智能窗帘控制系统设计报告_精品文档Word下载.doc

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摘要 1

第一章绪论 3

1.1智能家居概述及发展 3

1.2本课题的内容和目标 3

第二章系统总体设计 4

2.1智能窗帘系统的功能特点 4

2.1.1遥控控制 4

2.1.2定时控制 4

2.1.3光感控制 4

2.2系统总结构图 5

2.3系统平台 5

第三章智能窗帘系统硬件部分 6

3.1步进电机硬件部分 6

3.2串口RS232硬件部分 7

3.3定时模块硬件部分 8

3.4液晶显示模块硬件部分 9

3.5光敏模块硬件部分 11

3.6温度传感器硬件部分 11

第四章系统关键功能模块的软件设计 13

4.1步进电机 13

4.2红外遥控部分 13

4.3串口RS232部分 14

4.4光敏感应模块 15

4.5温度感应模块 15

第五章功能与指标 17

5.1系统功能和指标 17

第六章本设计特色 18

第七章结论与展望 19

参考文献 20

20

第一章绪论

随着国民经济的发展和科学技术水平的提高，特别是计算机技术，通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化。

这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们的生活习惯，提高了人们的生活质量，智能家居在这种形势下应运而生。

1.1智能窗帘概述及发展

在现代生活中，窗帘再不仅仅只起到遮挡光线的简单的作用。

它在整体家居中的装饰作用越来越突出。

据调查发现，居民因迁入新居而购买窗帘布艺产品平均每单花费在4000元以上，且不乏一次花费在2万元以上者。

因此，以迁入新居或装修后进行家用纺织品消费为特征的消费需求增长，成为家用纺织品消费的主流，明显地表现为刚性需求的增长。

另外，随着人们对居住环境的要求不断地提高，智能化的家居产品在人们的生活中将会逐渐被认识和采纳，智能窗帘也正以其强大的人性化功能、惊人的发展速度以及巨大的市场前景崭露头角。

然而，纵观目前国内智能窗帘市场，一方面，它的价格只有少数的人能承受的起，离普通大众相去甚远，而这过高的价格制约了它的发展。

另一方面，智能窗帘的智能化程度还不高，有的甚至只有遥控功能也称作是智能窗帘，因此智能窗帘市场良莠不齐。

针对这种现象，本设计通过创新，给窗帘增加了定时控制和光感控制，让窗帘显得更加智能化。

在成本方面，采用一些价格相对便宜的器件，来实现这个复杂的系统。

因此本设计具有很强的现实意义。

1.2本课题的内容和目标

本课题抓住“智能家居”这一理念，在设计中力求人性化的智能控制，给用户带来最佳的体验。

本设计以单片机为控制核心，一方面以接收遥控器发来的红外线，手动控制窗帘，另一方面，采用了光敏元件和温度传感器，根据光强温度的变化，实现对窗帘的智能化控制。

同时，本设计还增加了另一种控制模式——自动定时控制，可以给窗帘设定开关时间，让用户拥有更好的体验。

第二章 系统总体设计

通过分析功能，本设计的系统模块如图2-1所示:

图2-1系统各部分模块

智能窗帘控制系统的各个模块

遥控模块

温度控制模块

定时控制模块

光敏控制模块

电机控制模块

2.1智能窗帘系统的功能特点

本智能窗帘系统的具有以下几个功能特点：

2.1.1遥控控制

作为一款智能型的窗帘，它仍然具有原始的按键控制功能，可以通过遥控按键来控制窗帘的开启和关闭。

2.1.2定时控制

定时控制是窗帘稍微具有智能化的一个体现。

通过设定窗帘开启和关闭的时间间隔，可以让窗帘在某个时间自动开启或关闭。

2.1.3光感控制

光感控制可以说是最能体现本设计智能化的一个地方，通过光敏和温度传感器，实时监测外界的光感和温度，从来让窗帘根据设定的值，自动开启或者关闭。

2.2系统总体结构图

系统总体结构图如图2.2所示：

按键控制模块

单片机

STC89C52

（1）

（1）

STC89C52

（2）

电机模块

1602LCD显示模块

串口RS232

光敏感应模块

温度感应模块

窗帘

定时模块

图2-2系统设计

系统主控制器采用两块STC89C52型号单片机来实现对输入信号的采集、显示以及对窗帘设备的控制，主控制器1主要完成遥控红外信号的接收，对电机的控制，以及对窗帘设置定时开启或关闭。

