单片机的门窗智能控制器的设计(附件)
在我们日常生活中，出门忘记关窗是经常发生的事，每当天气骤变的时候便苦不堪言，而新型智能门窗的出现可以解决这个烦恼。智能门窗控制系统能够为人们提供更加轻松、有序、高效的现代生活环境，门窗智能控制器的研发是现代智能家居系统发展的根本趋势之一。本文介绍了基于单片机的门窗智能控制器的设计与实现，以单片机AT89S52芯片为核心，采用温度传感器DS18B20、人体红外传感器HC-SR501、模拟风力传感器和雨水检测传感器DHT11作为检测电路，对室外温度高低、雨水量多少、风速大小和是否有人闯入等环境参数进行监测，并对监测的数据进行判断处理，最终实现门窗智能控制和报警的多种功能。本次设计的智能门窗能够防止下雨时雨水和潮湿空气进入室内，防止刮风时掀起的尘埃或粉尘吹进房间，同时还能在主人外出时进行实时监控，防止家里被盗减少经济损失。该智能门窗控制器是在传统门窗的基础上，综合利用传感器技术和自动控制技术，实现门窗各种信息的采集、传输、处理和控制。该系统具有较高的实用性和可靠性、结构简单、高性价比等特点，具有良好的应用前景和市场发展优势，在未来的日子里将会得到广泛的使用。该智能门窗控制器还是一种人性化的产品，一切为人们考虑，特别是对居家老人或者行动不便的人群更加具有特别的意义，消除人们生活上的担忧。关键词 门窗控制，单片机，雨水检测，人体红外传感器目 录
1绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 智能门窗的研究及发展现状 2
1.3 课题的主要工作 3
2 智能门窗总体方案设计 3
2.1 设计方案要求 4
2.2 传感器的选择 4
2.3 窗户控制系统方案选择 10
2.4 总体设计方案概述 11
3 智能门窗硬件设计 11
3.1 控制电路设计 12
3.2 温度检测电路设计 13
3.3 雨水检测电路设计 14
3.4 风速检测电路设计 15
3.5 人体检测报警电路设计 16
3.6 显示电路设计 17
4 智能门窗软件设计 18
4.1 主程序流程设计 18
4.2
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
11
3.1 控制电路设计 12
3.2 温度检测电路设计 13
3.3 雨水检测电路设计 14
3.4 风速检测电路设计 15
3.5 人体检测报警电路设计 16
3.6 显示电路设计 17
4 智能门窗软件设计 18
4.1 主程序流程设计 18
4.2 报警流程设计 19
4.3 温度检测流程设计 19
4.4 雨水检测流程设计 19
4.5 电机控制流程设计 20
5 系统调试 21
5.1 硬件调试 21
5.2 软件调试 22
5.3 联合调试 24
结 论 25
致 谢 26
附录A：系统原理图 28
附录B：软件仿真图 29
附录C：程序 31
1绪论
智能窗户一般是指安装了先进的防盗、防风、防雨、自动开关系统技术的门窗[1]。起初智能窗户一般应用在一些公共场所和高档商品房，伴随着科学技术的不断进步和发展，人们的生活水平逐渐提升，人们追求更加安全、舒适、健康的生活。最近几年，智能家居的模型和概念已经慢慢的融入到老百姓的生活当中，并且不断地影响着老百姓对智能家居的看法。因此，很多房地产开发商在新建的小区和别墅开始安装使用智能家居系统，让客户体验到智能化家居为生活带来的舒适和便利。
1.1 课题研究的背景和意义
随着网络技术的迅速发展和互联网平台的完善，人们对自己居住的环境和生活空间有了更高档次的追求，家居系统自动化和智能化成为了目前大众的普遍消费目标[2]。门窗系统作为一个特殊的链接纽带，其作用不仅仅是通风照明，同时还肩负着内部空间与外部环境沟通的重大职责，在整个房屋建设中的作用和地位尤为重要。另一方面，门窗也是保护家庭财产的重要通道，门窗是否牢靠关系到室内的人身安全和财产安全。因此，门窗智能系统的建设与开发，具有较高的市场开发价值。一般来说，影响室内环境的因素都是通过门窗传递的，主要有温度、雨水、刮风和盗贼等关键因素，那么实现门窗的自动化和智能化就能有效的规避这些外部环境因素所带来的风险和不安全的隐患，保障室内环境的舒适和安全。
在当今经济高速发展之际，我国房地产行业也猛然崛起，我国每年建筑面积处于不断上升的趋势，加之城市土地资源紧张，众多高层建筑的建设对门窗的需求量也不断递增。与此同时科学技术领域不断更新，国内信息化建设加速，智能家居开始走进了普通家庭生活[3]。我国很多发达地区的住宅小区已经初步实现了家居智能化，利用计算机与网络技术，通过组建局域网的方式将多元信息服务与家居智能化系统集成，为住宅居民提供高新技术的智能化服务，以实现快捷高效的生活方式和安全舒适的家居环境。
