智能窗帘起落系统的设计3

1、本科毕业论文智能窗帘起落系统设计专业名称电子信息科学与技术申请学士学位所属学科理学指导教师姓名、职称谭静芳讲师201()年5月1日摘要随着电子技术和自动化技术的进展，人们对生活质量的要求愈来愈高。窗帘的大体作用是爱惜业主的个人隐私和遮阳挡尘等功能，但传统的窗帘您必需手动去拉动，天天早开晚关也是挺麻烦的，于是智能窗帘在最近儿年取得迅速进展，并普遍应用于智能大厦、高级公寓、酒店和别墅等领域。在欧美等发达国家，遥控窗帘已普遍应用。在10年前，遥控窗帘就已经进入我国，可一直没有取得推行,这两年，随着电控技术的不断提高及价钱的不断下降，遥控窗帘热才乂东山再起。本文设计的智能窗帘起落系统是采89C2051

2、单片机的最小系统设计，操纵一个220V的可逆、直流电动机操纵窗帘的拉开和关闭。该系统可通过红外遥控器对窗帘的开或关进行操纵，并设两个手动开关，当遥控器失灵时，可通过手动开关来操纵窗帘的开和关。关键词：关键词必需是摘要里的词.中文摘要的内容我又给你改了一下，你对应着把英文摘要改一下！ABSTRACTWiththedevelopmentofelectronictechnologyandautomatictechnology,peoplehavemoreandmorehighexpectationsforlifequality.Thehomeelectricequipmentproductsarei

3、nconstantupdatetoo.Imitatedittothefigure;Fromthediscretecomponenttotheintegratedcircuit;Fromordinarytohighperformance,multi-functionaltype;Bymanualtocontroltoinfraredrayremotecontrol,tointelligenttodevelop.Nothingmorethanthebasicroleofcurtainstoprotecttheownersprivacyandsunblockdustandotherfunctions

4、,butthetraditionalcurtainyouhavetomanuallypulloffadayearlyopeningnightisverytroublesome,soelectriccurtainhasdevelopedrapidlyinrecentyearsandwidelyusedinintelligentbuildings,seniorapartments,hotelsandvillasandotherareas,aslongastheremotecontrolatthetouch,curtainsautomaticallyopenandclose,veryconvenie

5、nt.InEuropeandtheUnitedStatesandotherdevelopedcountries,electriccurtainhasbeenwidelyapplied.10yearsago,theelectriccurtainhadenteredChina,couldhavebeennomajorpromotion,thelasttwoyears,withelectroniccontroltechnologycontinuestoimproveandpricescontinuetodrop,theelectriccurtainheatuntiltheycomeback.Itis

6、understood,thereweremorethan170kindsofelectriccurtaindeviceobtainednationaladoptminimumsystem,89C2051ofMCUdesign,controlone220Vreversiblechangingspeedthemotorcontroltodrawbackandshutoffthecurtain.Keywords：infraredraylaunchersignalcode；infraredrayreceiversignalcode；Remotecontrol；Intelligence；Serialmo

7、uthJ目录引言41 .系统整体设计简介5电路功能简介5电路设计原理5电路设计的理论、实践意义62 .硬件电路设计6单片机简介与接口技术6红外线遥控电路模块82.2.1遥控发射器82.3窗帘操纵原理92.3.1窗帘操纵器原理图102.3.2工作原理讲解102.3.3遥控器按键功能134设计结论15设计总结15设计心得16参考文献1716致谢17伴随着住房条件的不断改善，尤其是近几年随着房地产业的繁荣，中高级住宅愈来愈多，人们对住宅环境的要求日趋提高。而家居智能化系统的应用能够为人们在生活的诸多方面提供极大的舒适空间。而作为智能家居系统中必不可少的智能窗帘起落系统已为人们慢慢了解并同意。它涵盖了

