水平的不断提高，我国智能化也取得了较大发展。目前，智能化愈发“流行”，人们趋向于购买各种智能化家居。本文结合单片机技术、传感器技术与远程控制技术，设计出一种新型智能窗远程控制系统，提出了硬件与软件系统设计方案。该控制系统采用低功耗的单片机AT89S52作为主体控制中心，辅以多种传感器实时监测室内外环境并发送信号，由单片机AT89S52处理信号，并根据信号结果通过控制步进电机实现对窗户的智能控制。关键词：单片机；控制系统；智能窗；远程控制

引言随着时代的发展和科技的进步，人民的生活水平普遍提高，人们对高品质的生活质量以及智能化的家居控制系统愈发关注，“智能”这个概念也愈发深入人心。与此同时，随着封闭化室内办公人员的增加，对室内空气质量的研究引起越来越多人的关注。随着人口数量的增加和人群密集程度增高、工业化的迅速发展，环境恶化程度进一步加深，空气质量日渐下降，空气污染及呼吸道问题已经成为国民身体健康的主要杀手之一，良好的通风透气，是呼吸健康的必要保证。室内一旦突发煤气、天然气等有毒气体泄漏事件，就需要及时开窗通风透气，避免发生更大的事故。人们工作时间的占比越来越高，因此经常会无法顾及到家中的情况，早晨出门上班时开窗给房子通风透气，但是在梅雨季节经常下雨，会导致室内被雨打湿，但是房主在外工作无法及时关窗，给人们的生后造成极大的困扰。此项目就是致力于解决此类问题，提高我们的健康生活水平。通过窗户系统化、智能化以及空气质量检测所得出的具体数据，比较室内外的空气质量，结合使用者的生活习惯，对窗户进行自动化管理，同时也能通过远程控制，完成效果最佳的室内通风换气的过程，为人们营造更加健康舒适的生活工作环境，给繁忙的都市人带来更多的便利。一、智能窗控制系统的流程分析及系统概述（一）系统概述智能窗控制装置以STC89C51RC为核心，具备雨滴检测、烟雾检测、声音检测、温湿度检测、红外探测检测、液晶显示参数等功能。系统通过加入GSM模块建立起“人机对话”，实现了用户对窗户的远程监控，使窗户真正“智能”起来。本系统采用了模块化设计，将整个设计分解为多个子系统，每个子系统作为一个单独的模块处理。

基于单片机的智能窗户控制系统的设计与实现[摘要］家居智能化已成趋势,针对传统手动开关窗无法实现人们对便捷、智能化生活的现状,通过单片机技术和传感器技术相结合，设计一款基于湿敏传感器、PM25传感器和红外传感器的单片机智能数字控制开合的窗户。

该智能控制窗是一种机电一体化的智能窗户控制系统，采用了智能控制技术、传感技术、机械传动技术等先进技术，主要功能是实现对房子内所有窗户的自动控制，可自动打开或者关闭以实现对室内环境的调节和防盗报警功能。

[关键词]多传感器；单片机；环境控制;智能控制窗户控制系统［DOI]1013939/jcnkizgsc201533060近年来，随着物联网技术的迅速发展，智能家居成为家庭信息化和社会信息化的重要组成部分。

本人将介绍一款同时具备“雨天自动关窗”和“粉尘超标自动关窗”,以及“天黑自动闭窗”和“从窗暴力进入自动关窗”四项功能的智能型窗户。

功能简单实用，成本低廉，具有广阔的市场空间、可观的市场价值和应用前景.1系统总体设计11总体设计思路智能控制窗属建筑领域的附件,它主要包括室外采集区，中央控制区和同步响应区。

主要由三大部分组成，分别是单片机核心控制电路及简单外围电路，PM25传感器、湿敏传感器、红外传感器组成的信息采集系统，步进电机的驱动系统。

该智能控制窗由安置在室外的湿敏传感器和PM25传感器收集室外空气的温度湿度以及粉尘含量等各项数据，传送给单片机中央处理单元进行数据分析与处理,并向步进电机发送指令，进而步进电机带动同步带轮连接窗框，使窗户发生位移,达到自动开合窗户的目的。

各种指令在液晶屏幕上显示以便于识别。

其基本系统整体结构框图如图1所示。

图1系统整体结构框图12室外数据采集检测模块设计室外数据采集检测模块主要由GP2Y1010AUOF PM25传感器、E18-D80NK红外传感器和DS18B20温度传感器构成.这些传感器应用广泛、价格低廉，拥有卓越的稳定性和可靠性，可实现数据采集和数字信号输出的功能。