从智能家居的概念到优质生活的体验，实现门窗智能化是智能家居系统的基础和关键[4]。所谓门窗智能化就是在传统门窗的框架基础上，结合现代高新技术，如自动控制技术、计算机技术和传感器技术等，通过对外部环境各种信息的采集、判断和处理，实现门窗的自动开启或关闭状态。此外，有的智能门窗不仅能对户外的自然因素做出反应，还能对人为因素做出反应，例如有陌生人或盗贼进入门窗的监控范围触碰门窗就会发出报警，通知主人或附近的人。智能门窗既方便、又安全[5]，既能节能减排又能合理调节居家环境，这些优点使得智能门窗越来越俏销和应用广泛，我国国内市场对智能门窗的需求量也大幅增加。
因此设计一款符合目前国内市场潮流的感应型智能门窗控制器，不仅可以解决人们外出忘记关窗的烦恼，而且还能为人们提供更加轻松的生活方式和安全的居住环境，让老百姓真正体验到信息化时代所带来的便利。
1.2 智能门窗的研究及发展现状
传统的智能门窗控制系统主要有四个部分组成，分别由核心部件——主控器、运作部件——控制器、传输部件——无线遥控器、以及制动部件——驱动器等组成。而新型的智能门窗有的是在光控上面做了智能化的设计，例如将玻璃或透明塑料与新型可控光材料结合，控制光线的射入比例，从而可以自行调整室内亮度。另外，有的智能窗户则是在红外感应方面做了智能化的设计，例如在机场候机室的自动门就是利用人体红外感应技术来自动控制门窗的开关状态，并根据人性化的设计需求，保障室内的良好通风和阻止室内热扩散，形成建筑设计与材料的完美搭配。而现如今的智能门窗则是将声、光、通讯、网络、机电等多种信息参数变量集成，以达到实现多种功能的智能化控制，为人们提供优质的室内环境和舒适体验。
智能门窗作为住宅智能化设计发展的先行者，具有良好的投资环境和发展前景[6]。在国内智能门窗市场中它的需求潜力较大，智能门窗作为房地产业链接的重要一环，具有较大的发展空间。另外，当前国内市场上的智能门窗产品多元化，并且有很多外资力量注入，配备高端的生产硬件设备，在上海、北京、深圳、广州等地拥有众多工厂，众多新型人才加入这个行列，逐步形成规模化。但是由于智能门窗行业缺乏国家统一的生产标准，导致各企业产品开发杂乱，产品间无法兼容适用，极大的破坏了智能家居的多元性，降低购买者的用户体验。
针对智能门窗研发的价值和重要意义，现在一些国内学者对智能门窗控制系统进行了研究，综合各种有关智能门窗的研究动态和智能门窗在市场的良好发展趋势。2006年，林苹华提出一种基于单片机的防风雨门窗自动控制系统的设计方案，该系统能自动监测风速和降雨，在天气骤变情况下可自动控制门窗启闭，防止居室受风雨侵扰[7]。与此同时，刘振鹏设计了一种基于STC12C5A60S2 单片机的智能门窗控制器，该控制器使用TC35GSM 模块实现
1绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 智能门窗的研究及发展现状 2
1.3 课题的主要工作 3
2 智能门窗总体方案设计 3
2.1 设计方案要求 4
2.2 传感器的选择 4
2.3 窗户控制系统方案选择 10
2.4 总体设计方案概述 11
3 智能门窗硬件设计 11
3.1 控制电路设计 12
3.2 温度检测电路设计 13
3.3 雨水检测电路设计 14
3.4 风速检测电路设计 15
3.5 人体检测报警电路设计 16
3.6 显示电路设计 17
4 智能门窗软件设计 18
4.1 主程序流程设计 18
4.2
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
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3.1 控制电路设计 12
3.2 温度检测电路设计 13
3.3 雨水检测电路设计 14
3.4 风速检测电路设计 15
3.5 人体检测报警电路设计 16
3.6 显示电路设计 17
4 智能门窗软件设计 18
4.1 主程序流程设计 18
4.2 报警流程设计 19
4.3 温度检测流程设计 19
4.4 雨水检测流程设计 19
4.5 电机控制流程设计 20
5 系统调试 21
5.1 硬件调试 21
5.2 软件调试 22
5.3 联合调试 24
结 论 25
致 谢 26
附录A：系统原理图 28
附录B：软件仿真图 29
附录C：程序 31
1绪论
