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文档简介
引言1.1研究背景及意义随着21世纪的到来,人们步入信息化和智能化的新时代。网络通信、人脸图像识别、数字化家电等技术不仅已深入人们的日常生活,同时也悄无声息地迈入人们的个人空间。运用这些技术所研发出的智能产品虽然改变了人们的生活方式提升了人们的生活质量[1],但还存在很大的发展空间。经研究发现,目前市面上大部分窗帘需要人工操作。例如在豪华高端的私人別墅和高档酒店等拥有大型落地窗的场景中,普通窗帘的缺点就会暴露出来。其原因在于,这些窗帘大而笨重,开关比较费时费力[2]。目前的家用智能窗帘虽然基于遥控做到了自动控制,但是还有以下缺点:成本普遍偏高;使用功能过于单难以智能化管理[3];多个窗帘的使用情况下,一个红外遥控单次会批量处理多个窗帘,不能实现单一窗帘的控制;用户群体较为分散,难以普及[4];不可远程操控达不到让用户省心、使用便捷的目的等。针对上述问题,本论文设计一款能够通过光线检测自动控制、定时自动控制、远程控制和按键控制,基于单片机的智能窗帘控制系统。其硬件由AT89C52单片机芯片、DS1302时钟芯片、光敏传感部分构成。该系统的仿真测试使用Protues软件进行。与传统窗帘相比,本文所设计的智能窗帘控制系统具有价格实惠、操控便利、智能管理等优点。智能窗帘将以其优越的性能给普通家庭带来一个舒适、便捷和绿色的智能化家居。1.2国内外研究综述1.2.1国外研究综述20世纪末期,一大批网络通信的家用电器、半自动化操作的电子产品等相继面世。在家用智能冰箱、家用智能电视、家用智能洗衣机和各种家用电气化产品等功能综合为一体之后,诞生了住宅电子化的理念。从那起,电动窗帘开始慢慢地出现在人们的视野之中。这些年,经过人们的体验与使用,智能窗帘在美国、澳大利亚、英国等一些国家得到了广泛的应用。2014年美国的研发人员SunT和LiJ等人所设计的节能翻转式窗帘系统,利用窗帘叶片接收太阳光照射的方向,从而控制窗帘的升降。在系统设计上,该系统由上位机完成数据的存储、分析和输出等,由下位机采用感光元件采集光照信息。它的节能表现在其外层材质采用可收集光能的太阳能板材料,可以通过吸收白天照射在窗帘上产生的光能,转化为电能存储在锂电池中。该系统采用的太阳能转化技术可以为系统供电,节约了家庭的能源消耗[5]。2010年澳洲的科研人员ZhangC和FengX等人硏制出一款由数字温度传感器DSl8B20组成的温度控制智能窗帘系统。该系统能够将检测到的室外实时温度信息,然后将信息推送至手机App上,让用户选择是否开关窗帘,以实现窗帘的自动控制[6]。2017年日本的专家HanD和ChenX制作的光控检测节能智能窗帘系统,在窗户的玻璃与室内的窗帘之间安装了一种光线感应器。该系统采用舒适型家居设计方案,只有光线在适宜的时候才会自动展开。当光线到达一定强度时,能够控制窗帘自动关闭。同时,该系统利用光加热半导体,将室外光线照射在智能窗帘上所产生的热量转化为电能存储,也可以实现智能窗帘无需充电,即能使窗帘自动上升或者降落功能[7]。2013年英国的设计师JangYH和YangHX研究了一款基于语音芯片WK6900-24ss控制基础上的百叶窗智能窗帘叫。这款产品在材质选择方面有不少亮点,它使用高透明,高强度的聚碳酸脂片,配合铝的熔点在髙温的条件下镀上了一层铝膜设计外层,能够把太阳光中的大部分颜色的光反射掉。进而调节并减少进入室内的光线,使得室内一直保持适宜的亮度与温度,但室内用户依旧能清楚看到外面的场景[8]。2018年国外还开发出了减轻高层建筑的整体重量而所做出的智能窗帘系统,以AT89C52单片机为主控制单元,风压传感器和放大器作为信号的产生、处理的部分,LCD12864显示屏作为窗帘的显示部分。