多功能智能窗

1、 大学生科研训练计划项目申报书项目名称： 多功能智能窗 所在学院： 光电工程学院 申 请 人： 李均 党炫杨 孙学龙 联系电话： 指导教师 李敏 教务处 制填表说明1、本表填写内容必须与事实相符，表达准确。数字一律填写阿拉伯数字。2、“项目开展所在实验室”栏由需要在实验室开展研究的项目组填写。在“校级实验室”、“院级实验室”及“其他实验室”前方框内打勾。“校级实验室”指校级基础教学实验中心、“院级实验室”指院级（专业）中心实验室、“其他实验室”指教师科研实验室等。3、“提交成果方式”栏填写：技术研究报告（调研报告）、论文、实物装置（含照片）、软件、专利申请材料、录像片等。4、打印格式：（1）纸

2、张为A4大小，双面打印；（2）文中小标题为小四、黑体；（3）栏内正文为五号、宋体。 项目名称多功能智能窗项目开展所在实验室校级实验室、院级实验室、其他实验室 （名称）项目组人数3项目实施时间 2013 年 9 月至 2014 年 9 月项目所需经费2000元项目组成员（含项目申请学生）姓 名学 号年级专业班联系电话签 名李均201230152012级电子科学与技术02班党炫杨201229982012级电子科学与技术02班孙学龙201228792012级测控技术与仪器02班指 导 教 师姓 名职 称学 院联系电话签 名李敏工程师光电工程学院应苑松助理实验师光电工程学院研究内容（300字以上）研究

3、主要内容如下：1、研究多功能智能窗所使用的传感器，满足下面要求：当外界刮大风下大雨时，风雨传感器检测到这一下风雨信号（相当于触发开关）并将信号传送给单片机，单片机控制着电机及时关闭窗户并报警，防止雨水进入室内损坏室内的装饰和物品；当室内可燃性气体、烟雾等超过一定的标准时，窗户自动打开，并启动排气扇进行排气防止煤气中毒或火灾事故的发生；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，窗户会立刻关闭并发出高分贝声音报警。2、研究传感器的信号预处理系统、数据处理系统以及显示系统等。信号预处理系统主要是对传感器输出的信号进行放大、滤波等预处理；数据处理系统的核心是单片机，主要对与处理后的信号进行

4、运算，以便输出合适的控制信号。 3、研究系统的主控系统：包括单片机的选择和相应外围电路设计，输入输出设备，包括液晶显示、按钮或开关、各类指示灯。为了能够直观的显示出监测信息、当前各个监测点的状态，系统需要显示设备的支持，液晶显示用于显示文字，方便系统参数的设置等；按钮或开关用于工作模式改变、系统电路调试工作或一些用到手工触发的场合。4、研究语音电路和短信模块：选用ISD1420作为基本录、放音电路。短信模块完成报警主机和网络的连接，包括遇到各种警情时拨号远程报警和短信提示。5、研究系统的机械结构，以满足整个系统的设计要求。立项意义（含国内外究现状。300字以上）课题的研究意义：当代社会对生活质

5、量的要求越来越高，普通窗户已经不能满足防火，防盗，防雨等一些智能要求。所以我们就设计了一种智能窗户控制系统，这种智能窗户控制系统由检测单元、中央处理单元、通讯单元、控制单元、人机接口单元五部分组成，能实现防风、防雨、防盗、防气体中毒、防煤气爆炸、远程控制、反馈调节控制、火灾预警和灭火功能。其中远程控制、灭火功能，反馈调节控制是我们的创新点。而其技术关键在于各种信息的检测与采集，对信息的反馈，以及远程控制。国内外研究现状：最初的智能窗户功能很简单，比如通过检测风雨，自动关窗户；比如根据按钮控制电机完成窗户开关。这些都是很初级的智能控制，不能满足居民们对智能窗户的更多、更高要求。 所以现代智能窗户

