zigbee和arm9的智能云窗控制系统设计(附件)【字数：16461】
现如今,世界建筑正朝着智能化目标发展，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显示。 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，设计智能云窗已是大势所趋。现在，生活中的气象、空气指数等因素使得云窗的智能设计越来越高要求化，本文设计的智能云窗控制系统基本满足用户需求，此系统实现了以手持终端控制云窗的开关，可以根据天气变化来开关窗，并且能控制窗户开关的百分比。本系统采用了stm8l低功耗芯片，工业485总线，l298n驱动桥等技术，通过手持终端远程控制窗户开关，根据天气变化自由开关窗。本论文的主要研究内容为分析本系统可行性；研究zigbee无线传感技术和arm9嵌入式技术基本知识；分析系统的需求分析；以及系统功能的具体设计与实现。关键词云窗控制、zigbee、arm9、stm8l、RTU、485信号
目录
第一章 概 述 1
1.1 课题研究背景 2
1.2 课题研究意义 2
1.3 智能窗的现状及发展前景 2
第二章 智能云窗系统的可行性研究 4
2.1 技术可行性研究 4
2.2 操作可行性研究 5
2.3 经济可行性研究 5
第三章 云窗控制系统需求分析 6
3.1 功能需求分析 6
3.2 智能云窗设计考虑因素 6
3.3 市场需求分析 6
3.4 云窗控制系统面向UML对象建模分析 7
第四章 云窗控制系统的硬件设计 11
4.1 总体框架 11
4.2 带有霍尔信号的直流电机 11
4.3 终端控制电路板RTU 12
4.4 网络透传模块DTU 14
第五章 终端软件设计 15
5.1 云窗控制系统前台页面设计 15
5.2 云窗控制系统的后台功能设计 17
5.3 云窗控制系统数据库设计 18
5.4 云窗控制系统的数据库连接配置 22
第六章．云窗控制系统的具体实现 24
6.1 数据库访问模块的设计与实现 24
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6.2 用户登录功能的设计与实现 25
6.3 电源开关功能的设计与实现 25
6.4 开关百分比功能的设计与实现 26
6.5 定时控制功能的设计与实现 27
6.6 操作日志功能的设计与实现 28
第七章. RTU节点软件设计 29
第八章. 系统测试方案和测试结果分析 31
8.1 云窗控制系统的硬件测试 32
8.2 云窗控制系统的软件测试 32
总结 35
致谢 36
参考文献 37
第一章 概 述
窗户是连接室内和室外的重要通道，现如今窗户应用最广泛的是铝合金平推、推拉式窗户[1]，在遇到有风雨的天气然而人不在家、窗户重且大、或者很高人够不着等等情况下，传统的机械窗户已经不能满足人们的需求。这时候，智能窗户应运而生。智能窗户是通过其核心控制模块负责接收处理外界温度、湿度、风力等气象因素，由互联网把信息传送到我们的手机APP终端，用户根据传送过来的信息进行远程控制，实现开窗、关窗、并且根据气象合理控制开关窗的百分比，以此来给人们提供一个良好便利的监护环境[2]。
康骥南[3]基于飞思卡尔mk60dn512zvlq10单片机，在闭环模式下，以温度、湿度和光线因素作为判别条件，自动控制窗户开关。在开环模式下，通过手机app或者智能手环自动控制窗户，具体通过蓝牙接收mpu6050模块发送的指令来开关窗户，实现本地手持终端的设计，但没有实现广域远程的手持终端控制。黄健[4]以stc12c5a60s2单片机为核心，由电源模块，液晶显示模块，电机驱动模块，雨滴传感器，温湿度传感器设计的开窗器，通过霍尔传感器作为限位开关，解决各种平推窗尺寸大小不一、通用的问题，但也不具备远程控制功能。李硕[5]等采用了霍尔行程开关来判断窗户是否关闭。利用单片机自带的硬件中断资源，设计了接触时的中断行程开关。当窗户闭合，触发中断，停止运行，进入节电模式。王学文[6]等在云窗系统中加入了zigbee无线网络技术，实现窗体与中心控制模块，中心控制模块与传感器间的无线连接。高峰[7]以S3C2440处理器为主控制芯片和以实时操作系统μCOSII为核心，通过多路传感器进行各种信号采集，结合GSM和电动开窗器，设计并实现了多功能智能防盗门系统，使用arm和μC OSII技术，设计的复杂度和成本较高，开窗器所使用的数据运算量较小。
基于国内现状，本文设计了基于zigbee和arm9的云窗控制系统，该云窗控制系统可以通过霍尔传感器学习窗户开关行程，通过云平台服务器，远程透传DTU，终端控制电路板RTU，实现远程控制，真正实现了窗户开启比例化、自动化、智能化。该系统具备定时开关窗、在下雨和刮风的情况下自动关窗，还可以根据气象因素和窗户 大小自由设置窗户开合度。
1.1 课题研究背景
由于经济的迅速发展，人们的生活水平也越来越高，随之对于健康生活也越来越重视，人们普遍养成经常开窗通风换气，保证室内新鲜空气的习惯。近年来，随着计算机信息技术的迅猛发展，信息化社会也随之到来，并逐步影响着人们的生活习惯和工作方式。而智能家居的概念也渐渐渗透到人们的生活中。据专家预测，智能家居市场将呈现2倍增长在未来5年之内，而智能窗户更是智能家居的重要组成部分，它有着不可估量的市场前景，必能成为未来窗户的发展方向以及人们的必要需求。
1.2 课题研究意义
