单片机的自动门窗智能控制系统软件设计(附件)
课题以单片机为控制核心，采用光强度、温度、湿度等传感器采集家居门窗的各种外界信息、步进电机控制门窗开关，辅助红外遥控。系统能自动检测门窗状态，在天气变化情况下可自动控制门窗启闭，防止居室受风雨侵扰，系统可对光强度、温度、湿度等根据条件设定。论文围绕基于单片机的自动门窗智能控制系统开展理论研究与软件设计，具体研究工作如下：概述了课题研究的背景和意义，介绍了自动门窗技术的发展现状与发展趋势，安排了课题需要做的工作。对单片机类型、电机选择、遥控方法进行了对比分析，突出了本课题设计方案的优越性。介绍了自动门窗的设计思想和设计步骤，分析了系统基本结构，并且介绍了自动门窗系统实现的功能和控制原理。结合硬件利用keil.uvision编辑了基于单片机的自动门窗智能控制系统的硬件C语言代码，主要有温湿度传感器代码、步进电机及其驱动代码、LED显示代码以及其他外围辅助代码等。结合做硬件设计的同学，对焊接好的硬件电路进行调试，找出了自动门窗系统设计存在的不足。对本次课题设计进行总结，展望了将来还需要进一步完成的工作。关键词：自动门窗，单片机，温湿度传感器，红外遥控，步进电机。 目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 研究现状和发展趋势 2
1.3 工作安排 2
2 自动窗的总体设计 3
2.1 自动窗的设计思想 3
2.2 总体功能 3
3 硬件设计 3
3.1 总体框图 3
3.2 微处理器 4
3.2.1 微处理器整体功能介绍 4
3.2.2 微处理器引脚及功能介绍 5
3.2.3 微处理器在本系统中的具体电路 5
3.3 步进电机及其驱动电路 5
3.3.1 电机电路 5
3.3.2 ULN2003驱动电路 6
3.4 温湿度传感器电路 6
3.5 电源电路 7
3.6 电子显示屏电路 7
3.7 红外遥控 8
4 基于单片机的自动门窗控制系统软件设计 10
4.1 编写语言的选择 10
4.1.1 C语言特点 10
4
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
1 电机电路 5
3.3.2 ULN2003驱动电路 6
3.4 温湿度传感器电路 6
3.5 电源电路 7
3.6 电子显示屏电路 7
3.7 红外遥控 8
4 基于单片机的自动门窗控制系统软件设计 10
4.1 编写语言的选择 10
4.1.1 C语言特点 10
4.1.2 函数 10
4.2 主程序 10
4.3 温湿度数据采集子程序模块 13
4.4 数据处理子程序模块 15
4.5 步进电机驱动控制子程序模块 15
4.6 串口通信子程序模块 17
4.7 键盘子程序模块 17
4.8 显示子程序模块 18
4.9 红外遥控子程序模块 20
5 软硬件联调 21
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
附录 系统程序 28
绪论
1.1 课题研究背景和意义
随着数字控制技术的飞速发展，各种数字控制器的成本逐步降低，使得智能控制系统的研究和生产应用成为了热点。这些智能控制系统都是以数字控制其器为核心（如单片机、DSP等），采用指示灯、报警器、液晶显示屏等来实时显示和发出提醒，并经过红外遥控、无线传感网络等进行远程通讯，将各种突发情况以不同方式告知用户，配以驱动电机及其控制系统和机械传动机构来实现系统的自动控制运行，它具有智能化，人性化，网络化。近来，很多科学工作者也在研究有关家庭、办公室和仓库等的动门窗智能控制系统但由于安全，造价等问题，没有得到普及。
这个自动门窗智能控制系统能使窗户的打开和关闭控制在最合适的范围，能够完全满足人日常生活需要，如果家居采用自动门窗进行遥控控制，不仅可以解决每天早晚要手动对家中的每一个窗户和门打开和关闭，而且当天气突然变化而人又不在家的时候，可以进行遥控操作，避免未及时关闭门窗带来的损失。从工作中走出来的时候，家便成了人最温暖的港湾。因此家的环境和舒适度越来越受到关注和重视。作为一个相对独立的、完整的可以完全依赖地方，家的作用在老百姓的眼里越发的重要，地位也日益提高。据中商情报网研究和预测，国内多功能智能门的需求量将逐年增加。目前，微波或红外传感器的自动门控制系统，它是针对人员移动时做出的反应. 但对于因天气变化而自动启闭的门窗自动控制系统则比较少。
