基于51單片機(jī)的智能窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

主要內(nèi)容和基本要求 采用51單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制芯片，設(shè)計(jì)一個(gè)窗簾升降器，并采用步進(jìn)電機(jī)控制窗簾的升降，控制平穩(wěn)，精度高。 基本要求：

1.系統(tǒng)設(shè)置窗簾升、降變速功能，可設(shè)置三種不同的速度，分別為快速、中速、慢速。

2.能夠通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定窗簾上升或者下降的任意定點(diǎn)位置，通過(guò)光感應(yīng)，還能夠自動(dòng)控制選擇窗簾的升降，設(shè)置有全開(kāi)、半開(kāi)、全關(guān)三個(gè)位置。

3.能夠?qū)υO(shè)置的狀態(tài)發(fā)出語(yǔ)音提示，并用數(shù)碼管顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速與窗簾位置值，用點(diǎn)陣顯示器顯示上升“↑”、下降“↓”停止“Ⅱ”三個(gè)狀態(tài)。

4.系統(tǒng)具有手動(dòng)、紅外線遙控、光感自控等功能。

一、 概述

1.1 引言

在我國(guó)智能家居也成為近年來(lái)一個(gè)最熱門(mén)的話題之一,作為“居室眼睛”的窗戶也成為了其中必不可少的一部分,引發(fā)了不少研究。

智能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用讓人們?cè)诩抑心軌蛳硎艿礁踩?、更舒適、更方便的生活，并且使生活更具有人性化，而現(xiàn)代家居中，窗戶具有良好的裝飾、采光和阻擋灰塵空氣循環(huán)的主要途徑，但同時(shí)也是盜竊非法進(jìn)屋的一個(gè)重要途徑。

雖然現(xiàn)在很多家庭為了防盜通常采用鋼筋結(jié)構(gòu)的防盜網(wǎng)加固在窗戶外，這樣是起到了防盜功能，但一旦發(fā)生火災(zāi)等緊急情況，窗外的防盜網(wǎng)大大的降低了人們求生或逃生的機(jī)會(huì)，所以智能窗戶的基本要求不能降低。

但是當(dāng)前大部分窗戶控制系統(tǒng)在一定程度上不是很完善，而且沒(méi)有安防檢測(cè)功能，在發(fā)生意外時(shí)只是開(kāi)窗或關(guān)窗，而使用者完全沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的意識(shí)。

有的產(chǎn)品沒(méi)有換風(fēng)系統(tǒng)，如果當(dāng)一氧化碳或煙霧超標(biāo)時(shí)，不能以最快的速度排出室內(nèi)的一氧化碳或煙霧；有的產(chǎn)品沒(méi)有紅外感應(yīng)安防的功能，不能盡快的通知主人可能有小偷進(jìn)家。

所以“居室眼睛”智能窗戶控制系統(tǒng)它能在下雨且家中無(wú)人時(shí),自動(dòng)關(guān)閉以防止雨水進(jìn)入損壞室內(nèi)財(cái)物,室內(nèi)有害氣體超標(biāo)則自動(dòng)開(kāi)窗,有盜賊入內(nèi)則自動(dòng)報(bào)警,當(dāng)室內(nèi)溫濕度過(guò)高或過(guò)低時(shí),自動(dòng)監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)環(huán)境,使窗戶真正的智能起來(lái),就會(huì)給人們的居家生活帶來(lái)諸多方便，從而進(jìn)一步提高人們的生活質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：STC89C52、居室眼睛、定時(shí)、1602液晶、遙控、智能

二、市場(chǎng)分析

?2.1窗戶分析

當(dāng)前大部分窗戶在有煙霧過(guò)大時(shí)，或者在下雨天有雨水濺入時(shí)都要通過(guò)手動(dòng)去開(kāi)窗或關(guān)窗。在空氣比較悶熱時(shí)（超過(guò)26°C），不能自動(dòng)進(jìn)行開(kāi)窗以及通風(fēng)換風(fēng)，而且現(xiàn)在很多城市（揭陽(yáng)、清遠(yuǎn)、韶關(guān)、廣州，深圳等等）PM 2.5（可入肺顆粒物）季均濃度都超過(guò)了國(guó)家空氣新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二級(jí)限值35微克/立方米，嚴(yán)重危害人體健康，而現(xiàn)在大部分窗戶都沒(méi)有過(guò)濾裝置，為了提高人們的生活質(zhì)量，我們可以通過(guò)在窗戶上的換風(fēng)裝置上裝一個(gè)PM 2.5過(guò)濾器，而且這個(gè)過(guò)濾器可以手動(dòng)卸掉，進(jìn)行定時(shí)清潔?，F(xiàn)在大多數(shù)的窗戶系統(tǒng)都沒(méi)有安防的功能，當(dāng)有小偷想從窗戶進(jìn)入偷竊，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成很大的損失，所以在窗戶上裝紅外檢測(cè)防盜系統(tǒng)，能夠及時(shí)報(bào)警，盡量避免不必要的損失等等。