利用风压传感器对玻璃幕墙进行检测,通过模拟数字转换芯片进行模拟数据的转化和使用通信软件进行远程传输控制信号来对窗帘系统进行控制[9]。1.2.2国内研究综述中国智能家居的第一阶段叫做智能小区期,该阶段智能家居在市面上只是概念上的产品,并没有成熟的技术和市场。十几年前,我国虽然有一些企业、厂家在进行智能窗帘的生产,但是由于当时的技术不足、普通人的生活条件较差日常生活标准较低等一系列的原因,导致智能窗帘未能成功推广开来[10]。随着技术水平不断提高,科技逐渐运用到人们生活。人们的思维不断地开阔,对生活品质的要求不断提髙。在一些发达的一线城市,许多家庭都慢慢地使用上了智能窗帘。智能窗帘的发展也得益于我国科研人员的不断探索与钻硏。2016年小米公司的科研人员最近开发出的一款Amara智能窗帘引起了智能家居的购买浪潮。该产品与其它普通电动窗帘相比最大的一个优点就是可以实现与小米产品互联,但用户还需要配备Aqaba的智能插座才能使Aqaba智能窗帘正常工作。用户开关时间的定时设置,WIFI无线控制,红外传感器实现该产品的自动化控制功能,也可以通过与语音助手交流来驱动Aqaba电机操控智能窗帘,以实现窗帘的开启关闭[11]。2012年东北农业大学的孙利新,王阿川等人对基于视觉手势识别技术的智能窗帘进行硏究。在手势识别的操作下,他们构造了基于视觉手势识别技术的智能窗帘系统。这款设计的窗帘通过使用计算机视觉OpenCV库处理捕捉人体手势的移动方向,系统分析、处理后,控制窗帘自动开合[12]。该系统在功能上有良好的人机交互能力,操作非常简单,窗帘的开合程度也可自由控制。目前,我国内市场上已出现的智能窗帘,可以通过第三方语音系统控制光照检测以及遥控对窗帘的控制。但是购买一套比较齐全的智能窗帘控制系统的价格较高,只有较少的家庭能承担这项费用支出。在某种意义上来说,这局限了智能窗帘的发展。因此,一款低成本、便捷、智能的基于单片机的智能窗帘控制系统急需要被开发。1.3本文主要研究内容本次研究设计主要目的是通过综合研究结果分析电动智能窗帘控制技术的应用发展及其应用现状,从而对电动窗帘控制器进行设计。采用步进电机作为执行元件,以光敏电阻作为传感元件的传感器作为检测元件,AT89C52单片机作为控制芯片,辅助键盘和显示,最终实现了电动窗帘控制器的多项智能项目。本次对智能窗帘系统设计分为六个部分:第一部分引言介绍设计目标国内外的发展现状和研究意义目的设计的基本内容和本文的章节安排。第二部分总体设计方案给出了电动窗帘控制器的总体方案设想实现功能。第三部分硬件设计选用AT89C52单片机为核心的各种电路设计包括复位电路,电源电路,时钟电路步进电机控制电路键盘/显示电路等一系列相关电路。第四部分软件设计主要介绍了各项功能的设计流程。第五部分仿真仿真测试使用Protues软件进行。第六部分总结对设计中的不足进行反思。2总体方案设计2.1需求分析我国人们的生活水平逐步提高,人们在不断追求绿色、健康和高质量的生活智能窗帘正逐渐成为每家每户的必需品。但就目前发展来看,智能窗帘还有很大的进步空间。各国科研人员仍然需要不断地研发与测试,应用各种先进的技术去提升、改进目前的智能窗帘控制系统,以一个自动控制、智能管理的智能窗帘展现给人们。本系统以光照检测、定时驱动和手动控制三个方向来对系统进行开发。该系统应该具有以下功能:直接通过按键控制开关实现自动化控制;无论在强光还是弱光的情况下,系统都可以检测到室外的光线强度与用户设定的光照上限与下限作比较,实现光照检测自动开合的功能;根据用户需要不同时间的开启关闭,实现窗帘的定时开合。2.2系统总体结构智能窗帘控制系统的总体结构框图如图2-1所示。