8、安防、报警、检测、操纵等功能，使一般窗帘升级为智能窗帘。使楼宇、居家立显高贵、奢华气派。已深受政府部门、广大房地产开发商、装饰工程商、设计单位、业主用户等的喜爱与重视，成为人们生活中不可或缺的居家智能新宠！现今，运算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型运算机的应用已渗透到生产、生活的方方面面。其中单片机问世不久，但是体积小、廉价、功能强，其销售额每一年近80%的速度增加。它的性能不断提高，适用范围愈来愈宽，在运算机应用领域已占有日趋重要的地位近几年来，随着科学技术的进展和人民生活水平的日趋提高，城市建设步伐的加速，一栋栋居民楼、写字楼、宾馆拔地而起。进入寻常白姓的家用电器品种与数量愈来愈

9、多，这些家用电器有的能减轻人们的家务、有的能丰硕人们的文娱生活，有的那么能提高人们的生活质量为了进一步知足人们高水准生活的需要，家用电器产品性能也在不断地更新换代，从始初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从一般向高性能、多功能型；由手动操纵向红外线遥控、向智能化进展。与此同时,窗帘作为装修业不可缺少的一部份，也日趋火爆起来，目前，经常使用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式，只有一部份高收入的家庭采纳是电动遥控轨道。但价钱相当昂贵，不能普及，因此设计的目标确实是实现功能全、造价省，能够进入公共生活，一款利用微电脑治理的、红外遥控器操纵的多功能窗帘，操纵器符合现今的进展趋势。

10、该窗帘操纵器采纳89C2051单片机的最小系统设计，操纵一个220V的可逆、直流电动机操纵窗帘的拉开和关闭。窗帘操纵器能够利用红外遥控器进行远程手动开、手动关和手动停操纵；能够执行事前输入的开启时刻和关闭时刻进行时刻操纵；还能够依照室外环境亮度实现环境凫度光控。三种工作方式能够方便地进行选择，被选择时刻操纵的方案时，数码管还能显示那时小时和分钟时.刻，只是时刻数据只能顺序显示，显示一遍后，略等片刻再显示下一遍时刻。另外、电机拉动窗帘的工作的时刻长度，电机工作的时候是不是有鸣响提示，和光控状态下环境凫度的操纵参数的调整等等都能够通过遥控器进行设置。1 .系统整体设计简介电路功能简介该电路可通过红

11、外遥控器对窗帘的开或关进行操纵，可通过遥控器将系统设成自动状态，当家中多日无人时.，系统将自动监测白天和晚上，晚上窗帘自动关闭，并使照明灯亮两小时，白天窗帘自动拉开（表示家中有人）。设两个手动开关，当遥控器失灵时，可通过手动开关来操纵窗帘的开和关。电路设计原理电路能够由三种不同的方式来操纵窗帘动作，要紧通过不同的按键模式。在手动模式下，有四个按键对其进行操作，能够操纵电机的正反转，即可实现窗帘的开关和自动/手动方式的转换；假设处于自动状态下，用光敏电阻对外部环境进行采光，通过单片机对电机进行操纵，实现天凫窗帘自动打开，天黑窗帘自动关闭这一功能；假设采纳遥控方式，那么能够将键盘的功能转到遥控上，

12、用遥控电路对其操纵，对窗帘的运动实现遥控的功能。智能窗帘系统的特点一、适用性：具有多种不同档的开启和关闭速度，不同的场合可选用不同的速度。断电时，可手动开启及关闭系统。二、平安性：窗帘驱动设备装有靠得住的平安设防爱惜装置，用户可安心利用。3、兼容性：该系统备有手动、智能线控按钮、遥控器。当窗帘完全开启或关闭时，驱动器能及时停止工作。发生新技术，直流电机技术作为一项高新技术自问世以来，就受到社会各界的普遍关注，并以它自身的技术特点迅速改变了人们对传统事物的观点。4、智能化：系统按时操纵器能预先在24小时内进行多次自动开启与关闭的设置。如遇您外出，系统会依照您的适应在天天同一时刻自动开启及关闭窗帘

