基于单片机控制的智能窗帘系统设计

基于单片机控制的智能窗帘系统设计
基于单片机控制的智能窗帘系统设计

基于单片机控制的智能窗帘设计

摘要

本文首先介绍了智能家居的基本知识及其应用前景,进而阐明了开发作为智能家居中一个很重要部分——红外线遥控自动窗帘的意义。随后着重介绍了开发单片机控制的红外线遥控窗帘系统所用到的集成芯片STC89C52、DS1302芯片、红外线发射接收器等硬件的结构原理。本文采用分块的模式,对整个系统的硬件电路设计进行分析,分别给出了系统总体框图、电源电路、时钟DS1302电路、鸣响电路、红外线接收电路、电机控制电路、显示电路,并对相应电路设计进行了相关的阐述。随后讲述了软件的编写思路,也是采用分块的模式,分别写出了红外线解码程序、时钟芯片DS1302控制程序、LCD液晶显示程序、遥控控制程序的编写思路,每一模块都画出了其方框图,看起来一目了然。

随着人们生活节奏的加快,窗帘的自动化随之产生。本产品是在学习机械原理及设计和电工学等知识,通过实践,观察,思考的基础上设计而成的,且人性化的思想理念也体现了科学技术在人们生活中的作用。通过几个月的努力,使我们深刻感受到了电学,力学,加工工艺,理论知识与实践相结合在机械设计中的重要性。加强和拓展这些方面的知识对机械学子们是很有必要的。本设计将以单片机为核心设计了系统结构图、程序指令、系统控制流程图等,在保留了原始智能窗帘的基本功能的同时又增加了一系列的实用功能并简化其电路结构,其将以控制方便,灵活,只要改变输入单片机的控制程序,便可改变智能窗帘的颜色,开合,从而使得人们的家居生活不断完美。

关键词单片机控制系统可靠性系统

The intelligent design based on MCU

Abstract

Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something,aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in STC89C52、DS1302 environments to protect the personal DS1302safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.

This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced.The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate.

Keywords Single chip microcomputer Forging machine loading manipulator cobit

目录

1绪论 (1)

1.1课题的研究背景和历史意义 (1)

1.2智能窗帘的发展现状及应用 (2)

2 智能窗帘总体结构的设计 (6)

2.1 智能窗帘控制系统的控制原理 (10)

2.2 机械传动部分的设计计算 (11)

2.2.1智能窗帘结构系统中直流电机的选型计算 (12)

2.2.2联轴器的选型计算 (13)

2.2.3转轴的设计计算 (14)

2.3光电传感器的选型计算 (14)

3 控制系统的设计 (15)

3.1单片机的作用和功能 (15)

3.2单片机的应用场合 (15)

4 硬件系统的设计................................... 1错误!未定义书签。

4.1电源部分....................................... 1错误!未定义书签。

4.2 显示电路....................................... 1错误!未定义书签。

4.3 红外接收电路................................... 1错误!未定义书签。

4.4 时钟电路 (17)

4.5 数据存储电路 (18)

4.6 电机执行电路 (18)

5 系统软件的设计 (18)

5.1红外解码 (19)

5.2 LCD系列显示程序 (19)

5.3 控制程序结论致谢 (20)

参考文献 (21)

结论 (22)

致谢 (23)

1 绪论

1.1 课题的研究背景和历史意义

人类社会的不断发展推动着机械工业的发展和创新,不论是传统产业,还是新兴产业,都离不开各种各样的机械装备,机械工业所提供装备的性能、质量和成本,对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械可以完成人用双手和双目,以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作,而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置,使过去的许多幻想成为现实。

现在已能上游天空和宇宙,下潜大洋深层,远窥百亿光年,近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强,并部分代替人脑的科技手段,这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响,而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。

人类智慧的增长并不减少双手的作用,相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作,从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中,以及在每个人的成长过程中,脑与手是互相促进和平行进化的。

产品的智能化与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系,其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去,各种机械离不开人的操作和控制,其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制,人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进,平行前进,将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。

智能窗帘是带有一定自我反应、调节、控制功能的窗帘。如根据室内环境状况自动调光线强度。使得达到室内人体适应的光线亮度而不至于对人眼睛的伤害为了解决这些生活中碰到的实际问题,智能窗帘设计便应运而生。

1.2 智能窗帘的发展现状及应用

目前,国外已大量应用机器人技术,机器人自动化生产线成套装备已成为自动化成套装备的主流以及未来自动化生产线的发展方向。

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、控制技术的迅猛发张,生活现代化得以实现,居住环境向舒适化、安全化发展。家居智能化在这种形势下应运而生。本次设计是基于单片机控制技术的随光线强弱来自动控制型智能窗帘。每个人对坏境室内光线强弱适应能力不

同,室内主人可根据自己的需求自行调节所适应的最佳光线强度,连接电源并选择控制类型(自动控制/手动控制)。选择自动控制时,智能窗帘由室内光线强度的变化,而经由相关器件接收、处理、控制信号,达到自行调节窗帘的开合程度,从而使光线的强弱程度达到主人所预先设定的值范围。选择手动控制时,由于室内主人在黑夜白天的特殊需求而自行来控制窗帘的开合(例如在晚上、睡觉等时候,根据主人的需要是要求把窗帘闭合,而不影响睡眠质量,但是根据预先设定和程序设定,智能型窗帘是会依设定值打开窗帘的,所以需要手动控制来关闭窗帘)。

2 智能窗帘总体结构的设计

2.1智能窗帘控制系统的控制原理

智能窗帘控制系统是通过单片机控制系统控制直流电机,从而带动窗帘自动的上升和下降的系统,并且能够通过光电传感器感应到环境光度以及亮度的强弱,反馈信号给中控系统,然后中控系统控制系统就会根据光电传感器反馈的信号改变智能窗帘颜色的系统,其结构布局图如下:

2.2 机械传动部分的设计计算

2.2.1 智能窗帘结构系统中直流电机的选型计算

已知整个智能窗帘控制系统中窗帘与零件的重量,我们取总重量为10Kg ,范围为50mm~200mm ,窗帘上升、下降速度为1~2r/min 。即:

s mm X X Dn V N

X mg G /75.14001.014.31001010==∏====

具体的电机设计计算如下: N=ηW

G ?=0.18(KW)

G -电机的负载

η-传动效率,取0.75

所以根据N =0.18kw ,n =1500r/min ,查B1表10-4-1选用Y112M-4,再查B1表10-4-2得Y112M-4电机。

2.2.2 联轴器的选型计算

根据公式

30396095.41123nI PI 0A dmin ===mm 输入轴的最小直径为安装联轴器的直径,为了使所选的轴直径12d 与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号12d 。联轴器的计算转矩2ca A T K T =,查《机械设计(第八版)》表14-1,由于转矩变化很小,故取 1.3A K =,则 2ca A T K T ==1.3X49.24=64012N.Mm

查《机械设计课程设计》表14-4,选Lx3型弹性柱销联轴器其工称转矩为1250N.m ,而电动机轴的直径为25mm 所以联轴器的孔径不能太小。取12d =25mm ,半联轴器长度L=82mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度为60mm 。轴向滚动丝杠副丝杠轴,选HL1型弹性柱销联轴器,其公称转矩为1250000.N mm ,半联轴器的孔径25mm ,半联轴器长度42mm 。