6、加入了很多创新功能，比如通过对风、雨、有害气体、日照度等环境因素的检测和采集，再通过中央处理器对窗户进行相应的开关动作。目前来说，这些基本功能很多生产智能窗的企业都能满足，比如台湾省的曾胜克和廖俊庆先生在今年1月份通过一项智能窗户的专利，其包含环境能发电模组、框体、内嵌式马达、感测模组以及控制模组。环境能发电模组用以产生电力。 同时一些企业还在智能窗户上加入了防盗报警系统、防火报警系统等更加实用的功能，但是整体来说，目前我们国内智能窗户还不够普及，技术还不够完善，功能还不够强大。所以我们就针对国内智能窗户的一些不足，进行了创新设计，比如我们加入通讯单元，居民可以通过手机和系统互相发送信息远程控

7、制和了解窗户的开关状况，这样实现了智能远程控制，方便省心。还添加了反馈系统，防止关窗户时夹住窗户边的人，避免意外事故的发生，更贴心安全。利用组网控制功能，控制多套智能窗系统，实现了整合控制，节约资源。通过按键能够随时将智能窗系统切换到手动模式，更加人性实用。研究路线（或研究方案）该多功能智能窗框图如上图所示，主要由各种传感器器、无线发射和接收模块、单片机、显示系统、语音电路、自动拨号报警系统以及电机等几部分组成。整个系统是以单片机为控制核心，其工作过程为：实时监测环境的具体情况，当外部湿度风速以及室内可燃气体未达到一定阈值时，信号处理电路检测到低电平信号，系统不做任何处理。当外部环境参数达到一

8、定阈值时，信号处理电路接收到高电平，从而启动电机工作，当遇到限位开关时电机停止转动，达到开窗的目的。红外传感器，当人体进入到传感器的控测范围内时，信号检测电路处理信号，并向单片机发送一个中断，单片机启动计时器，当达到一定的时间，启动电机回转控制，使窗户关闭；当时间未达到预定值时，电机信号不启动，保持原来状态。并且电路也时时显示环境的情况。环境值的大小是：红外线优先于其他外部环境。上述所有的情况都可以用短信的方式发给户主。创新点1、刮风下雨天智能关窗,雨过天晴后自动开窗保持室内空气清新。2、具有人性化语音功能。便于老人盲人使用。3、智能短信发送功能。让您时候掌握家里的动态。安全可靠。4、智能防盗

9、报警功能。同时发送短信到指定手机。5、烟雾 液化气检测排险。发现液化气泄漏时自动打开窗户老人孩子使用更安全。6、报警采用闪光灯与蜂鸣器结合帮助弱势群体如盲人、聋哑人使用。具备的研究条件1、在硬件方面，拥有校级实验室及院级实验室的实验硬件支持，对开展系统的设计与实现提供了物质基础条件，通过在实验室的检测与模拟，可以找出方案中的不足，并进行修改，以便于帮组我们更好地确定系统的总体设计方案，达到预期目的；2、在软件方面，学习了汇编语言、C语言等，能写一定的数据处理程序和接口程序，能完成本系统所需要的软件编程设计。进度安排1、2013年7月至2012年8月：项目组成员查询资料进行讨论，确定题目和初步设

10、计方案。2、2013年9月至2013年10月：项目组成员查阅大量与本课题的相关国内外文献，对原设计方案进行论证比较，确定最终方案，完成系统各部分工作原理与工作流程设计。3、2013年11月至2014年1月：完成系统的硬件设计，包括多功能智能窗的设计制作，控制电路的设计与电路板的制作。4、2014年2月至2014年4月：搭建实验平台，编写相应的软件程序。5、2014年5月至2014年7月：将搭建好的实验平台进行测试，通过测试发现设计制作中的不足，并进行反复修改，使其达到预期的性能要求。6、2014年8月至2014年8月：根据所设计的系统，撰写论文。预期研究目标多功能智能窗一套或专利1项预期提交成果多功能智能窗一套或专利申请材料、录像片和结题报告。项目成员姓名项目成员分工李 均负责资料的整理文献，合理安排系统的布局，并对系统进行综合性能分析，使其达到最优化的设计，并负责机械结构设计。党炫杨负责硬件方面的设计，包括传感器的设计、电路板的设计与制作等。孙学龙负责软件方面的设计，包括传感器的信号处理程序设计，驱动电机的速度检测与控制程序设计和系统调试等。经 费 预 算序号