?2.2 市場(chǎng)需求

目前市場(chǎng)上智能家居雖然集成了家居生活有關(guān)的設(shè)施，但是對(duì)于各部分不能做到細(xì)致具體的設(shè)計(jì)，常常忽略了一些必要的功能（如煙霧檢測(cè)功能、溫濕度檢測(cè)功能、紅外檢測(cè)報(bào)警功能、自動(dòng)換氣功能）或者不夠人性化。而窗戶是智能家居的一個(gè)重要的組成部分，因此更好地實(shí)現(xiàn)窗戶的智能控制和安全防護(hù)提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性顯得尤為重要。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

?3.1功能概述

“居室眼睛”智能窗戶控制系統(tǒng)分為兩部分設(shè)計(jì)即電子自動(dòng)控制部分和機(jī)械傳動(dòng)部分，電子控制部分使用STC89C52單片機(jī)為核CPU，集成多種傳感器實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)控制;機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)在窗戶上安裝步進(jìn)

電機(jī)，實(shí)現(xiàn)精確控制窗戶和窗簾的開(kāi)啟。

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)如下功能:

1.顯示溫濕度、煙霧值 、亮度值 、系統(tǒng)時(shí)間

2.設(shè)定濕度、亮度值、煙霧上下限值功能

3.手動(dòng)、紅外遙控自動(dòng)開(kāi)|關(guān)窗戶功能

4.定時(shí)開(kāi)|關(guān)窗戶功能

5.下雨時(shí)通過(guò)溫濕度傳感器窗戶自動(dòng)關(guān)窗功能

6.當(dāng)室內(nèi)亮度值達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)|關(guān)窗戶

7.當(dāng)室內(nèi)煙霧|可燃?xì)怏w達(dá)到設(shè)定值時(shí)，窗戶自動(dòng)開(kāi)啟并且報(bào)警和啟動(dòng)換風(fēng)功能

3.1.1設(shè)計(jì)原理以及組成結(jié)構(gòu)：

智能窗戶控制系統(tǒng)使用機(jī)械傳動(dòng)控制窗戶的開(kāi)關(guān)與窗簾的開(kāi)合，機(jī)械部分由步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)設(shè)計(jì)動(dòng)滑輪組在運(yùn)動(dòng)部件和窗架間進(jìn)行傳動(dòng)。電子自動(dòng)控制系統(tǒng)部分包含濕度溫度探測(cè)傳感器模塊、光敏電阻傳感器模塊、煙霧探測(cè)傳感器模塊、紅外檢測(cè)防盜模塊、換風(fēng)控制模塊。各傳感器將探測(cè)到的變化反映到單片機(jī)口，由單片機(jī)根據(jù)信號(hào)的變化(即電平的高低)判斷外界環(huán)境的變化，然后根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的程序發(fā)出命令，控制機(jī)械傳動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作。

#include <reg52.h>//庫(kù)函數(shù)
#include <dht11.h> //庫(kù)函數(shù)//如果 實(shí)物 打開(kāi)
#include <adc0832.h> //AD轉(zhuǎn)換庫(kù)函數(shù)

#define uchar unsigned char//宏定意
#define uint  unsigned int//宏定意
#define ulong unsigned long	//宏定意

sbit rs=P2^0;//LCD 1602 引腳定意		
sbit rd=P2^1;//LCD 1602 引腳定意		
sbit lcden=P2^2;//LCD 1602 引腳定意

sbit menu=P2^5;	//主功能鍵	
sbit add=P2^4;//加鍵		
sbit dec=P2^3;// 減鍵
sbit open=P2^6;// 手動(dòng) 開(kāi)
sbit close=P2^7;// 手動(dòng) 關(guān)	
sbit IR=P3^5; //紅外感 應(yīng)
sbit BEEP=P3^1;// 報(bào)警