2.2.3 转轴的设计计算

轴是组成精密机械的重要零件之一。一切作为回转运动的零件,都必须在轴上才能传递运动和动力。在本课题所使用的轴,承受的负荷比较小,尺寸也比较小,制造精度高,要求材料具有足够高的机械强度和良好的加工性能。因此,选用材料45#,传动轴最大外圆直径30,热处理为对轴进行调质处理。

此转轴大致图形如下:

2.3 光电传感器的选型计算

本测量系统采用的是光穿透型光电传感器,这里我们采用的是基恩士的LS-7000系列:

1) LS-7000 系列产品特性

LS-7000 系列产品是一款高速、高精度的数字测微计,无需接触目标物即可对其尺寸进行测量。该系列用途广泛,可应用于联机测量和脱机测量。每秒 2400 次的高速采样可以确保达到两倍于普通型号的采样速度。这样就可以对挤压制品进行连续测量以及对运动工件进行联机测量。重复精度为±0.15 μm配备最新的光学系统,确保两倍于普通型号的重复精度,从而为高精度产品的制造提供了有力的支持。连接两个测量头进行双渠道同步测量结合使用两个测量头可对两个目标物进行同步测量。利用阈值更改功能对透明目标物进行稳定的检测DE 处理器支持阈值更改功能,这样就可以对透明目标物进行稳定的检测。

2)测量原则

高亮度 GaN 绿色 LED 辐射光能够通过专用的散射模组和准直装置镜头变成均匀的平行光,并照射到测量范围内的目标物上。然后目标物的影像即通过远心光学系统显示在HL-CCD (高速线性 CCD) 上。HL-CCD (高速线性) 的输出入射信号将由控制器中的DE (数字边缘检测) 处理器和 CPU 进行处理。因此,目标物的尺寸规格就可以被显示和输出。

3 控制系统的设计

3.1单片机的作用和功能

随着半导体集成工艺的不断发展,单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将列强。在单片机家族中,80C51系列是其中的佼佼者,加之Intel公司将其MCS –51系列中的80C51内核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著名IC制造厂商,如Philips、NEC、Atmel、AMD、华邦等,这些公司都在保持与80C51单片机兼容的基础上改善了80C51的许多特性。这样,80C51就变成

有众多制造厂商支持的、发展出上百品种的大家族,现统称为80C51系列。80C51单片机已成为单片机发展的主流。专家认为,虽然世界上的MCU品种繁多,功能各异,开发装置也互不兼容,但是客观发展表明,80C51可能最终形成事实上的标准MCU芯片。

STC89C51RC系列单片机是宏晶科技出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机器和6时钟/机器可选,HD版本和90C版本内部集成MAX810专用复位电路。89C52与89C51的区别在于51的程序空间为4K字节,而52程序空间为8K字节,其余性能与结构相同。本论文以89C51RC系列来讲述。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。由于单片机体积小,使用方便的特点,被应用在智能仪器上,再结合其他的传感器之类的,可以实现对温度、湿度等精密量的测量,功能十分的强大。同样由于单片机的体积小、环境适应能力强和使用方便等方面的优点,单片机也被普遍应用于工业控制上,比如多种多样的通讯系统以及机器人等方面。此外,由于单片机的适应能力很强,所以在我们常用的手机、电脑等物品上应用十分广泛。还有,医院的医疗设备如呼吸机等也有单片机的广泛应用。还有就是汽车系统、物流系统、电力系统、通讯系统等都广泛应用单片机。其中,单片机的结构图如下:

3.2单片机的应用场合

由于单片机有许多优点,因此其应用领域之广,几乎到了无孔不入的地步。单片机应用的主要领域有:

1)智能化家用电器:各种家用电器普遍采用单片机智能化控制代替传统的电子线路控制,升级换代,提高档次。如洗衣机、空调、电视机、录像机、微波炉、电冰箱、电饭煲以及各种视听设备等。

2)办公自动化设备:现代办公室使用的大量通信和办公设备多数嵌入了单片机。如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机、电话以及通用计算机中的键盘译码、磁盘驱动等。

3)商业营销设备:在商业营销系统中已广泛使用的电子称、收款机、条形码阅读器、IC卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保险系统等都采用了单片机控制。

4)工业自动化控制:工业自动化控制是最早采用单片机控制的领域之一。如各种测控系统、过程控制、机电一体化、单片机等。在化工、建筑、冶金等各种工业领域都要用到单片机控制。

5)智能化仪表:采用单片机的智能化仪表大大提升了仪表的档次,强化了

功能。如数据处理和存储、故障诊断、联网集控等。

6)智能化通信产品:最突出的是手机,当然手机内的芯片属专用型单片机。 7)汽车电子产品:现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器(黑匣子)等都离不开单片机。

8)航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域:单片机的应用更是不言而喻。

单片机应用的意义不仅在于它的广阔范围及所带来的经济效益。更重要的意义在于,单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。以前采用硬件电路实现的大部分控制功能,正在用单片机通过软件方法来实现。以前自动控制中的PID调节,现在可以用单片机实现具有智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控技术。随着单片机应用的推广,微控制技术将不断发展完善。

4 硬件系统的设计

4.1电源部分

通过一带有整流电路的12V变压器外接市电(220V)后,输入直流12V电压。左边两个是12伏的电源滤波电容,一般大电容旁边并联一个小电容的目的是降低高频内阻,因为大的电解电容一般采用卷绕工艺制造,所以等效电感较大,小电容可以提供一个小内阻的高频通道,降低电源全频带内阻。同时经过3端集成稳压器LM7805稳压后输出+5V电压VCC,为讯响电路、红外接收电路、显示电路提供电源,5V电源经过二极管D5、限流电阻R1=5K后,为单片机及DS1302

提供VDD电压,BATTERY是直流供电电源,电压为3V~3.6V,在本电路中为了节省成本,使用两节5号可充电电池,C6和C7是单片机电源滤波电容。平时交流电正常的情况下,VDD电源为单片机及DS1302供电的同时,也为电池浮充电,大大延长了电池的使用寿命,当交流电停电的时候,电池为单片机及DS1302供电,单片机及DS1302在掉电状态下维持时钟的正常。在控制器设置成手动控制时,单片机除执行任务外,均处于睡眠状态,遥控器信号的到来,单片机从睡眠中唤醒,恢复正常工作,所以手动状态下当交流停电时,电池的耗电电流更小。

4.2 显示电路

显示电路设计采用的是液晶LCD1602来显示实时时间、调开窗帘时间、关窗帘时间等内容。P0口作为数据口连接LCD1602的7~14口,来传输数据及令,由于P0口带负载能力差,故需接上拉电阻。P2.5接LCD1602的4脚RS(数据/ 命令选择端),P2.6接LCD1602的5脚R/W读写选择端),P2.7接LCD1602的6脚E(使能信号)。电位器W1用来调节LCD1602的亮度。