光电传感器光电传感器信号调理电路A/D转换器AT89C51单片机显示部件键盘步进电机烟雾传感器图2-1智能窗帘控制系统总体结构框图智能窗帘由一个类似于光电式的滤波传感器驱动它可以用来检测室内和外界的光强,从滤波传感器输出来的信号经过滤波调理电路的滤波进行放大,滤波调理后输入到A/D转换器,A/D转换器需要一定时间来完成一个转换过程,如果在这段信号转换的过程中,信号的频率和幅值发生了变化,那么转换结果将会受到影响,所以转换期间要用到采样保持电路。由单片机控制转换后的信号,来实现电机的运行与停止。显示部件用来显示电动窗帘控制器的各种状态信息。键盘是主要的输入设备,控制单片机的各种参量[13]。2.3单片机选择目前,应用较多的是51系列单片机和STM系列单片机,但STM系列单片机比较复杂,学习成本较高。相比之下,51系列的单片机相对简单,在大学学习中学习了一些相关课程,加上丰富的网上信息,降低了学习成本。虽然51系列单片机的性能较差,但作为本设计的核心是足够的,同时,芯片价格低廉,编程方便,所以设计选用51系列单片机,型号选用STC89C52。下面是对芯片的详细介绍:STC89C52是一个低电压、高性能的CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。3系统硬件设计3.1硬件总体设计该设计有一般的窗帘控制器的最基本的功能,即通过电动按钮来控制开闭窗帘,在此基本功能的前提下,本设计还根据需求设计了可以根据光照强度和设定时间自动进行开闭窗帘的功能,在选取设计方案和采用元器件方面,该设计本着简单经济实用的思想,尽量简化电路的设计,用最简单的电路布线来达到设计要求[14]。硬件设计整体控制电路设计框图,主要设计包括一个单片机外围控制电路、A/D转换电路,信号调理电路、键盘/显示接口电路、步进电机控制电路、检测电路等模块。单片机外围电路提供各模块所需要的5V电源和时钟模块;信号检测后的是模拟信号,经过调理放大进入A/D转换后输出数字信号给单片机。单片机的P2口控制步进电机的运行从而控制窗帘的升降。显示和键盘让人机交换变得更容易。以上各模块组成了电动窗帘控制器的总体电路。3.2单片机相关电路设计3.2.1晶振电路电路中的晶振即石英晶体震荡器。由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力,所以,石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。同时,它还可以产生振荡电流,向单片机发出时钟信号。晶振电路中的电容C2和C3的典型值通常选择为30PF左右,电容的作用在这里是起振作用,帮助晶振更容易的起振,取值范围是15-33PF。晶振的取值也可以是24M,晶振的取值越高,单片机的执行速度越快。晶体振荡频率的范围通常在1.2~12MHz。晶体的频率越高,系统的时钟频率越快,单片机的运行速度越快。但反过来,运行速度对于存储器的速度要求就越高,对印刷电路板的工艺要求也就越高,即要求线间的寄生电容要小。晶体和电容应该尽可能安装得与单片机芯片靠近,以减少寄生电容,更好地保证振荡器稳定、可靠地工作。89C52常选择振荡频率12MHz的石英晶体。3.2.2复位电路复位是单片机的初始化操作,复位电路由10uF的极性电容C1和10K的电阻R3构成。利用电容电压不能突变的性质,当系统一上电,RESET脚将会出现高电平,并且这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。典型的51单片机当RESET脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。