自动智能窗的设计与实现(附件)【字数：7479】
本作品的自动智能窗的设计与实现结合了感光技术、时钟系统、红外遥控、人体感应技术等实现对自动智能窗设计系统的光控、定时控制、遥控、手动控制、防盗报警等功能。整个系统采用模块化设计，分为硬件和软件两个部分介绍。自动智能窗设计系统的硬件部分主要MCU模块、光敏电阻传感器模块、A/D转换模块、时钟模块、人体红外感应模块、报警模块、电机驱动模块、红外遥控模块、液晶显示模块。软件设计部分包含主程序、液晶显示子程序、红外遥控子程序、报警子程序、定时中断子程序等。系统根据各个外围电路反应的信号给单片机，单片机根据程序设定的指令进行系统功能的实现以达到对窗户的自动化智能控制。
目 录
一、引言 1
（一）智能窗帘的发展背景 1
（二）智能窗帘的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 1
二、 智能窗帘的方案设计 1
三、 系统硬件设计 1
（一）智能窗帘主控电路设计 1
（二）光强度采集电路设计 1
（三）液晶屏显示电路设计 1
（四）电机驱动电路设计 1
（五）按键电路设计 1
（六）红外遥控电路设计 1
四、系统软件设计 1
（一）智能窗帘的主程序的设计 1
（二）液晶驱动子程序的设计 1
（三）按键检测子程序的设计 1
（四）红外遥控程序设计 1
五、 实物安装与调试 1
（一）通电检查 1
（二）通电观察 1
（三）单元电路调试 1
（四）整机联调 1
结束语 1
参考文献 1
致谢
附录一 原理图
附录二 实物图
附录三 PCB图
附录四 元件清单
附录五 源程序
一、引言
（一）自动智能窗的发展背景
智能家居的平台是楼房，兼俱建筑物、网络系统、智能家电、电子系统智能化，该系统、形态、服务、监管相辅相成，创造更高效、更舒适、更安全、更便捷、更节能的生存环境，将家中的各种电子设备（如电视、电脑、手机、 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
灯、窗、空调、洗衣机等）通过互联网连在一起的便利展现的淋漓尽致。与一般家居相比，不仅有传统意义，提供安全舒适的家庭生活空间，还提供了全方位的信息交互功能，优化人们的生活方式。
随着科技的发展，人们生活水平的不断提高，人们的生活追求逐渐趋于个性化、人性化、智能化。由先前对智能家居的一无所知，到后来，随着认识的深化，推广的普及，智能家居的供给量猛增，该智能化窗帘，给人们带来了舒适、便捷、安全的生活环境，其功能多样化、噪音更低化、产品高档化等。
智能窗逐渐被人们所接受，在欧美等发达国家已经得到了大规模的推广使用。
单片机的应用领域愈加广泛，光学和定时系统紧密结合，从而，智能窗在未来发展中会愈来愈好。
（二）自动智能窗海内外的发展状况
自动窗控制器在欧美等发达国家已经得到了大规模的推广使用。我国在2000年左右引进自动窗控制器，但是并没有得到大规模的推广。近年来，随着半导体技术的突飞猛进的进步，智能化设备也越来越多，使用者对智能产品的需求也急剧增加。
（三）本文主要研究内容
本作品的自动智能窗的设计主要能够完成对自动智能窗的光控、遥控、定时控制、手动控制、防盗报警等功能。系统中采用的STC89C52单片机作为主控芯片，DS1302作为时钟芯片、光感元件选用光敏电阻，A/D转换芯片选用ADC0832，ULN2003驱动步进电机，遥控使用的是红外遥控。系统工作流程为：光敏电阻两端的电压值经过A/D转换后传输给单片机，单片机根据设定的预警值进行比较，当大于时，蜂鸣器报警、电机开始反转关闭窗户，采集的数据值交由LCD1602进行显示，并且显示模块实时显示当前时间，当超过预设时间控制窗户开关。单片机引脚口实时监测人体感应模块以及红外遥控接收模块的信号，单片机根据程序设定的指令进行系统功能的实现以达到对窗户的自动化智能控制。
二、 智能窗帘的方案设计
本课题设计的自动智能窗的设计与实现结合了感光技术、时钟系统、红外遥控、人体感应技术等实现对自动智能窗设计系统的光控、遥控、定时控制、手动控制、防盗报警等功能。
系统根据各个外围电路反应的信号给单片机，单片机根据程序设定的指令进行系统功能的实现以达到对窗户的自动化智能控制。主要构建对光强度等数据的采集并实现对窗帘的自动控制，以及红外无线遥控和定时开关，并能够实时显示当前光照强度值和定时时间。系统整体框图如下：
图1 智能窗帘系统框图
三、 系统硬件设计
（一）智能窗帘主控电路计
1. STC89C52单片机简介
STC89C52具有8K的Flash储存，256字节RAM，芯片可在0Hz静态逻辑操作，并且在掉电后，RAM内容被保存。内部集成32位IO口，16位定时器/计数器，以及中断系统。需要保证大多数系统功能的开发。
图2 单片机内部结构图
2. 最小系统电路设计
晶振电路，也可以称之为时钟电路，主要提供系统定时操作，电路包含起振电容和晶振，一般电容值选15到33pF，电路中使用的30pF，晶振选择的高频率的11.059MHz，与单片机的 XTAL1和XTAL2相连，为系统提供时钟信号。具体电路如下图3所示。
图3 晶振电路设计
3. 复位电路设计
复位电路主要是由电容和电阻串联而成，负责的功能是当系统运行出现卡死或者异常时，按下复位键可以使系统程序重头开始运行。复位电路的工作原理是利用电容的两端的电压无法突变。