4.3 红外接收电路

红外线接收电路使用一个集成红外接收器,型号是HS0038,静态时输出端输出高电平,当接收到红外信号后,按红外信号的数据波形输出负脉冲数据信号。红外信号输出到单片机的P3.3 ,该口对应的第二功能是外部中断1(INT1),利用该口的第二功能,一旦红外线信号到来,P3.3被拉低,单片机中止当前的工作转移到接收、处理红外信号。开启中断功能的目的,既减轻了单片机的工作负担,又保证接收到的红外信号的完整性,同时在手动工作状态下,单片机进入睡眠后,利用外部中断功能完成对单片机的唤醒。

红外接收部分主要是对红外载波信号进行解调放大整形等由于市场上已经有集成解调放大整形输出的红外接收头所以我们只用考虑怎样能准确计算出红外编码脉冲时间就可以了通常我们在计算红外编码脉冲时间时一般把接收程序放在中断程序中一旦有红外信号则马上进入中断程序中并启动定时器对红外信号延时时间进行定时一旦计算判断出是起始位则准备进行指令码的定时计算如果没有检测到起始位就不能检测指令码而是继续检测起始位的出现当指令码全

部接收完毕后可根据指令码的命令执行相应的动作。在红外接收时要注意抗干扰因为遥控窗帘接收阳光照射的时间和强度都很大因此主机接收到的红外线干扰信号也很强所以一方面要加强主机接收头的避光措施另一方面要在红外接收软件中设置接收红外编码信号延时时间的上限和下限依次来达到最佳的抗干扰效果。

4.4 时钟电路

本电路采用DS1302时钟芯片,DS1302主要特点是采用串行数据传输,可为掉电保护电源提供可编程的充电功能,并且可以关闭充电功能。采用普通的32768Hz晶振,两个电源Vcc1及Vcc2接电源VDD,这样如果没有交流电的供电也可以由可充电电池供电,起了掉电保护,防止数据丢失。2脚X1(晶振引脚)及3脚X2(晶振引脚)接32786Hz的晶振,DS1302的7脚CLK(串行时钟输入引脚)与单片机的P1.5相连,6脚I/O(数据输入输出引脚)与单片机的P1.6相连,5脚RET(复位引脚)与单片机的P1.7相连。

4.5 数据存储电路

本电路采用AT24C02芯片,AT24C02支持IC,总线数据传送协议IC,总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。A0、A1、A2接地表示该器件的地址为00H,SCL接单片机的P1.0脚,SDA接单片机的P1.1脚。

4.6 电机执行电路

电机执行部分完全受单片机的控制,通过单片机的P2.0和P2.1完成。单片机复位状态下P2.0和P2.1输出高电平,三极管Q1、Q2,Q3、Q4截止,两个22 继电器K1、K2释放状态,方向可逆的电动机M因无电源供电而停止。当P2.0或者P2.1其中有一个被拉低后,两个继电器便会有一个导通,例如P2.0拉低后Q1导通、Q2导通,K1吸合,电机M得电转动,当只有P2.1拉低后,电机M则反方向转动,实现了窗帘的拉开和关闭。两个继电器的工作状态受单片机控制,在同一个时间内两个继电器仅能有一个吸合。即便是在电机M工作期间,操作了

反向转动按键,单片机也是先释放当前工作的继电器,并延时一段时间后再吸合另外一个继电器,防止了电机M正反工作线圈同时通电的冒险。

5 系统软件的设计

5.1红外解码

这里采用的是6122型遥控器,载波波形使用455KHz晶体,经内部分频电路,信号被调制在37.91KHz,占空比为三分之一。数据格式包括了引导码、用户码、数据码、数据反码,编码总共占32位。数据反码是数据码相反的编码,编码时可用对于数据的纠错。

引导码由一个9ms的载波波形和4.5ms的关断时间构成,它作为随后发射的码的引导,这样当接收系统是由微处理器构成的时候,能更有效地处理码的接收与检测及其它各项控制之间的时序关系。编码采用脉冲位置调制方式(PPM)。每次8位的码被传送之后,它们的反码也被传送,减少了系统的误码率。

用户码或者数据码中的每一位可以是“1”,也可以是“0”。区分“0”和“1”是利用脉冲的时间间隔来区分,这种编码方式称为脉冲位置调制方式,简称PPM。

解码的关键是如何识别“0”和“1”,代码格式(以接收代码为准,接收代码与发射代码反向)。从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms

的低电平开始,不同的是高电平的宽度不同,“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后,开始延时,0.56ms以后,若读到的电平为低,说明该位为“0”,反之则为“1”,为了可靠起见,延时必须比0.56ms长些,但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0:”。红外解码流程图如下:

5.2 LCD系列显示程序

写指令:输入:RS=L,R/W=L,D0—D7=指令码,E=高脉冲;输出:D0—D7=数据。写数据:输入:RS=H,R/W=L,D0—D7=数据,E=高脉冲;输

出:无。写操作时序如图5-22所示:

LCD1602的一般初始化(复位)过程:延时15mS,写指令38H(不检测忙信号);延时5mS,写指令38H(不检测忙信号);

延时5mS,写指令38H(不检测忙信号,以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号);写指令38H:显示模式设置;写指令08H:显示关闭;写指令01H:显示清屏;写指令06H:显示光标移动设置;写指令0CH:显示开及光标设置;1602流程图如下:

5.3 控制程序

DS1302 与微处理器进行数据交换时,首先由微处理器向电路发送命令字节,命令字节最高位MSB(D7)必须为逻辑1,如果D7=0,则禁止写DS1302,即写保护;D6=0,指定时钟数据,D6=1,指定RAM数据;D5~D1指定输入或输出的特定寄存器;最低位LSB(D0)为逻辑0,指定写操作(输入),D0=1,指定读操作(输出)。在DS1302的时钟日历或RAM进行数据传送时,DS1302必须首先发送

命令字节。若进行单字节传送,8位命令字节传送结束之后,在下2个SCLK周期的上升沿输入数据字节,或在下8个SCLK周期的下降沿输出数据节。

DS1302与RAM相关的寄存器分为两类:一类是单个RAM单元,共31个,每个单元组态为一个8位的字节,其命令控制字为C0H~FDH,其中奇数为读操作,偶数为写操作;再一类为突发方式下的RAM寄存器,在此方式下可一次性读、写所有的RAM的31个字节。

数据输入时,时钟的上升沿数据必须有效,数据的输出在时钟的下降沿。如果为低电平,那么所有的数据传送将被中止且I/0引脚变为高阻状态。上电时,在Vcc>2.5伏之前,必须为逻辑0。当把驱动至逻辑1状态时,SCLK必须为逻辑0。

单字节数据输入跟随在写命令字节的8个SCLK周期之后,在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时,数据被写入DS1302,数据输入从低位即位0开始。同样,在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出

DS1302的数据,读出数据时从低位0位到高位7。DS1302的读写时序如图3-24所示。

读取实时时间过程流程见框图如下:

结论

四年的校园生活转眼流逝,对于今天的我来说,在成长中给予我帮助的每一个人都功不可没。在校的这四年时间里很感谢老师对我的淳淳教诲,也很感谢校领导给我的机会,让我在学习之外,积累了更多的经验,给我的校园生活增添了更多色彩。必须全面强调我们的基础知识、基本能力和基本素质,而且专业面要宽,以适应技术进步与市场的不断变化。只有全方位的拓展自己的知识面,在实践中与理论相结合,才能为社会贡献自己的一份力量。

我这次的设计把我们所学的机电控制专业的知识运用到设计之中来。还有编程,在设计中遇到的困难,老师给予了帮助,对此我真的很感谢我的这些老师。我想老师们的教诲将使我一生受用!