3.2.3电源电路单片机工作需要使用5V电压,可采用5V的USB直接供电,可以用手机充电器、电脑USB口、移动电源等设备进行供电。3.2.4最小系统电路STC89C52的最小系统由晶振电路部分、复位电路部分和电源电路这三个部分组成。单片机最小系统电路图如图3-1所示:图3-1单片机最小系统3.2.4时钟电路本模块采用DS1302时钟芯片为系统提供时间,该芯片采用32768Hz时钟晶振产生的震荡频率可使时钟芯片正常计时工作。将用户输入的时间与DS1302所提供的系统时间进行比对,当系统时间与预设时间相同时,单片机向步进电机驱动发出命令以控制窗帘开启或关闭。DS1302设计时钟模块电路图如图3-2所示,SCLK用于输出脉冲信号,BT1为内部备用电源,时钟芯片将时间信息通过I/O口逐位输给单片机。图3-2时钟电路3.3步进电机电路设计步进脉冲电机驱动控制电路系统主要原理是由步进脉冲功率分配器,功率步进驱动控制电路,步进驱动电机几个主要组件组合构成。步进电机控制系统的方框图如图3-3所示。驱动电路如图3-4所示。脉冲控制脉冲控制功率驱动电路步进电机负载脉冲信号图3-3步进电机控制系统方框图图3-4驱动电路3.4键盘电路设计键盘是防止人类与单片机打交道的一种重要工具。站在系统监视软件设计这个角度考虑,仅仅对一个键盘进行了扫描,读取当前某一个小时刻内的一个键盘正常运行状态显然远远不够,还有许多问题需要及时进行妥善处理,否则,人们在安装和使用一个键盘的过程中,很容易就导致键盘出现了错误的操作和运行失控等情况。在对于单片机的实际应用中,键盘中使用最广泛是独立式键盘与矩阵型键盘。它们都有各自的功能和特点,其中一个独立的按键硬件工作电路简单,而且编程器的设计也不复杂,一般用在对硬件电路要求不高的简单电路中;相比于独立按键,矩阵按键在硬件电路上要复杂的多,程序算法也更加繁琐,但它在节省端口资源上有优势得多,因此它更适合于多按键电路。本设计中由于采用的按键数量较少,只有5个按键,分别是“模式切换”、“设置时间”、“设置阈值”、“减”、“加”,故采取了一种独立于键盘上的操作方式。按键的相互连接如下图3-5所示:图3-5强度采集电路3.5显示电路设计本系统选择LCD1602作为显示模块,以显示窗帘的状态以及其它信息LCDl602内置有清屏,开关显示等基本控制指令,例如,单片机可发送清屏指令使LCDl602显示屏清屏。LCD160显示屏可以显示由单片机通过Agent通过机智云协议包直接获取的网络时间、通过光敏电阻获取外界的光照强度的百分比和窗帘所处的模式以及窗帘目前的开闭状态。设计LCD1602电路如图3-6所示。图3-6LCD1602电路3.6烟雾检测电路设计在本产品设计中所需要采用的MQ-2型烟雾监测报警器所用的导体材料主要为一种二氧化锡半导体,它们所采用的材料是一种表面的离子式N型半导体[20]。例如,当空气温度保持在200~300°C时,空气间隙中的硫化氧被一种新的二氧化锡所直接驱动吸附,吸附着这种硫化氧的锡是正负离子,减少了其中的电子密度,进而增加了它的电阻值。烟雾检测模块的工作原理为接触到烟雾后,当晶粒间界处的势垒受到该烟雾的调制而变化时,会让其电导率同样发生变化。表3-1半导体气敏传感器的分类类型所利用的特性工作温度代表性被检测气体电阻型表面电阻控制器300~450°C可燃性气体体电阻控制器300~450°C700°C以上乙醇、可燃性气体非电阻型二极管整流特性室温~200°CH2、CO、乙醇晶体管特性150°CH2、H2S芯片接口说明:①CS_片选使能,低电平芯片使能;②CH0模拟一个输入的通道0,或者可以作为IN+/-的输出来使用;③CH1模拟的输入信号通道1,或者可以作为IN+/-的信号来使用;④GND芯片参考0电位(地);⑤DI作为数据信号的电路输入,选定一个通道信号进行电路控制;⑥DO数据信号输出,转换数据输出;⑦CLK芯片时钟输入;⑧Vcc/REF电源输入及参考电压输入(复用)。