随着科学技术的不断发展，目前，智能窗是智能家居的一个重要组成部分，它是人们健康生活的监护和实现方式，由于窗户大、高，或者人们在下雨情况下不在家等等突发状况，智能窗的存在就必不可少了。如果人工地去关窗或开窗换气，就显得费时费力，近年来，信息技术越来越发达，智能化也在各个领域显示出它巨大的作用。那么毋庸置疑，将智能窗应用到生活中，不仅有利于人们的健康生活，还对智能家居的发展有着显著的意义。
由目前的现状来看，本云窗控制系统总体来说有以下几个优势：
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第一章 概 述 1
1.1 课题研究背景 2
1.2 课题研究意义 2
1.3 智能窗的现状及发展前景 2
第二章 智能云窗系统的可行性研究 4
2.1 技术可行性研究 4
2.2 操作可行性研究 5
2.3 经济可行性研究 5
第三章 云窗控制系统需求分析 6
3.1 功能需求分析 6
3.2 智能云窗设计考虑因素 6
3.3 市场需求分析 6
3.4 云窗控制系统面向UML对象建模分析 7
第四章 云窗控制系统的硬件设计 11
4.1 总体框架 11
4.2 带有霍尔信号的直流电机 11
4.3 终端控制电路板RTU 12
4.4 网络透传模块DTU 14
第五章 终端软件设计 15
5.1 云窗控制系统前台页面设计 15
5.2 云窗控制系统的后台功能设计 17
5.3 云窗控制系统数据库设计 18
5.4 云窗控制系统的数据库连接配置 22
第六章．云窗控制系统的具体实现 24
6.1 数据库访问模块的设计与实现 24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
6.2 用户登录功能的设计与实现 25
6.3 电源开关功能的设计与实现 25
6.4 开关百分比功能的设计与实现 26
6.5 定时控制功能的设计与实现 27
6.6 操作日志功能的设计与实现 28
第七章. RTU节点软件设计 29
第八章. 系统测试方案和测试结果分析 31
8.1 云窗控制系统的硬件测试 32
8.2 云窗控制系统的软件测试 32
总结 35
致谢 36
参考文献 37
第一章 概 述
窗户是连接室内和室外的重要通道，现如今窗户应用最广泛的是铝合金平推、推拉式窗户[1]，在遇到有风雨的天气然而人不在家、窗户重且大、或者很高人够不着等等情况下，传统的机械窗户已经不能满足人们的需求。这时候，智能窗户应运而生。智能窗户是通过其核心控制模块负责接收处理外界温度、湿度、风力等气象因素，由互联网把信息传送到我们的手机APP终端，用户根据传送过来的信息进行远程控制，实现开窗、关窗、并且根据气象合理控制开关窗的百分比，以此来给人们提供一个良好便利的监护环境[2]。
康骥南[3]基于飞思卡尔mk60dn512zvlq10单片机，在闭环模式下，以温度、湿度和光线因素作为判别条件，自动控制窗户开关。在开环模式下，通过手机app或者智能手环自动控制窗户，具体通过蓝牙接收mpu6050模块发送的指令来开关窗户，实现本地手持终端的设计，但没有实现广域远程的手持终端控制。黄健[4]以stc12c5a60s2单片机为核心，由电源模块，液晶显示模块，电机驱动模块，雨滴传感器，温湿度传感器设计的开窗器，通过霍尔传感器作为限位开关，解决各种平推窗尺寸大小不一、通用的问题，但也不具备远程控制功能。李硕[5]等采用了霍尔行程开关来判断窗户是否关闭。利用单片机自带的硬件中断资源，设计了接触时的中断行程开关。当窗户闭合，触发中断，停止运行，进入节电模式。王学文[6]等在云窗系统中加入了zigbee无线网络技术，实现窗体与中心控制模块，中心控制模块与传感器间的无线连接。高峰[7]以S3C2440处理器为主控制芯片和以实时操作系统μCOSII为核心，通过多路传感器进行各种信号采集，结合GSM和电动开窗器，设计并实现了多功能智能防盗门系统，使用arm和μC OSII技术，设计的复杂度和成本较高，开窗器所使用的数据运算量较小。
基于国内现状，本文设计了基于zigbee和arm9的云窗控制系统，该云窗控制系统可以通过霍尔传感器学习窗户开关行程，通过云平台服务器，远程透传DTU，终端控制电路板RTU，实现远程控制，真正实现了窗户开启比例化、自动化、智能化。该系统具备定时开关窗、在下雨和刮风的情况下自动关窗，还可以根据气象因素和窗户 大小自由设置窗户开合度。
1.1 课题研究背景
由于经济的迅速发展，人们的生活水平也越来越高，随之对于健康生活也越来越重视，人们普遍养成经常开窗通风换气，保证室内新鲜空气的习惯。近年来，随着计算机信息技术的迅猛发展，信息化社会也随之到来，并逐步影响着人们的生活习惯和工作方式。而智能家居的概念也渐渐渗透到人们的生活中。据专家预测，智能家居市场将呈现2倍增长在未来5年之内，而智能窗户更是智能家居的重要组成部分，它有着不可估量的市场前景，必能成为未来窗户的发展方向以及人们的必要需求。
1.2 课题研究意义
随着科学技术的不断发展，目前，智能窗是智能家居的一个重要组成部分，它是人们健康生活的监护和实现方式，由于窗户大、高，或者人们在下雨情况下不在家等等突发状况，智能窗的存在就必不可少了。如果人工地去关窗或开窗换气，就显得费时费力，近年来，信息技术越来越发达，智能化也在各个领域显示出它巨大的作用。那么毋庸置疑，将智能窗应用到生活中，不仅有利于人们的健康生活，还对智能家居的发展有着显著的意义。
由目前的现状来看，本云窗控制系统总体来说有以下几个优势：
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