基于单片机的多功能智能窗的设计.docx

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基于单片机的多功能智能窗的设计

基于单片机的多功能智能窗的设计

设计总说明

在人们生活水平逐渐提高的今天，智能化控制已经逐步走进了人们的生活中。

随着科学技术的不断发展和人们生活条件的改善，各种智能设备在家用电器中不断出现。

窗户对居民的重要性是生活在现代都市人们早已意识到的问题。

众所周知，窗户的主要功能在于调节室内小环境，使之达到人们感觉最舒适的状况。

但是当前人们所使用的窗户是否开启、关闭完全靠人工来实施。

然而，完全靠人工根据室内外温度以及空气状况来判断是否开启或者关闭窗户，常常导致一些意外情况的发生。

例如，人在熟睡时常因有毒气体的泄漏而导致生命危险。

人不在家且忘记关窗户时，常因天气突然刮风、下雨而导致室内物品损坏，因此，研究一种可根据室内外环境不同能够自动实现窗户开启、关闭的自动控制系统具有非常现实的意义。

本设计提出了一个以AT89S51单片机为主的多功能智能窗系统。

本次设计所要实现的多功能智能窗，实际上可以归为智能家居的一个方面。

智能家居又称智能住宅，在国外常用SmartHome表示。

与智能家居含义近似的有家庭自动化（HomeAutomation）、电子家庭（ElecctronicHome、E-home）、数字家园（DigitalFamily）、家庭网络（HomeNet/NetworksforHome）、网络家居（NetworkHome）、智能家庭/建筑（IntelligentHome/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。

作为智能家居的一个方面，多功能智能窗当然也要跟上形势，紧扣目前主唱的绿色节能、和谐人居的主题。

它不仅可以起到节能减排的效果更能给人们的生活带来极大的舒适和便利。

本系统的主要器件即为控制器件单片机和各种不同类型、不同功能的传感器，单片机根据接收传感器检测模块的信号，发出相应的控制指令，实现开、关窗，声光报警，通风等功能，实现窗户开、关的智能化。

本系统单片机采用ATA89S51单片机，传感器选用湿度传感器、有毒气体传感器、人体热释红外传感器、风速传感器等，实现各种信息的检测。

电机采用直流电机。

本多功能智能窗能实现以下几个功能设计：

当外界下雨时，湿度传感器检测到这一雨信号并将此信号传动给单片机，由单片机控制直流电机转动，关闭窗户。

防止雨水进入室内损毁室内物品。

当室内煤气或者是烟雾浓度超过一定浓度时，有毒气体检测传感器将此信号传送给单片机，单片机通过控制直流电机使窗户自动打开以及开启排气扇进行排气。

同时驱动发光二极管和蜂鸣器报警，以提醒主人及时处理危险事件，防止煤气中毒以及火灾事故的发生。

当有人非法入侵时，人体热释红外传感器将此信号传送给单片机，单片机驱动发光二极管和蜂鸣器报警，起到防盗作用，避免室内财产损失。

当室外刮风时，风速传感器将此信号传送给单片机，单片机驱动直流电机转动使窗户自动关闭，避免大风损坏室内物品。

除了上述自动开、关窗户功能之外，本系统还增加了手动开、关窗户的功能，使本系统更加人性化。

关键词：

智能家居、多功能智能窗、单片机、传感器

Introduction

Intoday'speople'slivinglevelgraduallyimprove,intelligentcontrolhasgraduallyenteredpeople'slife.Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnologyandtheimprovementofpeople'slivingconditions,avarietyofintelligentdevicesinthehomeappliancesappearconstantly.Thewindowtotheresidentslivinginthemoderncityistheimportanceofpeoplealreadyrealizedtheproblem.Asisknowntoall,thewindowofthesmallmainfunctionistoregulatetheindoorenvironment,peopletofeelthemostcomfortablecondition.ButthecurrentwhetherpeopleusetheWindowsopen,closecompletelyrelyonartificialtoimplement.However,completelybyartificialaccordingtoindoorandoutdoortemperatureandtheairconditiontojudgewhethertoopenorclosethewindow,oftenleadtosomeaccidentshappen.Forexample,peopleinasleepingoftenlifedangercausedbytheleakageofpoisonousgas.Peopleathomeandnotforgetclosethewindowwhen,oftenbecauseoftheweathersuddenlythewind,rainandcauseindooritemsdamaged,therefore,researchakindofcanaccordingtodifferentindoorandoutdoorenvironmentcanachieveautomaticopenandclosethewindowoftheautomaticcontrolsystemhasveryrealisticsignificance.ThisdesignpresentsapredominantlyAT89S51multi-functionalsmartwindowsystems.

Thisdesigninordertorealizethemulti-functionalintelligentwindow,canactuallybeclassifiedasoneaspectofthesmarthome.IntelligenthouseholdalsocalledSmartHome,usuallyinSmartHomeabroad.ImplicationsandIntelligenthouseholdapproximationofaHomeAutomation,HomeAutomation,electronicFamily（ElecctronicHome,E-Home）,DigitalHome,DigitalFamily）,theHomeNetwork（HforHome）,Network,HomeNetwork（Home）,IntelligentHome/Building（IntelligentHome/Building）,HongKongandTaiwanandotherregionsinChina,andDigitalHome,DigitalHome,etc.Mr.Smarthomeisahouseasaplatform,theuseofintegratedwiringtechnology,networkcommunicationtechnology,securitytechnology,automaticcontroltechnology,audioandvideotechnologytointegratethehouseholdliferelatedfacilities,tobuildefficientresidentialfacilitiesandfamilyscheduleaffairsmanagementsystem,improvehomesecurity,convenience,comfort,artistry,andrealizeenvironmentalprotectionandenergysavinglivingenvironment.Smarthomeisalivingenvironment,isbasedonresidentialplatformequippedwithintelligenthouseholdsystemoflivingenvironment,theprocessofimplementationofthesmarthomesystemiscalledasmarthomeintegration.

Themaincomponentsofthissystemisthesingle-chipcontroldevicesandavarietyofdifferenttypes,differentfunctionofsensor,SCMaccordingtothereceivingsensorsignaldetectionmodule,acorrespondingcontrolinstruction,implementopen,close,soundandlightalarm,ventilation,andotherfunctions,toimplementtheintelligentoftheWindowsopen,close.ThesystemmicrocontrolleradoptsATA89S51microcontroller,sensorshumiditysensorselection,toxicgassensors,humanpyroelectricinfraredsensor,speedsensor,etc.,realizethedetectionofvariouskindsofinformation.Motoradoptsdcmotor.Thismulti-functionalintelligentwindowcanrealizethefollowingfunctiondesign:

whenitrainsoutside,humiditysensordetectsthesignalandthesignaltransmissiontoarainmicrocontroller,bysinglechipmicrocomputercontroldcmotorrotation,c