基于ZIGBEE的智能窗帘控制系统

科技学院 2015-2016学年第二学期期终考试 无线传感器网络 题目:基于ZIGBEE的智能窗帘控制系统 专业班级: 成员:(包括学号、) 教师:曲培新 完成时间:

目录 1.需求分析 (2) 2. 总体设计 (3) 2.1系统硬件电路设计 (4) 2.2微控制器模块 (5) 2.3电源模块 (6) 2.4 光敏传感器模块 (7) 2.5 joystick设计 (7) 2.6 直流电机 (7) 3主要软件设计 (8) 3.1 初始化函数 (9) 3.2 按键函数 (9) 3.3 周期性发送函数 (10) 3.4 点对点发送函数 (11) 4 总结 (12) 5参考文献 (12)

1.需求分析 基于Zigbee技术的智能窗帘控制器作为物联网智能家居中的核心部分,可以大大提高智能家居系统给用户带来的体验度。它可以定义为一个过程或者一个系统,通过无线传感器网络技术、射频识别技术等,将物理世界中的实体连接到因特网上,从而实现智能识别和管理。在物联网环境下,人们可以通过各种设备全天候获得特定服务。不仅仅是通过个人电脑,那些连接到互联网的智能终端也可以方便地为人们提供信息和执行决策。作为物联网的典型应用,智能家居业务发展备受瞩目。智能家居可以让用户有更便捷的方式来管理家用设备,使多个设备形成联动;而且,智能家居中的各个设备可以相互间通信,在没有用户指挥的时候也能根据不同的状态互动的运行,从而为用户带来更高效、舒适、方便和安全的家居环境。【前人研究进展】以往的智能家居系统以及各类智能传感模块都PC 为控制心,采用有线的方式连接。每次安装智能家居系统都需要做大量的布线工作。随着我国物联网进发展的快车道,Zigbee正逐步被国越来越多的用户接受,并在部分智能传感器场景应用。简单的说,Zigbee是一种高可靠的无线数传网络,类似于CDMA 和GSM网络。Zigbee数传模块类似于移动网络基站,通讯距离从标准的75m 到几百米、千米,并且支持无限扩展。Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、高速率、低成本的双向无线通讯技术,主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间的数据传输以及典型的有周期性、间歇性和低反应时间数据传输。基于Zigbee技术的物联网智能家居系统与以前的主机式集中控制系统的最大区别是采用基于Zigbee组网通信方式,省去了复杂、困难的布线工作,降低了成本,实现了家居的智能化。【本研究切入点】以嵌入式家庭网关为核心,采用基于Zigbee无线方式对系统中的各类智能模块进行通信。【拟解决的关键问题】基于基于Zigbee技术的智能窗帘控制系统作为智能家居的有机组成部分,在其中加入基于Zigbee模块,使得该智能窗帘控制系统可以和整个智能家居系统组成一个网络,达到对家庭窗帘环境的全天候、多手段的监视和控制

智能窗帘控制系统设计报告

嵌入式系统设计大赛 智能窗帘控制系统 Intelligent curtain control system 设计报告 参赛学校:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 作者:XXXXXXXX 指导教师:XXXXXX

摘要 随着科技的发展,智能家居已逐渐进入人们的生活中。本设计介绍基于STC89C52单片机控制的智能窗帘系统,它采用了红外遥控技术,实现在室内任何地方,只要轻按遥控器,窗帘就会随心所欲的打开或关闭。为了使窗帘系统更加智能化,在设计中还加入了光控和自动定时控制,可以根据光强或用户定时,开启或关闭窗帘,让该设计更加人性化。 关键词:智能窗帘、光控、单片机 Abstract With the development of technology, intelligent domestic living has been gradually coming into life. Describes the design of intelligent control based on single chip curtain system, which uses an infrared remote control technology, anywhere in the room, as long as the touch of the remote control, curtain will open or close the arbitrary. To make the system more intelligent curtain, also joined in the design of light control and automatic timing control, based on light intensity or the user time, and open or close the curtains, so the design is more humane. Key Words:Smart Home、Light Control、MCU

物联网智能窗帘设计

实习(实训)报告 名称基于物联网的智能窗帘控制系统设计2014年11 月24 日至2014 年11 月28 日共1 周 学院(部) 电子信息工程学院 班级通信技术 姓名 学院(部)负责人 系主任 指导教师

实习(实训)任务书 名称:基于物联网的智能窗帘控制系统设计起讫时间:2014.11.24-2014.11.28 学院(部):电子信息工程学院 班级:通信技术 指导教师: 学院(部)负责人:

第一章系统概述 1.1概述 为了满足智能家居的发展方向,使用户充分感受智能家居环境的便利。智能窗帘是带有一定自我反应、调节、控制功能的电动窗帘。如根据室内环境状况自动调光线强度、空气湿度、平衡室温等,有智能光控、智能雨控、智能风控三大突出的特点。该设计是基于现代化生活的高质量需求而开发设计,使家用窗帘实现自动化智能化,使其具备感风、感雨、感光的功能,并可随着外界情况的变化来控制窗帘的闭合,以达到对家居环境的保护。 1.2系统名字 基于物联网的智能窗帘控制系统设计 1.3系统功能 系统可以通过三个按钮来分别实现对窗帘的开、关和停的操作。实现远程遥控智能窗帘的运行。也可以通过PC机的界面实现窗帘的控制。 1.4 基本原理 本次实训主要是靠无线传感器来控制,基于zigbee的网络控制系统,通过CC2420模块来传送接受数据,从而完成对整个窗帘的控制。 1.5 系统模块 (1)CC2420发送模块; (2) E-WS-EC模块; (3)ZIGBEE采集节点模块; (4)ZIGBEE无线传输模块。

第二章系统硬件组成 2.1、协调器 协调器CPU:采用TI公司LM3S9B96;CORTEX M3内核;主频为80MHz。 所谓协调器,就是网络组织的管理者。针对一般的应用模式,在一个Zigbee 网络形成之后,协调器不是必须的。它最主要的作用是,依据扫描情况,选择一些合适参数建立一个网络。基于CC2420的zigbee协调器具有结构简单、功耗低、成本低等特点。其包含天线、单片机芯片、窗帘控制智能模块。 2.1.1、 CC2420模块 CC2420开发模块采用CC2420芯片,可支持zigbee,IEEE802.15.4等开发,提供兼容802.15.4的物理层和MAC层的协议栈及面向应用层的接口,完全兼容TinyOS 1.x及以上版本,用户可以基于TinyOS开发自己的WSN应用。硬件图如图2-1。 图2-1 CC2420模块 2.1.2、单片机芯片 协调器采用TI公司的LM3S9B96芯片,LM3S9B96是TI 公司的基于ARM Cortex-M3 的32位MCU,具有先前8位和16位MCU的价格成本,CPU工作频率80MHz,100DMIPS性能,ARM Cortex-M3 System Timer (SysTick)定时器,片内具有高达50MHz的256KB单周期闪存和96KB单周期SRAM,内部的ROM加载

基于51单片机的智能密码锁

单片机的电子密码锁 目录 第一章绪论......................................................... . (2) 1.1电子密码锁简介......................................................... .. (2) 1.2电子密码锁设计的背景及意 义............................................................................. . (3) 第2章总体设计............................................................................. . (3) 2.1设计分析............................................................................. (3) 2.2系统结构............................................................................. (4) 第3章硬件电路设计............................................................................. (5) 3.1单片机最小系统设计............................................................................. . (5) 3.1.1时钟电路............................................................................. (5) 3.1.2 复位电 路 ............................................................................ . (6) 3.1.3 最小系 统 ............................................................................