另外自动门窗智能控制系统也适用于汽车。虽然驾驶员能够在驾驶的时候控制车里的所有门窗，但是在一些特殊情况下就无暇顾及了。比如锁门后忘记关闭窗户，或者汽车抛锚了。而一旦出现这种问题，不但会可能失窃，也会导致汽车进水等情况。如果汽车具有红外遥控装置，下车后只需要轻轻按键就可以防止此类问题的发生。现代家居生活正朝着现代化、自动化和智能化的方向发展如上面提到“家”的概念，舒适、便利、环保的居住环境是每个家庭所追求的，基于单片机的自动门窗智能控制系统所具备的智能化功能能够十分便捷地满足用户的心愿。
自动门窗智能控制系统由单片机控制并且辅助红外遥控，人只通过一个多功能遥控器就能检测环境温湿度从而控制住房的窗户开关，给人日常生活带来极大的方便。这所有的一切都将改变人传统的习以为常的生活方式，并大大提高人的生活质量。然后，自动门窗智能控制系统必将牵动一大批产业。综上所述，单片机控制的自动门窗系统适应了经济环境的发展，在将来的市场上，必将拥有一席之地。
1.2 研究现状和发展趋势
自动门窗兼具防盗、报警和自动开关等功能。自动门窗应用在公共场所和高档商品房等地方的同时，也应该向普通家庭普及。本次课题研究的基于单片机的自动门窗智能控制主要是利用传感器、现代通讯技术和自动控制技术。社会一直在努力实现家居智能化，当然这一切都应该以安全舒适的家居环境作为为实现智能化的基础和前提。随着数字控制技术的飞速发展，各种数字控制器的成本逐步降低，使得智能控制系统的研究和生产应用成为了热点。门窗有史以来就是一个家庭对外交流、感受外部环境的重要渠道,因此研究自动门窗智能控制系统是非常有必要的。
当然与此同时，国内一些实力较强的大公司也不会放过眼前巨大的商机，其通过研究开发具有自主知识产权的智能家居控制系统，技术越来越先进，功能越来越完善，产品逐步受到广大客户的青睐。如果家居采用自动门窗进行遥控控制，不仅可以解决每天早晚要手动对家中的每一个窗户和门打开和关闭，而且当天气突然变化而人又不在家的时候，可以进行遥控操作，避免未及时关闭门窗带来的损失；此外还能根据光照度的大小来控制窗户的自动打开与关闭，从而调节家中的光线强弱，对提高的家居生活档次具有重要意义，自动门窗智能控制系统具有广阔的市场应用前景。总而言之在建筑建设过程中，自动门窗被广泛应用在办公大楼、小区等地方]。一个产品能否在市场有长久的需求和普及，就要看它对环境的适应能力的强弱，适应能力强的产品往往能够比较好的得到消费者的青睐。比如说有的公司不成熟的产品所使用的材料单一，可替代性不强。或者只能使有专用的器材，不能与市场上的其他品牌的产品相互替代，所用的材料也不能够交替使用，万一器材损坏不能第一时间进行维修，因此它是无法在市场上得到广泛的应用。因此公司要想做出成熟、完善的自动门窗智能控制产品，
1 绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 研究现状和发展趋势 2
1.3 工作安排 2
2 自动窗的总体设计 3
2.1 自动窗的设计思想 3
2.2 总体功能 3
3 硬件设计 3
3.1 总体框图 3
3.2 微处理器 4
3.2.1 微处理器整体功能介绍 4
3.2.2 微处理器引脚及功能介绍 5
3.2.3 微处理器在本系统中的具体电路 5
3.3 步进电机及其驱动电路 5
3.3.1 电机电路 5
3.3.2 ULN2003驱动电路 6
3.4 温湿度传感器电路 6
3.5 电源电路 7
3.6 电子显示屏电路 7
3.7 红外遥控 8
4 基于单片机的自动门窗控制系统软件设计 10
4.1 编写语言的选择 10
4.1.1 C语言特点 10
4
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
1 电机电路 5
3.3.2 ULN2003驱动电路 6
3.4 温湿度传感器电路 6
3.5 电源电路 7
3.6 电子显示屏电路 7
3.7 红外遥控 8
4 基于单片机的自动门窗控制系统软件设计 10
4.1 编写语言的选择 10
4.1.1 C语言特点 10
4.1.2 函数 10
4.2 主程序 10
4.3 温湿度数据采集子程序模块 13
4.4 数据处理子程序模块 15
4.5 步进电机驱动控制子程序模块 15
4.6 串口通信子程序模块 17
4.7 键盘子程序模块 17
4.8 显示子程序模块 18
4.9 红外遥控子程序模块 20
5 软硬件联调 21
