毕业设计（论文）开题报告-基于多传感器的智能窗控制器系统设计.doc

毕业论文(设计)开题报告题目名称： 基于多传感器的智能窗控制器系统设计 毕业论文起止时间： 2014 年 6 月 25 日 2015 年 5 月 31 日院（部）： 指导教师： 班级： 学生姓名： （选题背景和研究意义，本课题研究现状，主要内容和预期目标，研究思路与拟采用的研究方法，8篇以上主要参考文献，进度安排，论文提纲) 一 选题背景和研究意义随着信息化与智能化的结合，智能家居已成为人们炙手可热的话题。“智能住宅”的目标就是将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置通过家庭总线(HBS) 连接在一起，形成一个家庭智能化系统，从而可以对所有设备进行集中或异地监视、控制以及进行家庭事务管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。智能窗作为家庭的“居室眼睛”也将成为智能家居发展研究必不可少的一部分。与传统窗户相比，智能窗具有更多实用功能，当下雨且家中无人时，自动关闭以防止雨水进入而损坏室内财物；当室内温度过高或过低以及有毒气体超标时，自动监测以通风调节；有非法入侵，通过蜂鸣器报警以提醒有外来侵入，因此，智能窗对于改善人们的居住条件，实现智能住宅具有重要意义。二 研究现状近年来，智能窗的研究受到越来越多的关注，取得了一系列的研究成果。文献1针对市场上广泛使用的前后台智能窗系统设计，提出了使用C/OS-II作为软件开发的操作系统，它可以方便地移植到很多不同种类的处理器或控制器上，采用多任务机制来设计应用程序，完成智能窗基本的的开关功能。文献2针对智能窗只能实现窗户开关功能，提出了采用GSM 模块及多种传感器为检测装置，并基于 STC89C52 单片机设计出能满足人们与窗户进行“远程对话” 需求的智能家居系统，GSM模块的的使用极大的推进了物联网的发展，使窗户真正的智能起来。文献3针对智能窗的通用性问题，提出了使用应用压力传感器、湿度传感器、光强传感器、红外遥控模块等实现环境数据采集，实现了同步显示当前环境风强、湿度、光强等信息；支持人机对话、可以远程遥控；具有硬件保护、可以智能调整窗体开合程度等功能。文献4针对市面上智能窗功能分离化的问题，提出了使用机电一体化装置,将PLC控制技术、传感器技术、软件技术、无线通信技术有机结合在一起。此设计不仅仅满足一般客户的自动开关功能，并增加了遥控的功能，还具有节能的效果，充分体现了目前打造绿色环保智能家居的趋势。文献5针对社会需求智能窗，提出通过选择合适PLC、传感器等元器件的型号来设计系统，其中硬件设计还涉及到可燃性气体检测电路、烟雾检测电路、湿度检测电路、防盗检测电路、驱动电机控制电路等，使得窗户能准确的进行开关、报警功能。文献6针对窗体智能化及用户远程控制其开关的目的，采用GSM模块、单片机及传感器技术相结合的方法，设计出集自动检测、开关、报警以及反馈状态信息为一体的平开式智能窗。文献7针对高层居民擦窗烦恼，除了满足基本的智能窗开关功能，还采用汽车雨刮器原理以及湿度传感器完成自动刷窗的任务。文献8提出设计一种以室内温度、气体成分及室外温度、风力、降雨因素为控制参数的智能式自动开窗系统。目前对智能窗的研究，已经实现了智能窗基本的在雨天能够自动把窗户关闭；检测到可燃气体自动开窗；遇有盗情会发出刺耳的报警,和住户进行“人机对话”，自动清洁玻璃等一系列功能。在未来，智能窗的发展还需解决的是种类多样性、可选择度广以及低碳节能环保等特点，将智能窗的使用推广到学校、医院、商务楼等公共场所，真正实现智能家居。三 主要内容和预期目标1. 主要研究内容（1）温度检测功能的实现；（2）湿度检测功能的实现；（3）基于红外感应传感器的入侵报警功能的实现；（4）有害气体检测功能的实现；（5）自动开关窗功能的实现；（6）显示当前温度、湿度、烟雾浓度。