【基于单片机的智能窗帘控制系统控制设计开题报告3700字】

开题报告学习中心名称姓名学号指导教师选题时间答辩时间论文题目基于单片机的智能窗帘控制系统控制设计一、选题的依据和意义，研究的主要问题，拟达到的目的、国内外研究现状选题依据随着人们对居住环境要求的不断提高，智能化的屋内家具产品在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。智能窗帘也正以其出色的人性化功能、惊人的发展速度在市场中崭露头角。目前市场上的智能窗帘产品质量良莠不齐。如华为，小米等为代表的产品其质量、做工具有明显的优势，但是价格不菲。而一些二三线产品，虽有价格优势，但产品存在不少问题，如噪音大、可靠性差等。基于单片机设计的智能窗帘具备结构简易，性能稳定，且价格低廉等优点。因此有着十分庞大的市场需求。选题意义经研究发现，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。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；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；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。研究的主要问题本文主要介绍了基于单片机控制的智能化窗帘以及各个环节功能的实现。拟达到的目的该系统着眼于经济性，实用性，以及电路的简易性来设计。尽量采用最简单的电路布线和选用价格较为合适的元器件，来进行设计以达到（1）手动控制：当用户需要采光时可自行根据实际情况通过按键接通或关闭电源，使步进电机通电打开窗帘或者拉上窗帘。（2）光照控制:通过不同的光照强度值照射时,经由光照传感器收集信息后，窗帘会主动打开或封闭。（3）红外控制:当光照强度没有到达预定值，则需要我们手动操纵红外遥控器，由1838红外接收头接收信号后，单片机进一步控制步进电机拉开或者拉上窗帘。（4）通过按键可以让以上三种模式循环切换。国外研究现状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。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。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。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。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。国内研究现状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。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。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。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。二、研究方法、研究步骤和所需条件研究方法（1）文献研究法：查阅国内外相关文献，了解当前有关智能家居的设计情况。（2）调查研究法：在了解背景资料后，明确研究问题，根据研究问题提出对策。研究步骤第一部分引言：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所需条件文献研究法、经验总结法三、工作进展、研究工作进展计划：2022年06月01日至06月07日进入毕业设计选题系统完成选题工作，与指导教师研讨题目内涵，对所选题目进行确认。2022年06月08日至06月30日收集资料，分析课题要求，阅读文献，与导师沟通，完成开题。2022年07月01日至08月15日开始撰写整理论文、交导师审阅，导师检查学生毕业设计是否按工作计划进行，发现问题与难点，提出意见和建议。2022年08月16日至09月25日与导师沟通，反复修改，直至最终定稿，提交维普查重报告，论文格式检测报告。2022年09月26日至10月14日制作毕业毕业论文答辩稿和PPT，准备答辩。2022年10月15日至10月16日论文答辩。四、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].JournalofHarbinInstituteofTechnology,2014,21(3):91-94.[6]ZhangC,FengX,liL.Thekeytechnologiesofadistributedtemperaturemonitoringsystembasedon1-Wirebus[P].IntelligentControlandAutomation(WCICA),2010.[7]HanD,ChenX.AlPConferenceProceedings[Author(s)GREENENERGYANDSUSTAINABLEDEVELOPMENTI:ProceedingsoftheInternationalConferenceonGreenEnergyandSustainableDevelopment(GESD2017)-ChongqingCity,China(27-28May2017)],-Designofautomaticcurtaincontrolledbywirelessbasedonsinglechip51microcomputer[J].2017,1684:020045.[8]JiangYH,YangHX.DesignofwirelessIntelligentHomeControlSystemBasedonZigbeeTechnology[J].AppliedMechanicsandMaterials,2013,416-417:900-903.[9]SinghP,ChauhanYK,SinghR,etal.HardwareImplementationofSolarAssistedAutomaticCurtainControlSystem[M].IntelligentCommunicationControlandDevices,2018.[10]张超敏,王雪娇.基于单片机的语音识别智能窗帘控制器的设计[J].电气技术,2019,20(3):34-39.[11]赵少朋.移动终端蓝牙控制系统模型设计及优化[D].西安理工大学,2017.[12]孙利新,王阿川,张亨.基于视觉手势识别技术的智能窗帘研究[J].微型机与应用,2012,31(20):48-5