基于51单片机智能窗帘的研究与设计

目录 摘要 (1) 第1章绪论 (2) 1.1 系统设计的背景及意义 (2) 1.2 设计的基本内容 (2) 1.3 实现的基本功能 (3) 第2章总体电路设计与原理说明 (4) 2.1 方案介绍 (4) 2.2总体方案设计 (5) 2.2.1 自动控制窗帘基本功能 (5) 2.2.2 总体结构设计 (5) 第3章硬件分析与设计 (7) 3.1 单片机及相关电路设计 (7) 3.1.1 89C51单片机概述 (7) 3.1.2 晶振电路 (8) 3.1.3 复位电路 (8) 3.1.4 显示电路 (9) 3.2 光敏传感器电路 (9) 3.3 A/D转换电路 (11) 3.4 步进电机电路 (12) (13) 3.5 温度检测电路 (13) 3.6 红外控制电路 (15) 第4章程序分析设计 (18) 4.1 主程序 (18) 4.2 重要子程序设计 (18) 第5章总结 (19) 参考文献 (21) 附录1 :原理图 (22) 附录2 :部分子程序 (23)

摘要 自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一,也是21世纪最重要的高技术之一。今天,技术、生产、军事、管理、生活等各个领域,都离不开自动控制技术。就定义而言,自动控制技术是控制论的技术实现应用,是通过具有一定控制功能的自动控制系统,来完成某种控制任务,保证某个过程按照预想进行,或者实现某个预设的目标。随着电子计算机技术和其他高技术的发展,自动控制技术的水平越来越高,应用越来越广泛,作用越来越重要。尤其是在生产过程的自动化、工厂自动化、机器人技术、综合管理工程、航天工程、军事技术等领域,自动控制技术起到了关键作用。当然,在智能家居方面,自动控制技术有较好的发展前景。应用自动控制技术,将是家居环境更加智能化,人性化。 针对家居环境采光及避光问题,自动窗帘控制系统将取代手动控制,更加人性化。本文综述了自动窗帘系统的设计与控制系统,介绍了设计制作一个完整的自动窗帘控制系统所需要做的理论分析,以及各环节功能的实现。自动窗帘控制系统核心是采用单片机AT89C51控制,其次采用感光传感器,红外控制电路,温度检测电路等外围电路。整个系统在各模块的配合下实现半自动控制,自动控制等功能。该设计在理论层面上,以程序语言驱动各模块工作,实现了各模块的内在联系,应用层面上采用软件进行原理图设计和仿真。 该自动窗帘系统硬件电路主要由光敏检测电路,红外控制电路,温度检测电路,步进电机驱动电路构成。该设计则主要讨论了自动窗帘系统的设计过程,硬件电路设计,软件调试过程,以及利用软件实现红外线遥控信号的编码及解码方式。通过本系统可以实现通过光照强度实现窗帘开关自动控制,通过温度检测电路实现窗帘开关自动控制,同时实现红外遥控的半自动控制。 关键词:自动控制,自动窗帘,单片机,步进电机

智能窗帘控制系统设计报告

嵌入式系统设计大赛 智能窗帘控制系统Intelligent curtain control system 设计报告 参赛学校:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 作者:XXXXXXXX 指导教师:XXXXXX

摘要 随着科技的发展,智能家居已逐渐进入人们的生活中。本设计介绍基于STC89C52单片机控制的智能窗帘系统,它采用了红外遥控技术,实现在室内任何地方,只要轻按遥控器,窗帘就会随心所欲的打开或关闭。为了使窗帘系统更加智能化,在设计中还加入了光控和自动定时控制,可以根据光强或用户定时,开启或关闭窗帘,让该设计更加人性化。 关键词:智能窗帘、光控、单片机 Abstract With the development of technology, intelligent domestic living has been gradually coming into life. Describes the design of intelligent control based on single chip curtain system, which uses an infrared remote control technology, anywhere in the room, as long as the touch of the remote control, curtain will open or close the arbitrary. To make the system more intelligent curtain, also joined in the design of light control and automatic timing control, based on light intensity or the user time, and open or close the curtains, so the design is more humane. Key Words:Smart Home、Light Control、MCU

基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现

项目编号___201111 ___ 江南大学物联网工程学院 大学生创新训练计划结题报告 项目名称基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现项目负责人晶 所学专业电气工程及其自动化 所在学院物联网工程学院 (手机) 电子信箱diamond-heartqq. 项目起止年月2011/11-2012/05 第一指导教师肖永松 专业技术职务工程师 (手机) 电子信箱https://www.360docs.net/doc/c69277586.html, 结题日期2012年5月

江南大学物联网工程学院创新训练计划项目结题验收表学院名称:物联网工程学院填写日期:2012 年5 月

大学生创新训练计划 《基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统》成果精粹 江南大学 二○一二年五月

简介 随着物联网概念的发展,智能家居的理念也渐渐渗透到我们的生活中,受此启发,我们想尝试着做一个智能窗帘的控制系统,希望可以通过光强和时间来控制窗帘的开合。恰好我们都进行了电路、模电数电的学习,也曾初步接触了单片机,我们想通过设计这个控制系统来加深我们对所学容的理解和掌握,更加熟悉使用protel等专业软件。 计划设计一个系统可以实现以下功能: 在自动模式下,在设定的时间,如早成6点至晚上8点,晚上8点至早晨6点,时间控制,可以避免室开灯造成窗帘自动拉开。通过光强控制,在设定光照强度围,窗帘拉开,超过设定强度,如夏日中午,为避免房间被光直射造成温度过高,窗帘关闭。在手动模式下,通过按键来调整窗帘的开合状态。 最终设计使用STC89C51单片机,STC89C51有512字节的数据存储空间,是AT89C51的两倍,并且带有4K字节的EEPROM存储空间,可以断电后保存资料,可以直接使用串口下载,而AT89C51需要专用下载器。 控制系统可以实现对光信号的采集、转换、传输,并根据单片机接收到的信号,结合时钟电路的信号,对步进电机进行控制,通过控制步进电机转向及转动圈数,来实现对窗帘的打开及拉合控制。 设计时对硬件进行了模块化分析,以STC89C51作为主控芯片,光信号采集使用光敏模块,数模转换主要使用PCF8591芯片,显示模块采用1602液晶显示器,时钟电路采用DS1302芯片,电机驱动器主要使用ULN2003。

毕业论文-基于AT89C52单片机的光感智能窗帘控制系统设计

计算机控制技术 课程设计说明书 基于AT89C52单片机的光感智能窗帘控制系统设计 学生姓名:学号: 学院: 专业:电气工程及其自动化 指导教师: 2016年1月