系统上电后，当检测到RST引脚出现两个周期的高电平时，而高电平的持续时间由电阻和电容来决定的。设计中中选择的电容是10uF，电阻是10K的，根据公式可以知道，10k*10UF=0.1s，引脚接受高电平为0.1s左右后，系统复位。具体复位电路如下图4所示。
图4 复位电路设计
（二）时钟电路设计
目 录
一、引言 1
（一）智能窗帘的发展背景 1
（二）智能窗帘的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 1
二、 智能窗帘的方案设计 1
三、 系统硬件设计 1
（一）智能窗帘主控电路设计 1
（二）光强度采集电路设计 1
（三）液晶屏显示电路设计 1
（四）电机驱动电路设计 1
（五）按键电路设计 1
（六）红外遥控电路设计 1
四、系统软件设计 1
（一）智能窗帘的主程序的设计 1
（二）液晶驱动子程序的设计 1
（三）按键检测子程序的设计 1
（四）红外遥控程序设计 1
五、 实物安装与调试 1
（一）通电检查 1
（二）通电观察 1
（三）单元电路调试 1
（四）整机联调 1
结束语 1
参考文献 1
致谢
附录一 原理图
附录二 实物图
附录三 PCB图
附录四 元件清单
附录五 源程序
一、引言
（一）自动智能窗的发展背景
智能家居的平台是楼房，兼俱建筑物、网络系统、智能家电、电子系统智能化，该系统、形态、服务、监管相辅相成，创造更高效、更舒适、更安全、更便捷、更节能的生存环境，将家中的各种电子设备（如电视、电脑、手机、 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
灯、窗、空调、洗衣机等）通过互联网连在一起的便利展现的淋漓尽致。与一般家居相比，不仅有传统意义，提供安全舒适的家庭生活空间，还提供了全方位的信息交互功能，优化人们的生活方式。
随着科技的发展，人们生活水平的不断提高，人们的生活追求逐渐趋于个性化、人性化、智能化。由先前对智能家居的一无所知，到后来，随着认识的深化，推广的普及，智能家居的供给量猛增，该智能化窗帘，给人们带来了舒适、便捷、安全的生活环境，其功能多样化、噪音更低化、产品高档化等。
智能窗逐渐被人们所接受，在欧美等发达国家已经得到了大规模的推广使用。
单片机的应用领域愈加广泛，光学和定时系统紧密结合，从而，智能窗在未来发展中会愈来愈好。
（二）自动智能窗海内外的发展状况
自动窗控制器在欧美等发达国家已经得到了大规模的推广使用。我国在2000年左右引进自动窗控制器，但是并没有得到大规模的推广。近年来，随着半导体技术的突飞猛进的进步，智能化设备也越来越多，使用者对智能产品的需求也急剧增加。
（三）本文主要研究内容
本作品的自动智能窗的设计主要能够完成对自动智能窗的光控、遥控、定时控制、手动控制、防盗报警等功能。系统中采用的STC89C52单片机作为主控芯片，DS1302作为时钟芯片、光感元件选用光敏电阻，A/D转换芯片选用ADC0832，ULN2003驱动步进电机，遥控使用的是红外遥控。系统工作流程为：光敏电阻两端的电压值经过A/D转换后传输给单片机，单片机根据设定的预警值进行比较，当大于时，蜂鸣器报警、电机开始反转关闭窗户，采集的数据值交由LCD1602进行显示，并且显示模块实时显示当前时间，当超过预设时间控制窗户开关。单片机引脚口实时监测人体感应模块以及红外遥控接收模块的信号，单片机根据程序设定的指令进行系统功能的实现以达到对窗户的自动化智能控制。
二、 智能窗帘的方案设计
本课题设计的自动智能窗的设计与实现结合了感光技术、时钟系统、红外遥控、人体感应技术等实现对自动智能窗设计系统的光控、遥控、定时控制、手动控制、防盗报警等功能。
系统根据各个外围电路反应的信号给单片机，单片机根据程序设定的指令进行系统功能的实现以达到对窗户的自动化智能控制。主要构建对光强度等数据的采集并实现对窗帘的自动控制，以及红外无线遥控和定时开关，并能够实时显示当前光照强度值和定时时间。系统整体框图如下：
图1 智能窗帘系统框图
三、 系统硬件设计
（一）智能窗帘主控电路计
1. STC89C52单片机简介
STC89C52具有8K的Flash储存，256字节RAM，芯片可在0Hz静态逻辑操作，并且在掉电后，RAM内容被保存。内部集成32位IO口，16位定时器/计数器，以及中断系统。需要保证大多数系统功能的开发。
图2 单片机内部结构图
2. 最小系统电路设计
晶振电路，也可以称之为时钟电路，主要提供系统定时操作，电路包含起振电容和晶振，一般电容值选15到33pF，电路中使用的30pF，晶振选择的高频率的11.059MHz，与单片机的 XTAL1和XTAL2相连，为系统提供时钟信号。具体电路如下图3所示。
图3 晶振电路设计
3. 复位电路设计
复位电路主要是由电容和电阻串联而成，负责的功能是当系统运行出现卡死或者异常时，按下复位键可以使系统程序重头开始运行。复位电路的工作原理是利用电容的两端的电压无法突变。
系统上电后，当检测到RST引脚出现两个周期的高电平时，而高电平的持续时间由电阻和电容来决定的。设计中中选择的电容是10uF，电阻是10K的，根据公式可以知道，10k*10UF=0.1s，引脚接受高电平为0.1s左右后，系统复位。具体复位电路如下图4所示。
图4 复位电路设计
（二）时钟电路设计
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