2. 预期研究目标本项目研究目标是基于多传感器的智能窗系统设计，其具体实现以下功能：（1）当室内温度低于23时自动关窗，当室内温度高于30时自动开窗，保持室内空气的清新；（2）当室外下雨时，窗户自动关闭，防止雨水进入室内损坏室内的装饰和物品；（3）当窗户外有人驻留时， 阻断了红外线探测器的发射接收通路红外感应传器感知有入侵时，通过蜂鸣器报警, 起到防盗的作用；（4）当感知室内煤气、天燃气超过一定的标准值时，窗户自动打开，并通过蜂鸣器报警，提醒主人危险的存在， 防止煤气中毒或火灾事故的发生。四 研究思路与拟采用的方法1. 研究思路（1）系统架构设计：硬件系统包括传感器、单片机、步进电机及其他辅助电路。合理的传感器选择关系到系统运作的精准程度；本课题的单片机拟采用51系列，其通用性较强、市场使用量较多、价格相对便宜。相应的程序拟采用C/嵌入式作为开发语言。机械部分包括对应的智能窗模型制作。（2）硬件平台设计： 智能窗设计的硬件平台包括传感器、单片机、步进电机及其他辅助电路。传感器是系统成功的关键之一，其中拟采用温度传感器（DS18B20）、湿度传感器(DHT11)、气敏传感器（TGS109）、成品主动式红外探测器。单片机控制系统采用ATME公司生产的AT89S51单片机。电机系统采用步进电机及相应驱动构成（考虑需要电压转换器，或直接独立电源）。（3）软件程序编写： 采用C语言作为开发语言，其优点是可移植、代码公开。主要包括初始化子程序、触发电机子程序、优先机制程序。（4）系统调试改进： 对开发出的系统进行调试，并改进和完善其功能。2. 拟采用的研究方法（1）查阅参考文献: 通过网站查阅相关文献资料，确定课题的基本系统架构以及元器件的使用； 根据课题的实际情况作出整体架构的设计； 研究各个模块设计思路。（2）计算机仿真设计: 分别测试各模块可行性 综合测试，找出问题，解决问题 （3）硬件设计 （4）软件设计（5）调试应用参考文献： 1 张飞,何雅琴.基于C/OS-II的智能窗系统设计J.现代电子技术,2008,7(270):118-119.2 高朴,尹健,吴鹏,等.关于GSM通信智能窗的设计J.自动化技术与应用,2012,31(9):32-35.3 李硕,贾子庆,张明玮.基于多传感器的智能窗系统设计J. 电子设计工程, 2011, 19(4):6-9.4 高素萍,李旭斌,钟德永,等.智能窗控制系统的设计与实现J. 楼宇自动化低压电器现代建筑电气篇,2009,(20):8-11. 5 李胜多,张还,佟春明,等.基于 PLC 的多功能智能窗的设计J. 青岛农业大学学报(自然科学版), 2010,27(1): 84-88.6 许坤,王光欣,吴鹏,等.基于 GSM 模块的平开式智能窗的设计J. 机电产品开发与创新,2012,25(3):88-90.7 谢作敏,骆青苗,朱晨亮,等.智能窗的设计与研究J.科技资讯,2012, (29):1.8 陈亚双,慕军营,张小波,等.基于环境检测数字控制的智能窗系统的研究J. 数控技术.2011,35-36.五 进度安排2014年6月25日：毕业论文动员会，组织学生选题；2014年6月30日：下达毕业论文任务书；2014年7月1日2015年3月6日：查阅参考文献，课题前期准备，撰写开题报告； 2015年3月7日：论文开题；2015年3月8日5月28日：系统设计与论文撰写；2015年4月26日：中期检查；2015年5月31日：毕业论文答辩；2015年6月8日前：毕业设计文档汇总，论文档案整理。六 论文提纲第一章 绪论第二章 系统总体架构设计与芯片选型2.1 系统总体架构设计2.2 芯片选型第三章 系统硬件平台设计3.1 传感部分设计 3.1.1 温度传感器 3.