摘要 随着生活水平的提高,智能家居越来越被人们关注。智能窗帘也随着科技发展悄然兴起,它不但具备窗帘优雅美观的特点,而且还能提供智能化的服务,使家居生活更加舒适、温馨与贴心。 本文设计的是基于单片机控制系统的智能窗帘。它具备光感、红外遥控、温度显示、定时等功能。该窗帘可以根据外界的光亮程度来控制窗帘开启,从而达到调节室内光线,同时还提供按键来控制窗帘的关合。为了方便用户使用,增设定时模块,用户可根据自身的需要对某段时间,设置窗帘的开启程度。当定时结束,窗帘自动切换到光感模式实现对室内光线的控制。同时,还增设温度显示,使用户可以了解温度状况。 关键词:智能窗帘:红外遥控;光感控制;单片机

目录 第1章绪论 (1) 1.1 设计的背景和意义 (1) 1.2 本设计的内容 (1) 1.3 存在的主要问题 (2) 1.3.1 光感功能的实现 (2) 1.3.2 遥控功能的实现 (2) 第2章总体方案设计 (4) 2.1 主控制系统CPU (4) 2.2 窗帘结构安装及电机选择 (6) 2.2.1 窗帘结构安装 (6) 2.2.2 步进电机选择 (6) 2.3 硬件总体方案 (7) 2.3.1方案设计说明 (8) 2.3.2方案选择说明 (8) 3.1 光电传感器信号采集模块设计 (10) 3.3 执行单元模块设计 (16) 第4章系统软件设计 (21) 4.1 程序流程 (21) 4.2 程序设计 (22) 5课程设计体会 (24) 参考文献 (25) 附录硬件电路图 (26)

基于单片机的智能窗帘控制系统总体设计方案

基于单片机的智能窗帘控制系统总体设计方案 智能窗帘控制系统总体设计方案是确定能够满足设计要求的总体方案的环节。本章从系统功能需求出发,规划并确定了系统的总体结构,并在此基础上考虑了系统的可扩展性及可实现性。 2.1 方案选取 单片机在各种电子产品中的应用已经越来越广泛,很多的电子产品利用单片机所取得的便利性得到了人们的好评,针对单片机控制的自动窗帘控制系统的智能化要求,实现其自动控制的方案有两种: 方案(一)基于温度检测以及声控检测器件的自动控制。方案(二)基于光照强度器件以及时钟模块的自动控制。这二个方案都是基于单片机控制的,采用步进电机控制以及液晶显示,不同的设计部分在于检测器件的选取上。 :2.1方案(一)的系统框图如图 声控模块 键盘模块89C52

电源模块显示模块 温度模块 方案(一)系统框图2.1 图方案(一)与方案(二)的区别主要在于检测器件的应用,方案(一)采用温度采集和声音检测元件,通过设定的温度来控制窗帘的开闭,以减少光照对室内的温度影响,利用声音控制虽然方便性有所提高,但是其误差较大。方案(二)采用的时钟模块以及光照采集元件,通过设定光照值晚上关窗帘的功能,以实现白天开窗帘,来控制窗帘的开闭,利用设定的时间来控制窗帘的开闭,实用性更强。综合考虑。以上因素,系统设计采用方案(二). 方案(二)的系统框图如图2.2: 时钟模块 键盘模块89C52 电源模块显示模块

光照检测 方案(二)系统框图图2.2 2.2 系统总体设计与工作原理 2.3智能窗帘控制系统的总体结构框图如图所示 光敏电A/转换电温度模 单片 步进电显示模 智能窗帘控制系统的总体结构框图2.3 图由光敏传感器来探测外界的光强,从传感器出来的信号转换器。转换后的信号由单片机控制电机,来实A/D输入到现电机的运行与停止。温度模块用来采集温度,并且将采集到的温度通过显示模块显示。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[9]电源模块用来提

自动窗帘控制系统

摘要 一.电路组成 (1)光敏电路模块 由光敏和一个合适的电阻分压,然后进行采样并采用单片机技术控 制单片机正反转! (2)电机驱动模块 直流电机和步进电机的区别:直流电机控制方法简单但不精准,步 进电机精准 (3)电源电路模块 二.程序设计(略) 三.系统功能描述 (1)光敏检测部分 (2)电机驱动部分 摘要 本系统以51单片机为核心器件。其主要模块有单片机控制系统,光敏检测模块,电机驱动模块,电源模块。利用光敏二极管检测光照强度的变化,利用光敏检测模块将电阻变化转化为电压变化,并将电压变化的信号送单片机,单片机通过电机驱动模块控制着电机的正反转实现窗帘的来回移动,并辅以温度检测模块来检测室温,构成一个多功能自动窗帘控制系统。其中,光敏控制模块由光敏二极管和NE555定时器构成,电机驱动模块采用DS2003实现电机的驱动,电源模块实现给整个系统供+5V的电源。经过程序编制,制作电路板和调试,基本达到了我们所期望的系统功能。

关键词:单片机(51)、光敏二极管、NE555、DS2003、稳压7805 一.电路组成 (1)光敏检测模块 1)光敏二极管的构成及原理: 与普通半导体二极管一样,在硅片上生长了一层SiO2保护层,它把PN结的边缘保护起来,从而提高了管子的稳定性,减少了暗电流。 光敏二极管与普通光敏二极管一样,它的PN结具有单向导电性,因此,光敏二极管工作时应加上反向电压,如图所示。当无光照时,电路中也有很小的反向饱和漏电流,一般为1 * 10-8 -- 1X10 -9A(称为暗电流),此时相当于光敏二极管截止;当有光照射时,PN结附近受光子的轰击,半导体内被束缚的价电子吸收光子能量而被击发产生电子一空穴对O这些载流子的数目,对于多数载流子影响不大,但对P区和N区的少数载流子来说,则会使少数载流子的浓度大大提高,在反向电压作用下,反向饱和漏电流大大增加,形成光电流,该光电流随入射光强度的变化而相应变化。光电流通过负载RL时,在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号。光敏二极管就是这

基于51单片机的智能交通灯课程设计

简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况,交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯,不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加,经济发展,汽车数量急剧增加,城市道路日渐拥挤,交通灯更加显示出了它的功能,使得交通得到有效管制,对于交通疏导,提高道路导通能力,减少交通事故有显著的效果。 近年来,随着科技的飞速发展,电子器件也随之广泛应用,其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车,特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统,两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成,较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 (1)分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案,并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 (2)确定系统交通控制的总体设计,包括,十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能,在这里,本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能,还增加了倒计时显示提示,并基于实际情况,又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 (3)进行倒计时显示电路,灯状态电路,特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接,大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 (4)进行软件系统的设计和仿真中,程序在KEIL软件中用单片机c语言编写,电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究,充分了解定时器,中断以及延时原理,为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。