原理图中AD0832模数转换模块中,接口7时钟信号接单片机P3.6引脚,接口5和接口6为数据传送接口接单片机的P3.7引脚,接口2为模数转换的一个信号传输通道接烟雾传感器的6号接口上,接口1为片选信号,接通单片机的P3.4引脚,当CS端为高电平时AD0832芯片禁用,烟雾传感器停止工作,所以CS应为低电平。烟雾传感器的接口1和AD0832的接口8为烟雾传感器的供电端。烟雾传感器实时将数据发送到单片机中,当单片机与温度上限值进行比较,当超过烟雾浓度上限,单片机通过P2.0引脚接通报警电路进行声光报警,同时通过P3.1引脚发送烟雾数据通过SIM800进行烟雾浓度报警,通过P1.4引脚控制水泵开启。当单片机通过烟雾传感器发出的烟雾浓度值低于上限时,单片机控制报警电路停止报警同时关闭水泵。单片机发送指令给LCD12864显示烟雾浓度数据,可以更加直观地看到当前温度数值。图3-7烟雾传感器模块3.7光电传感器设计本文选用GL3526型光敏电阻,应用光控原理工作,天亮窗帘自动打开,天黑窗帘自动关闭。由运放组成比较电路,同向输入端有两个电阻分压得到一个电压值,作为基准电压进行比较,而反相输入端用一个光敏电阻对外部环境的光线进行采集利用光敏电阻暗时电阻大亮时电阻小的特点来确定反向输入端的电压值。再两者进行比较比较后的信号再送入单片机P0口从而通过单片机来控制电机的正反转。来实现天亮窗帘自动打开天黑窗帘自动关闭这一自动控制功能。本设计的智能窗帘有光控自动开关的功能,需要采集环境中的光照强度,以便进行光照强度的计算来控制窗帘的开关。光照强度采集使用的方案是光敏电阻,由于光敏电阻采集到的是光照强度的模拟量,因此使用ADC0832将光照模拟量转为数字量再传给单片机进行处理。图3-8强度采集电路3.8信号调理电路设计3.8.1放大滤波电路设计传感器会输出很微弱的模拟信号,所以需要通过一个模拟放大器,对其进行一定倍数的放大,才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求,在此情况下,就必须选择一种符合要求的放大器。由于滤波传感器中所接收检测到的滤波信号往往常常会同时带有多种各样的信号干扰,因此要采用滤波电路来去除干扰。综上述考虑,采用低通滤波器。3.8.2A/D转换电路设计A/D转换的作用是进行模数转换,把信号接受器收到的一个模拟信号进行转换成成为一个数字信号的模拟输出。在选择A/D转换时,先要确定A/D转换的位数,该设计运用的是8位A/D转换器ADC0832,A/D转换误的位数确定与整个测量控制系统所需测量控制的范围和精度有关,系统的变换精度控制涉及应用到很多技术环节,其中主要包括了信号传感器的输入变换输出精度,信号预图像处理控制电路设计中的变换精度,A/D转换器以及输出电路等。4系统软件设计4.1主程序软件设计主程序构成无限循环,主要完成单片机初始化,关中断,菜单显示内容初始化,按键扫描,电机运行,计时等功能。主程序的流程图如图4-1所示。YYYYNYYNYN关中断设置堆栈积复位,初始化显示键码分析数码键处理设定时间开始时间电机工作电机停止设定键有键操作?命令键?到点了?电机控制键工作完成?N图4-1主程序流程图启动一个中断主程序,先开始打开一个新主中断并且在这个主中断程序上重新设置一个中断堆栈,接着再次执行初始并简化中断寄存器,初始化堆栈显示的中断内容;然后再次开始执行对一个按键的中断查询,执行一个堆栈相应的中断操作。