智能窗户项目设计报告

智能窗户

设

计

报

告

组别：普招电子二组

指导老师：朱国贞

摘要：

随着电子技术的发展和人民生活水平的提高，自动控制系统已经越来越多的被用到现代智能化建筑中，与此同时，人们对家居生活的要求也越来越高，“安全、方便、人性化”的家居产品日益成为人们的青睐对象。根据预计，在未来的几年时间里，安装智能窗户的用户将不断增加。

根据人们的需求，设计了一款具可为住户提供安全、方便、舒适的环境的智能窗户，该装置可不间断检测室外的天气情况，通过识别室外的天气情况，控制窗户开合，可以防止雨水对室物品的损害；当有强风时，窗户可自动关闭，防止沙尘等对室物品及环境的损害；还可以检测光强度，可根据光强度指数自动关窗；最后，还可以实现远程控制窗户开合，让用户得到尽可能的舒适的体验。

该装置功能的实现是以STM32芯片为主控，加之各个传感器监测天气状况，并以LCD 液晶屏显示相应性能指标，并且采用GSM模块进行远程控制。

关键词：实时控制、自动控制、风雨传感器、粉尘传感器、光强度传感器、单片机

目录

一．绪论

1.1选题的背景———————————————————4 1.2选题的意义———————————————————5 二．系统方案

2.1系统框图————————————————————6 2.2各模块功能概述—————————————————6 三．详细设计方案

3.1具体性能指标——————————————————7 3.2各模块原理及电路图

3.2.1系统供电部分——————————————————7 3.2.2 系统主控模块——————————————————8 3.2.3 GSM通讯模块——————————————————8 3.2.4 外部环境监测模块————————————————9 3.2.5 LCD液晶显示设置模块——————————————11 3.2.6 电机传动装置——————————————————11 3.3软件部分

3.3.1程序流程图———————————————————12

一．绪论

1.1选题的背景

从1984年美国建造了世界上第一幢智能化建筑“都市办公大楼”（CityPlaceBuilding），拉开美国智能家居发展的大幕，到1994年出现几家专门从事美国X-10智能家居代理销售的公司，预示着中国智能家居发展进入萌芽期，中国智能家居起步发展与世界相差十年左右的时间，与其他行业相比似乎不存在太大的劣势。

事实上，我国智能家居产业虽走过了二十年左右历史，但目前仍只有少数像物联传感一样的智能家居大品牌企业。而西方国家作为现代科技的发源地已逐渐产生了一系列享誉世界的知名智能家居品牌，在国智能家居市场上，国外品牌反而占据了其部分的市场。

一方面，智能家居行业涉及的核心技术几乎都源自西方国家，并且当前几乎所有的技术革新都由他们领导，国的技术水平仍旧处于追随的状况，只少数公司拥有智能家居的产品专利，大多数只是对国外技术的“小修小补”，短时间难以做到青出于蓝而胜于蓝。同时，由于在智能家居资金、技术等方面的投入上远远不够，品牌产品的质量也难以保证，走入市场之后自然会遇到各种各样的不适应症状。

另一方面，不难发现智能家居技术和产业标准仍然掌握在国外企业手里，如事关智能家居技术发展的组织KNX协会、Zigbee联盟、Z-wave联盟、HomePlug联盟等，核心成员多是国外大公司，行业标准和协议多由他们参与制定，国智能家居企业扮演的多是“参与者”的角色，难有国际话语权，而能够给智能家居产业的实际发展空间也大在受限，与国外

的差距“沟壑”客观存在并短时期难以跨越。

如今，我国经济快速发展‚使得人们物质生活水平不断提高，人们对住宅的要求越来越高，表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所，而且对其安全性、智能性等发面也提出了更高的要求。正是因为如此，国智能家居如智能手机一般逐渐得到大众的认可和热捧‚市场需求量呈几何数级增长。进入2014年‚面对智能家居市场的巨大需求和发展潜力‚各大互联网公司和家电巨头为取得一席之地纷纷发力‚陆续加入到智能家居“蛋糕”的争夺战中来‚一时间国智能家居市场硝烟四起‚火爆异常‚热度丝毫不减“高光时刻”的房地产。然而这种快速的发展、激增的需求带来许多产业发展的问题。

1）地域发展不平衡

近年来‚国智能家居的市场需求在迅速扩大‚活跃的市场需求带动了大量智能家居厂商的应运而生‚但这些生产厂商主要集中在、、、和等经济发达地区‚而新加入智能家居“大战”的互联网公司和家电巨头‚也主要分布在沿海城市‚并将中东部的消费者作为主要的瞄准对象‚经济相对落后的中西部地区则尚处于初级阶段‚智能家居发展水平相对较低‚甚至一些城市仍存在智能家居市场空白。

2）产品质量参差不齐

由于市场规不够完善‚很多所谓的智能产品良莠不齐‚不乏一些假借“智能”之名‚鱼龙混珠‚而非真正的智能家居产品。此外‚一些智能家居商过度强调智能家居产品的高档、奢华‚突出产品的消费性‚而忽视智能家居的核心功用‚大大弱化了产品的智能作用。

3）无线技术标准不统一‚业商家各自为“政”

标准化是智能家居发展的基础‚统一的标准是智能家居普及的重要推动力。但是关于智能家居的标准至今仍没有统一规‚国际上也只是在局部领域有些规‚而在对智能家居发展有巨大推动作用的无线网络接入技术协议上‚一直存在Z-WAVE和ZIGBEE之争。

在国‚用于智能家居无线接入方式‚多是延用国际上的标准‚仍然是多种方式并存‚如蓝牙、WIFI、Z-WAVE、X-10、ZIGBEE和SMARTROOM等。其中ZIGBEE技术因近距离、低复杂度、低功耗、低速率和低成本的优势‚是国外最多采用的技术‚而SMARTROOM则是物联传感在ZIGBEE技术基础研发的升级版本‚也是国际最为选进的智能家居无线接入技术之一。

但是由于没有一套权威的技术规‚行业之间、用户之间有较强的独立性‚国不同商家之间仍然各自为“政”‚采用不同的无线技术标准‚从而造成多种产品和设备难以兼容‚各类应用无法有效管理‚服务质量也大打折扣‚其次，价格也高得让望而却步，不利于给广大用户带来良好的智能家居体验‚严重制约了智能家居的快速推广和规模化发展。

由于这种种因素，人们迫切需要一种智能的家庭自动关窗系统：一能可靠的进行日常的开关工作，在大风或下雨或空气中粉尘多时实现自动关窗，以便出门在外的人能安心工作，不用忘关窗而担心室物品等受损。二实用性好，性价比高，而不是看着智能窗如同看着天上的月亮，可望而不可即，靠近大众消费水平。

1.2选题的意义

在我国经济的快速发展中，人民生活水平也随之日益提高，人们对健康、舒适、方便的家居生活的追求也越来越高涨，因为在这个快节奏的现代化生活中，人们常常忙于工作而忘记开关窗，不利于室通风换气，也常常因为不清楚窗户是否关闭，如遇刮风下雨便担心不已。现在的智能窗户，虽然品种各色各样，但主要应用于高档建筑和公共建筑中，而且价格不菲，普通大众还无法体验到智能窗户带来的舒适与便利。

基于以上原因，本课题提出一种智能的实用的价格适中的窗户开关装置，让跟多的人体