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
高婕;郑卫娟
【摘要】The traditional manual switch the window has been unable to meet the demand of People's Daily, in order to provide people with smart and comfortable makes life more convenient environment, we design a AT89S51 as the main core of against theft, can waterproof, windproof, poisonous gas, and other functions of new intelligent window.%传统的手动开关窗户已经无法满足人们的日常需求，为了给人们提供智能的、舒适的使得生活更加便利的环境，设计了一种以AT89S51单片机为主要核心的能够防雨、防风、防盗窃、防有毒气体等功能的新型智能窗。

【期刊名称】《无线互联科技》
【年(卷),期】2015(000)005
【总页数】2页(P133-134)
【关键词】传感器;GSM模块;智能窗
【作者】高婕;郑卫娟
【作者单位】公安海警学院电子技术系，浙江宁波 315801;公安海警学院电子技术系，浙江宁波 315801
【正文语种】中文
1.1 系统总体设计
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：有毒气体检测模块、红外防盗模块、湿度检测模块、风速检测模块、声光报警模块以及电机驱动模块等模块。

具体设计，如图1所示。

1.2 有毒气体检测模块
该模块主要采用MQ-2气体传感器检测[1]（电路图如图2所示），若室内有有毒气体发生泄漏，感测器检测到信号，立即传送单片机，单片机根据信号驱动声光报警模块报警，并打开窗户，防止火灾、爆炸、中毒等情况的发生。

1.3 红外防盗检测模块
该模块采用热释电红外传感器（电路图如图3所示），当有人要强行从窗户进入
室内，该系统通过P228热释电红外传感器识别出来，并向单片机发送信号，单片机经过数据处理驱动声光报警器发出报警，并且通过GSM模块使手机接收到信息。

1.4 湿度检测模块
该模块主要采用DHT11湿温度传感器（电路图如图4所示）[2~3]，在下雨天，
若室内无人无法及时关窗的情况下，当DHT11湿温度传感器检测到室内湿度超过预定临界值，单片机控制板控制电动机自动关闭窗户，使室内设施避免遭受于是侵袭[4~5]。

1.5 风速检测模块
该模块主要采用HWS/WD风速风向传感器[6]（电路图如图5所示），若室外风
速大于临界值，则单片机收到信号驱动直流电动机关闭窗户。

1.6 声光报警模块
声光报警电路由声音报警电路和光报警电路两部分组成（电路图如图6图7所示）。

主要是当传感器将信号传给单片机后，单片机发现超出设置的临界值，然后驱动声光
报警模块发出报警。

该系统采用Keil作为编程软件，用C语言作为编程语言。

打开智能窗的电源，对
系统进行初始化，设定各个传感器的临界值，让各传感器开始进行数据采集。

设手动开关窗为最高优先级，第二优先级设为防燃气泄漏，单片机发送信号给电机使其正转开窗并进行声光报警。

第三优先级为红外防盗，第四优先级为防雨当室内温度超过临界值，电机自动反转窗户自动关闭。

最后一级为防风，当风速超过单片机临界值，电机自动反转窗户关闭。

如有气体泄漏，则防雨防盗的关窗动作则不执行。

设计完毕软硬件后，就要对其的功能进行测试。

当接通电源，LCD显示屏显示当
前室内的温度，湿度以及窗户开闭状态，设定各传感器的临界值。

手动开关窗，手机接收到窗户开关窗信息。

对DHT11湿度传感器喷水，发现当时度超过临界值侯，电机转动传送带，窗户自动关闭，电脑自动记录信息，手机收到窗户关闭的信息；对PHWS/WD风速风向传感器用小型电风扇炊粉，当风速大于临界值，电机自动反转窗户关闭同时电脑记录信息，手机收到窗户关闭的信息；对MQ-2烟雾传感
器释放烟雾，当烟雾值大于某一值，电机自动正转，窗户自动开启，电脑自动记录信息，手机收到窗户开启的信息；因此，该系统的温湿度检测，风速检测、烟雾检测、显示、自动开关窗、手动开关窗功能、GSM模块、无线通信模块均正常。

本智能窗的设计结合了现代的计算机技术、GSM技术、通信技术等高科技技术，其可靠性、适用性、功能性都远远高于传统窗户。

【相关文献】
[1]侯玉宝.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2008.
[2]张毅刚，彭喜元.单片机原理及接口技术[M].北京：人民邮电出版社，2008.
[3]曾光宇.现代传感器技术与应用基础[M].北京：北京理工大学出版社，2001.。