智能窗户一般是指安装了先进的防盗、防风、防雨、自动开关系统技术的门窗[1]。起初智能窗户一般应用在一些公共场所和高档商品房，伴随着科学技术的不断进步和发展，人们的生活水平逐渐提升，人们追求更加安全、舒适、健康的生活。最近几年，智能家居的模型和概念已经慢慢的融入到老百姓的生活当中，并且不断地影响着老百姓对智能家居的看法。因此，很多房地产开发商在新建的小区和别墅开始安装使用智能家居系统，让客户体验到智能化家居为生活带来的舒适和便利。
1.1 课题研究的背景和意义
随着网络技术的迅速发展和互联网平台的完善，人们对自己居住的环境和生活空间有了更高档次的追求，家居系统自动化和智能化成为了目前大众的普遍消费目标[2]。门窗系统作为一个特殊的链接纽带，其作用不仅仅是通风照明，同时还肩负着内部空间与外部环境沟通的重大职责，在整个房屋建设中的作用和地位尤为重要。另一方面，门窗也是保护家庭财产的重要通道，门窗是否牢靠关系到室内的人身安全和财产安全。因此，门窗智能系统的建设与开发，具有较高的市场开发价值。一般来说，影响室内环境的因素都是通过门窗传递的，主要有温度、雨水、刮风和盗贼等关键因素，那么实现门窗的自动化和智能化就能有效的规避这些外部环境因素所带来的风险和不安全的隐患，保障室内环境的舒适和安全。
在当今经济高速发展之际，我国房地产行业也猛然崛起，我国每年建筑面积处于不断上升的趋势，加之城市土地资源紧张，众多高层建筑的建设对门窗的需求量也不断递增。与此同时科学技术领域不断更新，国内信息化建设加速，智能家居开始走进了普通家庭生活[3]。我国很多发达地区的住宅小区已经初步实现了家居智能化，利用计算机与网络技术，通过组建局域网的方式将多元信息服务与家居智能化系统集成，为住宅居民提供高新技术的智能化服务，以实现快捷高效的生活方式和安全舒适的家居环境。
从智能家居的概念到优质生活的体验，实现门窗智能化是智能家居系统的基础和关键[4]。所谓门窗智能化就是在传统门窗的框架基础上，结合现代高新技术，如自动控制技术、计算机技术和传感器技术等，通过对外部环境各种信息的采集、判断和处理，实现门窗的自动开启或关闭状态。此外，有的智能门窗不仅能对户外的自然因素做出反应，还能对人为因素做出反应，例如有陌生人或盗贼进入门窗的监控范围触碰门窗就会发出报警，通知主人或附近的人。智能门窗既方便、又安全[5]，既能节能减排又能合理调节居家环境，这些优点使得智能门窗越来越俏销和应用广泛，我国国内市场对智能门窗的需求量也大幅增加。
因此设计一款符合目前国内市场潮流的感应型智能门窗控制器，不仅可以解决人们外出忘记关窗的烦恼，而且还能为人们提供更加轻松的生活方式和安全的居住环境，让老百姓真正体验到信息化时代所带来的便利。
1.2 智能门窗的研究及发展现状
传统的智能门窗控制系统主要有四个部分组成，分别由核心部件——主控器、运作部件——控制器、传输部件——无线遥控器、以及制动部件——驱动器等组成。而新型的智能门窗有的是在光控上面做了智能化的设计，例如将玻璃或透明塑料与新型可控光材料结合，控制光线的射入比例，从而可以自行调整室内亮度。另外，有的智能窗户则是在红外感应方面做了智能化的设计，例如在机场候机室的自动门就是利用人体红外感应技术来自动控制门窗的开关状态，并根据人性化的设计需求，保障室内的良好通风和阻止室内热扩散，形成建筑设计与材料的完美搭配。而现如今的智能门窗则是将声、光、通讯、网络、机电等多种信息参数变量集成，以达到实现多种功能的智能化控制，为人们提供优质的室内环境和舒适体验。
智能门窗作为住宅智能化设计发展的先行者，具有良好的投资环境和发展前景[6]。在国内智能门窗市场中它的需求潜力较大，智能门窗作为房地产业链接的重要一环，具有较大的发展空间。另外，当前国内市场上的智能门窗产品多元化，并且有很多外资力量注入，配备高端的生产硬件设备，在上海、北京、深圳、广州等地拥有众多工厂，众多新型人才加入这个行列，逐步形成规模化。但是由于智能门窗行业缺乏国家统一的生产标准，导致各企业产品开发杂乱，产品间无法兼容适用，极大的破坏了智能家居的多元性，降低购买者的用户体验。
针对智能门窗研发的价值和重要意义，现在一些国内学者对智能门窗控制系统进行了研究，综合各种有关智能门窗的研究动态和智能门窗在市场的良好发展趋势。2006年，林苹华提出一种基于单片机的防风雨门窗自动控制系统的设计方案，该系统能自动监测风速和降雨，在天气骤变情况下可自动控制门窗启闭，防止居室受风雨侵扰[7]。与此同时，刘振鹏设计了一种基于STC12C5A60S2 单片机的智能门窗控制器，该控制器使用TC35GSM 模块实现
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