基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现本科毕业论文

毕业设计(论文) 题目:基于51单片机的智能 窗帘控制系统设计与实现

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

智能窗帘控制系统的设计

智能窗帘控制系统的设计 【摘要】以AT89S52单片机为控制核心,以光敏电阻为传感器件,以步进电机为执行器件。通过单片机实现了半自动控制、自动控制、定时控制的相互转换,具有较强的实用价值。 【关键词】单片机;智能窗帘;控制;电机 1.引言 随着科技的不断进步,在以人为本的理念指导下,智能窗帘作为物联网智能家居的一环,向着人性化和舒适化为发展方向。本设计通过分析自动窗帘的现状和发展,采用步进电机为执行原件,以光敏电阻和雨滴传感器作为传感原件,AT89S52单片机作为控制芯片,辅助键盘和显示,实现自动窗帘的多项智能项目。 2.系统总体构成 总体硬件包括:单片机及其外围电路、信号采集电路、检测电路、键盘与显示电路以及步进电机控制电路等模块。单片机外围电路提供各种模块所需的5V 电源和时钟模块;信号检测后是模拟信号,经过比较器比较后输出数字信号给单片机进行控制。 3.系统硬件组成与实现设计 选用89S52为主控芯片,通过其灵活的输入/输出口设置,由光敏与雨滴传感器检测外界的环境参数,经放大、滤波调理后输入到A/D转换器,并通过采样保持电路,确保转换结果的正确性。键盘模块主要作用是通过按键向单片机输入指令,控制步进电机的正反转动方向,从而控制窗帘的开与关。液晶显示模块主要用来显示智能窗帘控制系统的各种状态信息。系统硬件组成图如图1所示。 3.1 步进电机模块 步进电机作为执行原件是机电一体化的关键产品之一,本设计采用的步进电机是混合式步进电机。步进电机28BYJ-48型四相八拍电机,电压为DC5V—DC12V。当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时,它可以连续不断地转动[1]。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或者两相绕组的通电状态改变一次,也就对应转子转过一定的角度(一个步距角)。步进电机控制系统电路如图2所示。 3.2 时钟电路模块 本设计需要窗帘在给定的时间自动的开和关,所以需要用到定时器,而为了保证单片机与外界时钟一致,要用到一个实时时钟电路。这里实用的是DS1302

智能窗帘控制系统设计_毕业设计论文

河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计(论文) 题目智能窗帘系统控制 班级_机电 1001

摘要 随着科技的发展,智能家居已逐渐进入人们的生活中。市场对于红外遥控控制系统的需求也越来越大。高精度、多功能、低功耗,是现代科技的主导方向。因此,单片机在电子产品的应用已经越来越广泛,在很多电子产品中都用到了红外控制。本设计介绍给予AT89C51单片机控制的智能窗帘系统,它采用了红外遥控技术,实现室内任何地方,只要轻按遥控器,窗帘就会随心所欲的打开或关闭。为了使窗帘更加智能化,在设计中还加入光控和自动定时控制,可以根据光强或用户定时,开启或关闭窗帘,让该设计更加人性化。 关键字:智能窗帘、光控、单片机

目录 第一章绪论 (1) 1.1 窗帘红外遥控设计目的 (1) 1.2智能窗帘概述及发展 (1) 第二章设计思路 (2) 2.1主要任务 (2) 2.2 工作原理 (2) 2.3实现功能 (2) 第三章设计方案 (3) 3.1红外遥控的基本原理 (3) 3.2 系统总体结构规划 (3) 第四章硬件设计 (5) 4.1 89C51单片机及相关电路 (5) 4.2晶振电路 (5) 4.3复位电路 (6) 4.4时钟电路 (7) 4.5电源电路 (8) 4.6 步进电机控制系统电路 (9) 4.7 键盘/显示接口电路 (10) 4.8 传感器 (12) 4.9 放大滤波电路 (14) 4.10 A/D转换 (15) 第五章系统软件设计 (17) 5.1 主程序软件设计 (17) 5.2 光控电机程序设计 (18) 5.3 LCD1602显示程序设计 (18) 5.4 DS1302程序设计 (19) 5.5 键盘程序设计 (21) 5.6光照采集程序设计 (21) 5.7 DS18B20程序设计 (22) 总结与展望 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25)

基于51单片机智能控制仪表简单设计

智能控制仪表简单设计 龙岩学院电子信息工程 学号:200402208 姓名:邓晶晶指导老师:吴春富 【摘要】:随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能控制仪表测控功能的完善、 测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本设计介绍了一种用变送器现场采集的温、湿度等信号再经A/D 转换送单片机进行处理,最后通过数码显示器,键盘等硬件设计实现了工作过程的自动化。一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,所以在本文中外加监视电路对系统起保护作 用。 关键词】:AT89C52 单片机;HD7279A; 看门狗;

第1章引言 仪器仪表是人类认识世界的工具,人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量,反映其大小与变化规律.随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步,仪器仪表技术得到了飞速发展.50年代以前, 仪器仪表多为指针式,其理论基础是机电学?从50年代起,电子技术特别是数字技术的发展,给仪表行业带来了生机,各种数字式仪表相继问世,许多传统的指针式仪表相继被淘汰,数字仪表使仪表外观耳目 一新,数据表达能力与总体性能都大幅提高? 70年代中期,随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应 用,设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计,随之产生了一代崭新的智能仪表,使仪表逐渐由数字型向智能化发展,其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能,使仪 表性能产生了质的飞跃.,品种繁多?目前,我国仪器仪表有13大类,1 300多个产品.其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品,其传感变送单元与主控装置及I/O接口 均正朝智能化方向发展?在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件,可以利用A/D转换芯片对标 准信号进行采集、转换,将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制,同时可 以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展 和微处理器的广泛应用,单片机系统的电路越来越复杂,而系统的可靠性问题也越来越突出,一般的单 片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加 监视电路,在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPRO三项功能于一体的专用集成芯 片X5045。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构,增强功能、降低系统的成本,尤其是大大的增加了系统的可靠性。X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时,电路中的看门狗将通过RESET言号向CPU作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具 有的电压临控功能还可以保护系统免受低电压的影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回到稳定值为止。本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表的设计方法,同时掌握在开发系 统下实现部分软件的仿真方法。 第2章控制系统的硬件设计 硬件组成智能仪表的硬件方框图如图 2.1 图2.1 智能控制仪表的原理框图 2

基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现毕业论文

基于51 单片机的智能窗帘控制系统设计与实现毕业论文 毕业设计(论文) 项:基于51 单片机的智能 窗帘控制系统的设计与实现 温州职业学院家用电器也在不断更新从晶体管开始到电子管;从模拟到数字;从分立元件到集成电路;从普通到高性能、多功能;从手动控制到红外遥控,再到智能开发毕业设计智能窗帘控制系统的设计与实现就是基于这一理念。该系统的主要模块包括单片机驱动模块、电机驱动模块、光敏检测模块、无线收发模块和发光二极管信号显示模块。系统分为两种模式。智能模式下,光敏电阻检测光照强度的变化,单片机驱动电机驱动模块中的电机正反转,实现窗帘的前后移动。手动模式下,遥控器中的无线发送模块发送信号,单片机驱

动电机本文设计的智能遥控窗帘操作简单、功能实用、结构简单,基本满足了人们对窗帘智能化的基本需求,具有广阔的研究价值。 关键词:51 单片机,智能,无线遥控,DC 电机 1 温州科技职业学院毕业论文(设计) 目录 简 介 (41) 4 | 提出了1991 年1 月的问题。................................................................. 41 .2国外最新研究成果 (5) 1.2.1 光控窗帘................................................... 5 1.2隔.2 音帘 ................................................................................................................................. 51 .2.3 节能窗帘 (5) 1.2.4 隐形窗帘................................................... 5 1.2罐.5 遮光 (5)