如果我们还没有直接设定一个计时键,则我们可以直接设定停机时间,开始自己的电机计时;一旦设定时间自动结束进一步进计时电机就自动会即时开始自动进行一个相应的计时运转,工作全部时间结束后就电机会自动开始停机。如果它所使用的按键是能对电机进行自动控制的按键,则也就是可以直接执行一些电机相应的控制操作。若都不是,则为了更好实现单次复位加载按钮,采用了一个单次重新启动加载的按键。4.2步进电机程序设计步进电机程序流程图如图4-2所示。YYNYN传送正转的脉冲序列是正转吗传送正转的脉冲序传送步数是否完毕?传送步数是否完毕?开始返回图4-2步进电机程序流程图4.3显示程序设计显示程序开始之前,需要先确定一个位置,表示要在哪个地方显示,比如第1行第4列的位置。在完成坐标定位之后就可以开始显示内容了。液晶在显示时是一位一位完成的。比如数字“123”,就会先显示百位的“1”,然后是十位的“2”,最后是个位的“3”。显示字符串的话,也是一样的道理。每次显示一串字符或者一个数字的时候,只需在最开始的时候完成一次定位,之后每显示完一个字符,液晶会自动跳到下一个位置的,无需每个字符都定位一次。显示程序流程图如图4-3所示。图4-3显示程序流程图4.4键盘程序设计按键的触点在按键闭合和按键断开时都有可能会直接产生一些小的抖动,这时触点的编码逻辑处理电压水平也是不稳定的,若没有及时做到恰当的抖动处理,将来会有一些可能触点会直接抖动导致两个按键中间一个字符串的编码错误重复执行或者也就是按键重复错误执行。现在我们采用了一种用于软件设计中的延时处理方法,以便有效避开抖动的发生阶段。在判断是否有键闭合后都延时5ms,按下键后再延时12ms就可以避免键盘的抖动。然后键码分析,执行相应的模块,显示后返回。键盘子程序如图4-4所示。NNYNY开始返回有按键闭合?调用显示子程序延时6ms2次调用显示子程序延时12ms键码分析执行相应的模块显示有按键闭合?图4-4键盘程序流程图4.5定时程序设计定时的主要功能是单片机能够在设定时间内得到中断信号,从而控制窗帘的开关。时钟发出50ms的信号给单片机,计数器计数,当计数到20,则过了1秒,秒单元数值加1,当秒单元到达60,分单元数值加1,秒单元清零。当时单元到达24,时单元清零。标志1天时间计满,把他们的值放到存储单元的指定单元。图4-5是定时功能流程图。YYNYNYNY开始现场保护,重置初值,启动下一个50ms50ms,计数器加1计数器=20?秒单元加1,50ms计数器清零,秒写入秒个位和秒十位时单元加1,分单元清零,时写入时各位和时十位分单元加1,秒单元清零,分写入分个位和分十位秒单元=60?时单元清零时单元=24?分单元=60?结束图4-5定时功能流程图5Proteus调试与仿真Proteus是由英国的Labcenter开发的具有电路分析和仿真功能的一款软件,该软件是一款真正完整的电子设计工具。此外现在模拟集成电路、数字化集成电路、单片机以及应用控制系统及其他嵌入式控制系统均可用这个仿真软件对其产品进行系统设计和工程仿真。在各种调试电路方面我们不仅可以同时使用进行多种新的调试电路功能,包括全速、单步、断点调试装置,并且配备有各种模拟信号源和各种虚拟源可以便于用户进行各种调试电路的同时调试。该软件还对其他的相关软件设计提供了功能支持,比如:KeilC51uVision4,MPLAB,方便您对软件进行编译和安装运行设计调试,还同时提供了PCB板的电路设计调试功能以及同时导出相关电路设计示意图的设计功能,允许一个用户同时输出一个多种类型的相关电路设计调试报表。使用Proteus电子设计工具相当于构建了电子设计和分析平台。5.1总体仿真思路首先根据此前已经画好的电路图在proteus中找到一个相应的元件,根据电路图将所需要的各个元件逐步地找到,将各种元件分别放置于合适的位置;然后对照电路框图中的接线,将各种元件依次进行连接,确保各个元件的连接不正确;最后把程序写入单片机进行仿真和调试,查找其中的不足之处,并进行相应的改进。