基于环境检测的自动控制窗户系统研究

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1、基于环境检测的自动控制窗户系统研究摘要：窗户是室内环境调节的重要途径，对于室内环境质量具有直接的影响，如果完全依据人工根据室内外环境的变化情况对窗户的开闭进行控制，容易导致一些意外情况的发生，本文主要结合相关的单片机技术，设计一种基于环境检测的自动控制窗户系统，单片机选用AT89C52，对其硬件设计与软件设计予以简单分析研究。关键词：环境检测；自动控制窗户系统；硬件设计；软件设计随着社会市场经济的发展，人民的生活水平不断提升，智能家居的概念从提出之后，受到了越来越多的关注，其能够为人们带来安全、舒适、便利的生

2、活环境，智能窗控系统的应用，能够有效的改善室内环境，其能够将由传感器所采集到的风雨、烟雾等数据信号传递至AT89C52单片机中，单片机能够对其所接收到的各种信号进行分析处理，并将处理的结果通过脉冲信号的形式作用在电机上，并对电机的正反转予以有效的控制，带动机械装置、控制窗户的开度，从而起到改善室内环境的作用，本文就主要对基于环境检测的自动控制窗户系统的研究进行简单分析。一、基于环境检测的自动控制窗户系统的总体设计在实际的设计中，该系统主要由机械部分、软件部分、硬件部分等组成，其软件部分主要应用C语言来进行编程

3、；硬件部分的设计主要由辅助电路、电机、扬声器、单片机、传感器等组成；机械部分的设计则需要依据实际的需求来开展设计，该系统的设计初衷是机电一体化，系统中应用了智能控制技术、电路设计技术、软件编程技术、传感器技术等，要求其能够实现这样的几点控制指标：（1）如果室内的烟雾、可燃性气体等超标，要求窗户能够自动打开，并要自动启动排气扇排气，这在所有操作中占有最高的优先级，于此同时，报警器要自动报警，提醒主人注意，防止出现火灾与煤气中毒等事故；（2）如果外界出现刮风、下雨等情况，风雨传感器检测到这一风雨信号之后，将信号传

4、给单片机，单片机会控制电机及时将窗户予以关闭并报警，防止雨水进入到室内将造成室内物品的损坏，并会每隔5分钟重新实施检测，如果风雨已经停止，可以自动将窗户打开；（3）如果窗户外有人驻留，将红外线探测器的发射接收通路阻断，窗户会立刻关闭，并会自动发出高分贝的声音报警，黄灯闪烁30秒，起到良好的防盗作用；（4）设计机械运动开、关窗功能及手动按键功能，以便于其设计更加的人性化。系统的功能框架图如图1所示。图1系统功能框架图一、基于环境检测的自动控制窗户系统的硬件设计1、烟雾及可燃性气体检测电路本电路的测量元件应用旁热

5、式烟雾传感器MQ-2，在没有烟雾的情况下，该烟雾传感器的阻值比较高，大约在10K左右，烟雾进入到传感器中之后，其阻值会急剧的下降，这会直接引起传感器两端的电压下降，信号会发生变化，单片机的P0.3口在获取相关数据之后，经过分析之后会得到相应的指令信号。其中MQ-2气敏元件是由二氧化锌敏感层、氧化铝陶瓷管，对加热器及电极所构成的敏感元件固定于不锈钢或者是塑料制成的腔体中实施测量，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件，封装完成的气敏元件一共有六只针状管脚，其中有两个是用于提供加热电流，四个应用于信号取出。该传感器

6、的主要技术指标及特性表现为：恢复时间：Trec小于30秒，响应时间：Tres小于10秒，加热功率P大约为750mW、加热电压VH：5.0±0.2V；取样电阻RL：1~20K，MQ-2型传感器具有长期的稳定性及良好的重复性，其具有长时间工作性能好、响应时间短、初始稳定、抗干扰性能良好、能够准确排除有刺激性的非可燃烟雾的干扰信息，例如：烟雾、酒精等，电路设计电压的氛围宽，24伏以下都可以，加热电压的值为：5±0.2V。1、红外防盗检测电路红外防盗检测电路中应用成品主动式红外探测器，探测器主要由处理电路、接收头、发

7、射头等组成，正常情况下，发射头会发出红外线，接收到接受到红外线之后，单片机所接收到的脉冲是高电平，主要是其中的三极管起到了导通开关的作用，一旦有人将光束挡住，三极管就会截止，单片机就会检测到低电平，以此来完成信号到单片机的传递。2、风监测电路设计在该系统中设计风监测电路主要是为了实现自动防风功能，其能够开展风速的实施检测，并将检测结果转换成为电信号，将其传输至微处理器MCU中，其主要组成部分有：传感器电路、风轮等，其主要工作原理为：窗户处于打开状态时，一旦室外起风，风会带动风轮的转动，计数器会就爱那个每分钟风

8、轮的转动圈数予以记录，并会将所记录的数据传输至MCU中，依据所编程序中的设置的风轮转动圈数的下限值，确定是否需要启动电机，以便于带动窗户的转动，将其予以关闭，当窗外的风速减弱时，会带动风轮每分钟所转圈数小于之前所设置的下限值，MCU发出相关命令之后，会启动电机朝着带动窗户开启的方向转动，其原理图如图2所示。图21、雨检测电路设计系统中的雨传感器的主要功能是实施室外空气雨滴的检测，雨滴落于雨传感器上时