基于单片机控制的智能窗系统设计

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1、基于单片机控制的智能窗系统设计摘要：科学技术的发展为人们生活的舒适性提供了各种可能，基于单片机控制的智能窗系统通过传感器收集到环境变化的信号从而自动对窗户进行控制，可以避免出现各种危险，同时还可以有效地提升生活的舒适性。关键词：智能窗；控制系统；单片机中图分类号：U463.02文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）32-0011-01基于单片机控制的智能系统窗会自动完成对窗户开启和关闭的控制，比如室内可燃性气体（即一氧化碳）达到一定值以后，就会自动开启窗户；如果下雨窗户又会自动关闭，同时还会针对室内环境的变化对其进行调节，以便为室内的人员提供更加舒适的环境。1

2、智能窗控制系统的工作原理6本文阐述的智能窗将单片机控制技术和传感器应用技术等多种技术有效地融合到一起。在接通单片机电源以后，单片机用扫描的方式进行工作。安装的可燃气体检测模块、一氧化碳检测模块、红外线探测模块、大雨检测模块等分别将其各自的检测信号传递给单片机，单片机对各个模块信息进行处理，自动对窗户的开启和关闭进行控制。此外还对室内环境各个参数进行检测，如果室内的环境舒适度比较低时，单片机通过对窗户的开启状态进行控制，以便为室内的人提供良好的环境。2控制系统的硬件组成2.1控制器系统选用的控制器采集处理的模拟量信号有温度、湿度、光照时间长度、大风信号，开关量信号、各电机的运行

3、控制信号、方向控制信号、窗门运动完成时的限位开关信号、一氧化碳探测反应信号、遥控信号等。控制器搜集传感器传输的数据，如果室外有明显的光照或者是室内的一氧化碳浓度过大，单片机控制电动机开启窗户；如果有不明身份人员在窗户边逗留徘徊或是检测到持续有雨，单片机控制电动机关闭窗户。2.2执行机构系统选用直线电动机来驱动窗户的前后运动以及停止等，使得智能窗户能够根据需要关闭与开启。为方便开启将窗门机构设计为上悬窗结构，窗内装有滚珠丝杠，电动机带动滚珠丝杠，直流直线电动机控制窗门，同时还可以调节窗户的开启程度。2.3传感器6传感器在整个系统起着非常重要的作用，传感器直接影响着窗户的运动。该

4、系统选用水滴传检测器、一氧化碳传感器、过流传感器、红外热释电传感器、光敏电阻传感器等。这些传感器在环境发生变化时会向单片机输入相应的信号，进而通过单片机来控制窗户。2.4遥控器通过连在PCB板子上的自制的遥控器传输信号，收集使用者发送的控制信号，将信号输入到单片机，单片机对电动机的控制来完成窗户的开启和关闭。3控制系统的总体设计系统的总体设计要充分利用单片机控制系统，达到智能窗实现人性化的目标，可以根据天气状况、室内气体状况、窗外人员活动情况以及窗户运动情况自动的打开或关闭窗户。3.1可燃性气体检测模块6对可燃性气体检测采用的是直热式气敏传感器，如果室内可燃性气体浓度升高，气

5、敏传感器由于接触到的可燃性气体增加，其电阻值会随着降低，导致测试电路里面电流增加。该系统要实现对一氧化碳等可燃性气体的检测，其浓度报警一般选定可燃性气体爆炸下限的1/10左右，如果浓度达到这个值，单片机系统会自动控制电机将窗户及时打开。在电阻不断降低，电压如果达到设定值的时候，电路接通该信号被输入到单片机模块，那么窗户就会自动打开，同时启动排气扇将可燃性气体排出室内，在加装报警电路后在窗户打开的同时报警器也响起，警报器响起提醒房间的主人存在安全隐患，避免出现煤气中毒或者火灾等事故。3.2湿度检测模块如果出现下雨的情况，而房间主人不在，那么利用该系统就可以启动自动关闭窗户的功能

6、。下雨以后湿度会增加，通过雨滴传感器将下雨信号传送给单片机，单片机系统会自动控制电机将窗户及时关闭起来。可以使用集水片，当水量多到足以联通低电平使传输信号给单片机，单片机就会控制窗户关窗；同时湿度检测也可以使用湿敏元件，通过湿敏元件电阻的变化来识别是否出现下雨状况。在没有下雨的状况下，湿敏电阻的阻值相对比较小，在下雨以后湿敏电阻的阻值会增加，控制电路中的电流和电压发生变化，常开触点发生闭合，该信号信号输入到单片机，单片机控制电机转动将窗户关闭起来，避免由于雨水淋入室内而导致室内的物品受到损坏。3.3防盗检测模块6智能窗户实现防盗检测功能主要是通过红外热释电探测器来完成的，红外

7、热释电热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域，而且热释电传感器的技术性能稳定，价格低廉；不需要用红外线或电磁波等发射源；灵敏度高、控制范围大，所以使用这种传感器符合实验的要求。3.4室内环境智能调节模块该功能属于非常人性化的一个智能功能，系统需要通过单片机来自动的调节室内温度和室外湿度以及光照强度等等，使得室内的环境变得更加舒适，室内主人提供一个心