自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计 自动窗帘控制系统设计 摘要:介绍了一款多功能窗帘控制系统。该系统采用AT89S52单片机的最小系统 设计,可以使用红外遥控器进行远程手动控制,也可以输入时间进行时间控制,还可以根据室外环境亮度实现窗帘的自动控制。为智能家居的实现提供了依据,具有良好的发 展前景和应用价值。关键词:AT89S52;红外遥控器;自动窗帘;直流电动机 随着高新技术及电子器件的发展,光控、温控及遥控窗帘应运而生,给人们的生活带来了很多方便。同时,也为人们的生活环境以及智能家居的实现提供了依据,为此, 研究与设计智能窗帘控制系统具有深远的现实意义。1系统总体设计与工作原理本系统由单片机、红外接收、光敏测光、电机驱动、数码管显示以及鸣响提示模块组成。主要应用模块的选择包括电动机驱动模块的、PWM调速方式、PWM调脉宽方式、PWM 软件实现方式的选择。其中,电机驱动模块的选择采用由达林顿管组成的H型PWM电路;PWM调速工作方式采用单极性工作制;PWM调脉宽方式选择采用定频调宽方式;PWM软件实现方式采用软件延时方式。智能窗帘设计所需的关键芯片及器件有:单片机AT89S52、直流电动机、三相稳压器78L05、储存芯片CAT24WC02以及光耦4N25。系统总体框图。 该窗帘控制系统采用AT89S52单片机的最小系统设计,可以实现使用红外遥控器 进行远程手动开、手动关和手动停控制,数码管显示窗帘的开、关,可以通过自行设定相应的数字表示;也可以按事先输入的开启时间和关闭时间进行时间控制,数码管显示当时的小时和分钟时间,但只能顺序显示,显示一遍后,略等片刻,再显示下一遍时间;还可以根据室外环境亮度实现光控,即窗帘的自动控制,由驱动数码管显示出当时的状 态。红外窗帘遥控控制器通电默认当时时间是8点钟。在3种工作方式下,数码管均按时分法显示时间、工作方式和工作状态。每一组数据由5个数字组成,前4个数字顺序显示时十位、时个位、分十位、分个位,第5个数字包含工作方式和工作状态:显示“一”(1横)表示手动方式;“二”(2横)表示半手动方式;“三”(3横)表示光控方式;不显示横则表示时控方式。左上角的“

基于ZIGBEE的智能窗帘控制系统

河南科技学院 2015-2016学年第二学期期终考试 无线传感器网络 题目:基于ZIGBEE的智能窗帘控制系统 专业班级: 成员:(包括学号、姓名) 教师:曲培新 完成时间:

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1.需求分析 基于 Zigbee技术的智能窗帘控制器作为物联网智能家居中的核心部分,可以大大提高智能家居系统给用户带来的体验度。它可以定义为一个过程或者一个系统,通过无线传感器网络技术、射频识别技术等,将物理世界中的实体连接到因特网上,从而实现智能识别和管理。在物联网环境下,人们可以通过各种设备全天候获得特定服务。不仅仅是通过个人电脑,那些连接到互联网的智能终端也可以方便地为人们提供信息和执行决策。作为物联网的典型应用,智能家居业务发展备受瞩目。智能家居可以让用户有更便捷的方式来管理家用设备,使多个设备形成联动;而且,智能家居中的各个设备可以相互间通信,在没有用户指挥的时候也能根据不同的状态互动的运行,从而为用户带来更高效、舒适、方便和安全的家居环境。【前人研究进展】以往的智能家居系统以及各类智能传感模块都PC 为控制心,采用有线的方式连接。每次安装智能家居系统都需要做大量的布线工作。随着我国物联网进发展的快车道,Zigbee正逐步被国内越来越多的用户接受,并在部分智能传感器场景应用。简单的说,Zigbee是一种高可靠的无线数传网络,类似于 CDMA 和 GSM网络。Zigbee数传模块类似于移动网络基站,通讯距离从标准的75m 到几百米、千米,并且支持无限扩展。Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、高速率、低成本的双向无线通讯技术,主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间的数据传输以及典型的有周期性、间歇性和低反应时间数据传输。基于Zigbee技术的物联网智能家居系统与以前的主机式集中控制系统的最大区别是采用基于Zigbee组网通信方式,省去了复杂、困难的布线工作,降低了成本,实现了家居的智能化。【本研究切入点】以嵌入式家庭网关为核心,采用基于Zigbee无线方式对系统中的各类智能模块进行通信。【拟解决的关键问题】基于基于Zigbee技术的智能窗帘控制系统作为智能家居的有机组成部分,在其中加入基于Zigbee模块,使得该智能窗帘控制系统可以和整个智能家居系统组成一个网络,达到对家庭窗帘环境的全天候、多手段的监视和控制 2. 总体设计 CC2530是用于、ZIGBEE和RF4CE应用的一个真正的片上系统(SOC)解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的。CC2530 结合了领先的RF

关于智能窗帘的课程设计

关于智能窗帘的课程设计

课程设计 机电一体化系统设计课程设计 教学单位: 机电工程学院 专业: 机械设计制造及其自动化 班级: 10机械C(机电一体化) 1.学号:2010100203013学生姓名: 谢伟军 2.学号:2010100203027学生姓名: 李伟雄 3.学号:2010100203067学生姓名: 吴海富指导教师: 何伟 完成时间: 2013 年11 月10 日 电子科技大学中山学院机电工程学院

前言 如今伴随着信息时代的到来,人们的生活水平日益提高,方便、快捷、自动、智能成为时代的主题,在现代家庭生活环境中,居家环境早已不仅仅局限在物理空间上,人们更为关注的是一个安全、方便、舒适的环境,自动化的电子产品自然成为人们追求的目标。 窗是人心灵的眼睛,窗帘则是眼睛上的睫毛,窗帘在防止强光射入,帮助人们合理的安排时间,美化室内环境,保证个人隐私,增强居家环境方面有重要作用。随着人们生活节奏的加快,窗帘的自动化随之产生。 本产品是在学习机械原理及设计和电工学等知识,通过实践,观察,思考的基础上设计而成的,且人性化的思想理念也体现了科学技术在人们生活中的作用。 通过几个月的努力,使我们深刻感受到了电学,力学,加工工艺,理论知识与实践相结合在机械设计中的重要性。加强和拓展这些方面的知识对机械学子们是很有必要的。 由于我们能力、经验以及一些方面的知识有限,许多地方未能深入的研究,如有误漏之处,敬请评委老师批评指正。

课程设计任务书 目录 1课题分析 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计达到的功能和要求 (1) 1.3 设计内容和主要步骤 (2) 1.4 小组成员及其分工 (2) 2机械结构设计 (3) 2.1 设计参数计算 (3) 2.2 机械部件的选择 (3) 2.3 机械结构的设计 (4) 2.4 机械结构装配图 (5) 3控制电路设计 (6) 3.1 电机的选择 (6) 3.2 传感器的选择 (7) 3.3 PLC的选择 (9) 3.4 控制系统电路图 (11) 4 控制系统设计 (12) 4.1 控制系统工作原理 (12) 4.2 控制系统框图 (13) 4.3. 控制过程流程图。 (13)

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