仿真过程中,首先进行各个子程序的仿真,解决子程序中存在的问题,并逐个进行改进,确保子程序的正确性。然后再进行综合程序的仿真调试,解决其中的问题,确保各部分能够正常工作。5.2仿真中遇到的问题及解决办法在画仿真图的过程中,有一些元件不太好找,遇到这种问题,一般是先在一些资料中查找该元件在Proteus中的名称及相应的位置,然后在Proteus相对应的元件库中查找该元件,将元件在仿真图中进行连接。还有一种问题就是某种元件仿真较为困难时,在不影响结果的前提下可以用其他一些元件进行相应的替代。例如:光敏电阻相当于一个可变电阻,在仿真图中就可以用一个可调电阻进行代替,改变可调电阻的阻值就相当于改变光照强度,就可以方便地进行光照模块的仿真调试。由于对Proteus了解有限,在仿真过程中也有一些不足。例如红外模块的仿真,无法找到合适的方法进行仿真调试,只能在实物上进行调试。
总结本文主要探讨设计一套智能集成窗帘软件控制设备系统,介绍从设计智能集成窗帘软件控制设备系统从集成软件控制电路设计至集成软件控制设备的以下几个设计步骤。本系列产品的主要设计原理是通过采用光敏步进驱动电机作为驱动器芯片作为元件执行驱动元件,以光敏检测电阻电机驱动器元件作为光敏传感器对元件的专用光敏电阻传感器进行驱动作为光敏检测控制元件AT89C51单片机软件作为自动控制处理芯片,辅助控制键盘和触控屏幕自动显示,实现对各种智能控制窗帘的多项应用功能化自动控制。整个系统的开发在设计中,单片机主要采用AT89C52单片机,所用芯片简单实用,减少了软硬件的共享;传感器的某一部分采用了光敏电阻,可以不断地连续检测到来自外界的各种光辐射强度和频率的变化,通过电桥电路后的脉冲信号进入比较器,可以直接地得出一个信号,此信号经过高频放大,A/D转换后进入单片机,通过电桥电路后的脉冲信号进而对步进电机运行状态进行控制;步进电机可以很好地执行到窗帘的启动命令,使窗帘启动开关更为精确,稳定。本设计中的定位时钟工作电路和单片机相互协同都具有定时的功能,再加上对于光电式传感器的检测光强很好地实现了定位自动控制的这项重要功能。由于目前所设计的能力有限,还是对于许多新型的功能和技术并没有进行充分的了解研究,比如为了解决光电开关滞回特点,可以通过使用施密特电路进行设计,无奈也是有限的。其次,显示功能中还没有采用电动窗帘监视器的主要工作模式。控制仪是固定的,没有任何蓝牙或者红外监视的控制。而且未能顺利地完成对实物进行设计,这不得不说只会是一个遗憾。但是,一个完整的专业毕业设计流程,让我基本上掌握了对于单片机系统及其电子运算操作软件等相关方面的基础知识,尤其是在自己的动手能力上有很大的发展和提升,也给今后更成功、完善的专业设计奠定了坚实基础。参考文献:[1]尹绍杰,林鹏.基于WIFI的智能家居配电系统设计[J].通信科技,2018,35(05):136-137.[2]廖春萍.基于物联网技术的智能家居安防预警系统的设计与实现[D].电子科技大学,2018.[3]吕梦飞,张雪芹,贠金昊.基于PLC的自动窗帘控制系统设计[J].科技经济刊,2018,26(16):63-67.[4]宋宇超.基于单片机的智能家居监控系统的研究与设计[D].吉林大学,2018.[5]SunT,LiJ,SongWL.IntelligentTemperatureControlSystemDesignBasedonSingle-ChipMicrocomputer[J].Jou
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