#define MOTORSTEP P1 			//宏定義，定義P1口為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端口

uchar  dsflj,kval,lofl,menusw,con,befl,zhenfl,fanfl,brigfl;// 各種變量標(biāo)記 正返轉(zhuǎn)標(biāo)記
uint sudu,dwbrigfl,humfl;  //電機(jī)速度 //光度下限/濕度標(biāo)記
uchar count0,second,zhenzhuan,fanzhuan,timeflg,opensw,closesw,keysw;//時(shí)鐘變量 正反轉(zhuǎn) 變量	
uint adc0,adc1;
uint upbrig,dwbrig,kwbrig,uphum,uptemp,upsmo; // 下限 亮度 上限濕度// 上限溫度

uint hour,minit,secon,DSdat,VAldat ,time;//時(shí)鐘變量

uint ONhour,ONminit,ONsecon; // 開(kāi)窗時(shí)間變量
uint OFhour,OFminit,OFsecon; // 關(guān)窗時(shí)間變量
uchar   U8T_data_H,U8RH_data_H;


#define Imax 14000    //此處為晶振為11.0592時(shí)的取值, 
#define Imin 8000    //如用其它頻率的晶振時(shí),沒(méi)
#define Inum1 1450    //要改變相應(yīng)的取值。
#define Inum2 700 
#define Inum3 3000 

uchar f=0;
uchar Im[4]={0x00,0x00,0x00,0x00}; // 遙控碼存儲(chǔ)空間
uchar show[2]={0,0};  // 變量申明
ulong m,Tc;	  // 變量申明
uchar IrOK;		// 變量申明



void delay(uint z);// 開(kāi)窗時(shí)間變量

void write_rvalue(); // 顯示函數(shù)
//**************以下是各種字幕提示語(yǔ)數(shù)組************************
uchar code logo1[]= "Welcome to use  ";
uchar code logo2[]="window   system  ";
uchar code logo3[]="S=253T=85oCU=85%";
uchar code logo4[]="Br=     12:00:00 ";
uchar code logo5[]="window open      ";
uchar code logo6[]="window close     ";
uchar code logo7[]="GWbrig=    LUX  ";
uchar code logo8[]="UP-Hum=    %    ";
uchar code logo9[]="Please input...  ";
uchar code logo10[]="Please wait...  ";
uchar code logo11[]="UP-TEM=    oC   ";
uchar code logo12[]="SEtime  12:00:00";
uchar code logo13[]="ONtime  12:00:00";
uchar code logo14[]="OFtime  12:00:00";
uchar code logo15[]="UP-SMO=         ";
uchar code logo16[]="KWbrig=    LUX  ";



void delaymoto() 					//步進(jìn)電機(jī)每一步間延遲函數(shù)
{  	
	uint y=sudu;
	while(y--);
}



uchar code FFW[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09}; //步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)值數(shù)組

uchar code REV[]={0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01}; //步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)值數(shù)組



xdata num1 [4] =    {0x00,0x00,0x00,0x00,};				
xdata num2 [4] =    {0x00,0x00,0x00,0x00,};			 
xdata num3 [4] =    {0x00,0x00,0x00,0x00,};		   
xdata num4 [4] =    {0x00,0x00,0x00,0x00,};	// AD轉(zhuǎn)換變量組組
xdata num5 [4] =    {0x00,0x00,0x00,0x00,};	// AD轉(zhuǎn)換變量組組




void delaylog(uint z)//延時(shí)函數(shù)
{
	uint x,y;
	for(x=z;x>0;x--)
		for(y=500;y>0;y--);
}




void delay(uint z)//延時(shí)函數(shù)
{
	uint x,y;
	for(x=z;x>0;x--)
		for(y=10;y>0;y--);
}






  void SETP_MOTOR_FFW()	 //反轉(zhuǎn)
{
 		   uint i=0;

		for(i=0;i<8;i++) //8步一個(gè)循環(huán)
			{
				MOTORSTEP=FFW[i]; //取值賦給P1驅(qū)動(dòng)口
				delaymoto(); 
			}

 }

void SETP_MOTOR_REV()  //正轉(zhuǎn)
{
 

    uint i=0;

		for(i=0;i<8;i++) //8步一個(gè)循環(huán)
			{
				MOTORSTEP=REV[i]; //取值賦給P1驅(qū)動(dòng)口
				delaymoto(); 
			}

}

void write_com(uchar com) //LCD 1602 寫(xiě)指令
{
	rs=0;
	lcden=0;
	P0=com;
	delay(5);
	lcden=1;
	delay(5);
	lcden=0;	
}