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智能窗帘控制电路研究现状研究
一、智能窗帘控制电路的基本原理
智能窗帘控制电路主要包括以下几个部分:传感器、控制器、执行器和电源。传感器负责检测环境信息,如光线、温度等,将检测到的信息传输给控制器;控制器根据接收到的信息进行分析处理,生成相应的控制信号;执行器接收控制信号,驱动窗帘进行开启或关闭;电源为整个系统提供电能。通过这些部分的协同工作,实现对窗帘的智能控制。
二、智能窗帘控制电路的研究现状
1.传感器技术方面
目前,智能窗帘控制电路中常用的传感器有光敏传感器、温湿度传感器、红外传感器等。光敏传感器主要用于检测环境光线的变化,当光线达到设定阈值时,控制器会控制窗帘的开启或关闭。温湿度传感器则可以检测室内的温度和湿度信息,为用户提供更加舒适的居住环境。红外传感器主要用于检测人体的存在,实现窗帘的自动开关。
2.控制技术方面
智能窗帘控制技术的发展主要体现在以下几个方面:(1)单片机控制技术的应用,可以实现对窗帘的精确控制;(2)无线通信技术的引入,使得智能窗帘可以实现远程控制;(3)人工智能技术的融入,使得智能窗帘具有更强的自适应能力和智能化水平。
3.执行器技术方面
执行器是智能窗帘控制电路中的关键部件,主要负责驱动窗帘的开启和关闭。目前,常用的执行器有电机、电磁铁等。电机驱动具有结构简单、成本低的优点,但噪音较大;电磁铁驱动则具有噪音小、响应速度快的特点,但成本较高。
三、结论
智能窗帘控制系统
2017-03-0521:17·电子技术应用ChinaAET邵海龙,梁嵇晖
(武夷学院机电工学院,福建武夷山354300)
:家用窗帘的智能控制系统主要由直流电机、HC06蓝牙模块和AT89C52单片机组成。该系统具备手动控制、蓝牙遥控和自动控制三种功能。硬件利用按键实现手动和自动模式的切换,选择HC06蓝牙模块接收控制命令,采用DTH11温湿度传感器和光敏电阻对室内环境进行自动检测,并根据检测结果控制直流电机动作,实现对室内窗帘的自动控制。该系统具有性价比高、运行稳定、抗干扰性强等优点,解决了传统窗帘控制手段单一、智能化低的缺点。
:智能窗帘;单片机;蓝牙通信;智能控制
:TP272文献标识码:ADOI:
10.19358/j.issn.1674-7720.2017.04.017
引用格式:邵海龙,梁嵇晖.智能窗帘控制系统[J].微型机与应用,2017,36(4):56-58.
0引言
微电子技术和无线通信技术的不断进步,推动了家居智能化的发展。智能窗帘控制系统作为智能家居的重要组成部分,逐渐地走进了人们的生活,给人们提供了方便、舒适的生活环境。本文将传感器检测技术、单片机控制技术和蓝牙通信技术相结合,设计出一款能够根据当前环境温湿度、光照强度大小自动控制开关窗帘的控制系统。系统可在手动模式和自动模式进行任意切换,解决了传统窗帘控制手段单一的缺点,使设计更加人性化。为了进一步提高系统控制的灵活度,系统设计中采用HC06蓝牙模块,实现了本地控制端和蓝牙遥控设备之间的无线通信,满足了家用窗帘远程控制的需求[1]。
1系统总体结构设计
智能窗帘控制系统以AT89C52单片机为主控制芯片,硬件由电源模块、按键采集模块、温湿度采集模块、光强采集模块、AT89C52主控模块、LED显示模块、电机驱动模块、报警模块和通信模块组成。系统结构如图1所示。
2系统硬件电路设计
智能窗帘控制系统的硬件共由9部分组成,根据电路工作的特性,设计中将它们分为电源电路、采集控制电路和通信电路。
2.1电源电路设计
系统硬件中直流电机和电机驱动芯片需要使用直流12V进行供电,其他硬件部分需要直流5V供电。本设计供电电源选择直流24V5A的蓄电池电池作为供电源。输入的24V电压经过LM7812和LM7805转换出直流12V和5V输出,为系统硬件供电。电源电路如图2所示。
2.2采集控制电路设计
采集和控制电路由输入采集电路、主控单元电路、输出控制电路三部分组成。输入采集电路包括对环境温湿度、环境光照强度和输入按键信息的采集;主控单元设计包括单片机最小工作系统设计;输出控制部分包括对直流电机动作控制、蜂鸣器发生控制和LED输出指示灯的控制。采集和控制电路如图3所示。
(1)输入采集电路设计
输入采集电路有由温湿度采集电路、光强采集电路和按键采集电路三个部分组成。
①温湿度采集电路设计
温湿度采集选择DHT11温度传感器,传感器的输出接到单片机P1.0引脚上。单片机通过读取P1.0口输入数据,实现对环境温湿度的检测。
②光照强度采集电路设计
光强采集选择光敏电阻模块,采集的数据通过2脚接单片机P0.7引脚上。可用单片机内部A/D转换功能,实现对环境光照强度的检测。
③按键采集电路设计
设计四个按键分别代表“手动按键”、“自动按键”、“开窗帘按键”和“关窗帘按键”四种输入的控制命令。
(2)主控单元设计
主控单元由单片机、晶振电路和复位电路三部分组成;晶振电路由12MHz晶振和2个30pF电容组成。晶振电路的作用是给单片机提供工作的时序;复位电路由RST复位按键、电解电容C5、电阻R31和R32组成,复位信号的输出端接单片机的9脚。复位电路作用是给单片机提供一个复位信号,控制单片机回到上电状态,解决单片机上电的瞬间,由于供电电压的波动,可能导致单片机不能正常运行程序的问题。
(3)电机驱动电路设计
单片机通过P2.7引脚和L298N的ENA引脚相连,控制直流电机的工作使能信号,通过P2.5和P2.6引脚与L298N的IN1和IN2相连,通过P2.5引脚和P2.6引脚下发电机运动的控制命令。L298N的OU1和OUT2输出控制Motor1进行运动。D7~D10四个1N4148的保护二极管,防止电机断电后产生的感应电动势损坏电机。
2.3蓝牙通信电路设计
蓝牙通信电路由HC06蓝牙模块、MAX3232芯片及其辅助电路组成。MAX3232是电平转换芯片,用于单片机和蓝牙模块之间的电平匹配。单片机的P3.0和P3.1引脚与MAX3232电平转换芯片11和12引脚相连,利用单片机的内置串口接收HC-06发送的控制命令。蓝牙通信电路如图4所示。
3系统软件程序设计
3.1软件主流程设计
系统软件工作后,首先执行初始化程序,初始化程序中完成对单片机IO引脚的分配以及定时器和串口的初始化。初始化完成后程序进入一个while(1)无限循环体。在循环中顺序执行如下操作:
(1)初始化完成后执行按键扫描程序,判断出系统当前的工作状态。若为手动模式,则根据开关窗按键的按下状态,调用电机控制程序,控制电机动作;若为自动模式,则进入步骤(2)。
(2