主控制器2主要完成温度和光照强度的采集，然后通过RS232串口传送给主控制器1，主控制器1对接收到的温度和光照强度数据进行处理，控制电机动作，从而实现对窗帘的控制。

另外，主控制器2还将采集到的温度和光照强度在1602LCD液晶显示器上显示出来。

以上系统中用到的各个元件的型号：

单片机的型号是STC89C52、步进电机：

M35SP-7N、LCD液晶显示器：

1602、温度传感器：

DS18B20

2.3系统平台

操作系统平台：

WindowsXP；

编程软件：

KeiluVision3；

烧录软件：

PZ-ISP以及STC-ISP。

第三章智能窗帘系统硬件部分

3.1步进电机硬件部分

步进电机采用的型号为M35SP-7NP，其基本结构由转子和转轴构成，如图3-1：

图3-1:

步进电机的基本结构

它的控制电路图如图3-2所示。

图3-2:

步进电机控制电路图

步进电机的转动是通过软件来实现的，每次给步进电机一个值，让它步进一个角度，这样它就可以连续不停的转动，从而带动窗帘的开关。

具体实现流程将在软件设计部分给出。

3.2串口RS232硬件部分

UART（UniversalAsynchronousReceiver-Transmitter），也可称为通用异步串行口，这是微控制器里常用的通信方式。

RS-232C是一种串行口的通信接口，在RS-232C里，传输的准位提升，使传输距离增加、抗噪声能力提高，它是微型计算机常见的接口。

串行式数据传输里，有单工及双工之分，单工就是一条线只能有一种用途，例如输出线就只能发送数据、输入线就只能接收数据。

而双工就是在同一条在线，可接收数据，也可发送数据。

通常在传输数据之前，先要解决两个单片机的速率匹配问题。

通常以每秒传输多少位（bitpersecond，简称bps）表示串行式数据传输的速率，若每个传输单元为1bit时，又称为波特率（baudrate）。

波特率的设置见图3-3：

fOSC

波特率

6

11.0592

12

16

110

0xf9-0x57

-

0xee-0x3f

300

0xfd-0x8f

0xfb-0x80

0xfb-0x1e

0xf9-0x7d

600

0xfe-0xc8

0xfd-0xc0

0xfc-0xbf

1200

0xff-0x64

0xfe-0xe0

0xfe-0x5f

2400

0xff-0xb2

0xff-0x70

0xff-0x30

4800

0xff-0xd9

0xff-0xb8

0xff-0x98

9600

0xff-0xdc

0xff-0xcc

19200

0xff-0xee

0xff-0xe6

38400

0xff-0xf7

0xff-0xf3

76800

0xff-0xfa

图3-3:

波特率设置表

在8052里，若要通过串行口发送数据，只要把8位数据放入串行缓冲器（SBUF）即可，8052就会帮我们把这些数据，一位一位送出去。

同理，接收数据时，数据先被收集在串行缓冲器里，当8位数据到齐（串行缓冲器满了），8052就会中断，将数据提走。

串行口也存在四种工作方式，它的设置是通过SCON控制寄存器的SCON.7和SCON.6来实现的。

具体设置见图3-4：

图3-4:

串口工作方式的设置

本设计单片机

（1）和单片机

（2）所选用的波特率为4800，工作方式为方式1。

3.3定时模块硬件部分

智能窗帘的定时功能采用的是89C52内部的定时器，其工作方式有以下四种。

方式

位数

计数范围

其它功能

Mode0

13位

0～8191

Mode1

16位

0～65535

Mode2

8位

0～255

具有自动加载功能

Mode3

图3-5：

89C52定时器的工作模式

具体工作方式的设置是通过TMOD方式寄存器来实现的。

TMOD方式寄存器的高4位（TMOD.7~TMOD.4）用以设置Timer1的工作方式，而低4位（TMOD.3~TMOD.0）用以设置Timer0的工作方式。

以低4位为例，GATE位为定时器的门控开关，用以决定其启动方式。

若GATE=0，则只要TR0=1,即可启动Timer0，称为内部启动或软件启动；

若GATE＝１，则必须先将TR0位设置为1，再等待INT0（------------）引脚为高电平，才能启动Timer0，称为外部启动或硬件启动。

C/T（---）位为定时器/计数器切换开关，若C/T（---）=0，则Timer0为内部定时器，用以计数由fosc/12产生的脉冲；

若C/T（---）=1，则Timer0即为外部计数器，用以计数由T0引脚输入的脉冲。

M1及M