基于环境检测的智能窗控制系统设计与实现

一、硬件设计方案

本系统主要采用了单片机技术、传感器技术、电机驱动技术、无线通信技术等先进的电子技术, 由单片机和多种辅助器件共同构成智能开关窗设置。其系统主要的模块包括:雨滴检测模块、红外防盗模块、空气检测模块、声音检测模块、LCD显示模块以及电机驱动模块 (执行机构) 等。

(1) 雨滴传感器:YL-83雨滴传感器可用于各种天气状况的检测, 并输出为开关量信号。如果有雨滴掉到传感器上, 模块就会输出报警, 供单片机采集, 可通过电位器调节反应灵敏度。 (2) 红外传感器:HC-SR501人体感应模块是基于红外线技术的自动控制模块, 采用LHI778探头设计, 具有灵敏度高、可靠性强、超低电压工作模式, 广泛应用于各类自动感应电器设备。本项目采用HC-SR501人体感应模块, 通过检测红外光到达两个感应单元的时间差, 来感知人体的移动并输出报警电平。 (3) 空气传感器:MQ-5气体传感器对丁烷、丙烷、甲烷的灵敏度高, 对甲烷和丙烷可较好的兼顾。本项目采用mq5天然气传感器, 可通过电位器调节比较阀值。如果空气中燃气浓度过大, 即可输出报警电平。 (4) 声音传感器, :YL-56声音传感器可检测周围环境的声音强度, 灵活可调节。通过电位器调节比较阀值, 如果声音过大, 即可输出报警电平。 (5) GSM模块:西门子公司的GSM模块TC35终端是一个支持中文短信息的工业级GSM模块。本文采用T35I模块在系统上电和发生报警时, 给固定的电话号码发送短信提醒。

二、系统软件设计

该系统采用Keil作为编程软件, 使用C语言编写, 使程序移植和调用更为方便、灵活, 能最大程度的提高系统程序的可靠性和稳定性。智能窗系统通电后, 对系统进行初始化, 设定各个传感器的临界值, 各路传感器开始进行数据采集。该程序由初始化、GPRS模块检测模块、传感器模块组成。数据的采集要求每秒采集一次, 采用定时中断的方式执行数据采集, 将采集的各类传感器数据发送给微处理器并进行判断与执行。

三、结论

本文设计了一种以单片机为核心的智能窗控制系统, 根据室内外环境的变化实现窗子自动开、闭, 解决日常家庭生活中的常见问题, 给人们的生活带来便利。系统通过加入GSM模块建立起“人机对话”系统, 实现了用户对窗户的远程监控, 使窗户真正“智能”起来。该系统大量采用商品化模块, 具备可靠性高、功耗低、尺寸小等特点, 整个系统可以根据用户要求自定义设计。实验表明, 该设计安全可靠, 功能强大, 各模块性能稳定, 数据收发准确, 将完全满足人们与窗户“远程对话”的需求。因此具有现实的推广意义, 可广泛适用于家居、工业等领域。

摘要：居室窗户的重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态。随着无线通讯技术的飞速发展和人们对家居环境要求的提高, 本文设计了一种基于室内温度、气体成分、风力、降雨因素为控制参数的智能式自动开窗系统。该套设计方案采用了GSM模块及多种传感器为检测装置, 基于51系列单片机设计的多功能通信智能窗, 希望以智能窗为基础, 将该设计理念推广到更多的智能家居上。

关键词：智能家居,传感器,GSM模块