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
附录 系统程序 28
绪论
1.1 课题研究背景和意义
随着数字控制技术的飞速发展，各种数字控制器的成本逐步降低，使得智能控制系统的研究和生产应用成为了热点。这些智能控制系统都是以数字控制其器为核心（如单片机、DSP等），采用指示灯、报警器、液晶显示屏等来实时显示和发出提醒，并经过红外遥控、无线传感网络等进行远程通讯，将各种突发情况以不同方式告知用户，配以驱动电机及其控制系统和机械传动机构来实现系统的自动控制运行，它具有智能化，人性化，网络化。近来，很多科学工作者也在研究有关家庭、办公室和仓库等的动门窗智能控制系统但由于安全，造价等问题，没有得到普及。
这个自动门窗智能控制系统能使窗户的打开和关闭控制在最合适的范围，能够完全满足人日常生活需要，如果家居采用自动门窗进行遥控控制，不仅可以解决每天早晚要手动对家中的每一个窗户和门打开和关闭，而且当天气突然变化而人又不在家的时候，可以进行遥控操作，避免未及时关闭门窗带来的损失。从工作中走出来的时候，家便成了人最温暖的港湾。因此家的环境和舒适度越来越受到关注和重视。作为一个相对独立的、完整的可以完全依赖地方，家的作用在老百姓的眼里越发的重要，地位也日益提高。据中商情报网研究和预测，国内多功能智能门的需求量将逐年增加。目前，微波或红外传感器的自动门控制系统，它是针对人员移动时做出的反应. 但对于因天气变化而自动启闭的门窗自动控制系统则比较少。
另外自动门窗智能控制系统也适用于汽车。虽然驾驶员能够在驾驶的时候控制车里的所有门窗，但是在一些特殊情况下就无暇顾及了。比如锁门后忘记关闭窗户，或者汽车抛锚了。而一旦出现这种问题，不但会可能失窃，也会导致汽车进水等情况。如果汽车具有红外遥控装置，下车后只需要轻轻按键就可以防止此类问题的发生。现代家居生活正朝着现代化、自动化和智能化的方向发展如上面提到“家”的概念，舒适、便利、环保的居住环境是每个家庭所追求的，基于单片机的自动门窗智能控制系统所具备的智能化功能能够十分便捷地满足用户的心愿。
自动门窗智能控制系统由单片机控制并且辅助红外遥控，人只通过一个多功能遥控器就能检测环境温湿度从而控制住房的窗户开关，给人日常生活带来极大的方便。这所有的一切都将改变人传统的习以为常的生活方式，并大大提高人的生活质量。然后，自动门窗智能控制系统必将牵动一大批产业。综上所述，单片机控制的自动门窗系统适应了经济环境的发展，在将来的市场上，必将拥有一席之地。
1.2 研究现状和发展趋势
自动门窗兼具防盗、报警和自动开关等功能。自动门窗应用在公共场所和高档商品房等地方的同时，也应该向普通家庭普及。本次课题研究的基于单片机的自动门窗智能控制主要是利用传感器、现代通讯技术和自动控制技术。社会一直在努力实现家居智能化，当然这一切都应该以安全舒适的家居环境作为为实现智能化的基础和前提。随着数字控制技术的飞速发展，各种数字控制器的成本逐步降低，使得智能控制系统的研究和生产应用成为了热点。门窗有史以来就是一个家庭对外交流、感受外部环境的重要渠道,因此研究自动门窗智能控制系统是非常有必要的。
当然与此同时，国内一些实力较强的大公司也不会放过眼前巨大的商机，其通过研究开发具有自主知识产权的智能家居控制系统，技术越来越先进，功能越来越完善，产品逐步受到广大客户的青睐。如果家居采用自动门窗进行遥控控制，不仅可以解决每天早晚要手动对家中的每一个窗户和门打开和关闭，而且当天气突然变化而人又不在家的时候，可以进行遥控操作，避免未及时关闭门窗带来的损失；此外还能根据光照度的大小来控制窗户的自动打开与关闭，从而调节家中的光线强弱，对提高的家居生活档次具有重要意义，自动门窗智能控制系统具有广阔的市场应用前景。总而言之在建筑建设过程中，自动门窗被广泛应用在办公大楼、小区等地方]。一个产品能否在市场有长久的需求和普及，就要看它对环境的适应能力的强弱，适应能力强的产品往往能够比较好的得到消费者的青睐。比如说有的公司不成熟的产品所使用的材料单一，可替代性不强。或者只能使有专用的器材，不能与市场上的其他品牌的产品相互替代，所用的材料也不能够交替使用，万一器材损坏不能第一时间进行维修，因此它是无法在市场上得到广泛的应用。因此公司要想做出成熟、完善的自动门窗智能控制产品，
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3352.html