13、，确保平安。另外，通过系统专用遥控器及专用位置码同意器一并设定，该系统设备能单独或同时操纵不同的窗帘系统。电路设计的理论、实践意义用单片机实现窗帘操纵，为传统的手拉式或滑轮式窗帘应用模式转轨到新的红外遥控模式提供了具体解决方案，也为窗帘的智能化进展提供了新的思路。2 .硬件电路设计单片机简介与接口技术89C2051是由ATMEL公司推出的一种小型单片机，95年出此刻中国市场。其要紧特点为采纳Flash存贮器技术，降低了制造本钱，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，且采纳ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，能够专门快被中国广大用户同意。其程序

14、的可擦写特性，使得开发与实验比较容易，为很多嵌入式操纵系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。89c2051的特点：89c2051有很宽的工作电源电压，可为6V,当工作在3V时，电流相当于6V工作时的l/4o89C2051工作于12Hz时，动态电流为，空闲态为1mA,掉电状态仅为20nA。如此小的功耗很适合于电池供电的小型操纵系统。AT89C51具有以下几个特点： AT89C51与MCS-51系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容; 片内有4k字节在线可重复编程快擦写程序存储器； 全静态工作，工作范围:0Hz24MHz: 三级程序存储器加密； 128X8位内部RAM； 32位双向输入输出线； 两个

15、十六位按时器/计数器 五个中断源，两级中断优先级； 一个全双工的异步串行口； 间歇和掉电两种工作方式。AT89c2051的结构图：1RFSvcc202INrvnwJPI7195lxzxLzTXDPl6184pi5175一16xIpi46fTnbirPl1157uyivPI.214g,TOPI19,T1Pl0-rrGNDP3.7uAT89C2051图1AT89C2051单片机引脚引脚功能说明：RST：复位输入RXD：串行输入口XI：振荡器的输入端INTO*：外部中断0VCC：电源电压TXD：串行输出口X2：振荡器的输出端INT1*：外部中断1TO：按时器/计数器0外部输入T1：按时器/计数器1外

16、部输入P1口是一组8位双向I/O口双向I/O口红外线遥控电路模块2 .2.1遥控发射器工作原理：图2为红外线发射电路原理图，K0至K7为遥控按钮，单片机端口操纵红外线的发射。T1作为发射时刻操纵器，TO作为红外线发射频率操纵器。当有按键按下时，操纵软件启动按时器TO、Tl,TO按时溢出，中断程序使端口状态反转一次，写入按时器的初值不同，在输出端口就可取得不同的发射频率。T1按时溢出，中断程序关闭TO按时器，停止红外线发射。软件设计参数为：T1定不时刻为100ms,K0至K7按钮所对应的红外线发射频率别离为300、600、900、1200.222红外线接收电路电路原理：本电路见图3,要紧由红外接

17、收头和IC4069组成的红外操纵开关电路。红外接收头静态时输出高电平。当收到遥控发射器送来的红外脉冲信号时,接收头的第3脚输出低电平（脉冲信号）。经ICa整形、放大、倒相而取得负脉冲信号，再由D5、C4、R3检波，延时送至ICb（达到反相器的阈值电压），致使ICb输出低电平，然后C4端电压经R3放电，使ICb输入端低于反相器的阈值电压，ICb输出端恢复高电平。如此，每按动一次红外发射器，在C6输出端就取得一个负脉冲信号，去触发由ICc和ICd组成的双稳态电路，促使双稳态电路翻转，输出H或L电平，通过R8操纵单向可控硅的导通或截止。图3红外接收电路M7:1N4148R4 62k3 .3窗帘操纵原

18、理本文介绍一款利用微电脑治理的、红外遥控器操纵的多功能窗帘操纵器。该窗帘操纵器采纳89c2051单片机的最小系统设计，操纵一个220V的可逆、变速电动机操纵窗帘的拉开和关闭。窗帘操纵器能够利用红外遥控器进行远程手动开、手动关和手动停操纵：能够执行事前输入的开启时刻和关闭时刻进行时刻操纵：还能够依照室外环境亮度实现环境凫度光控。三种工作方式能够方便地进行选择，被选择时刻操纵的方案时，数码管还能显示那时小时和分钟时刻，只是时刻数据只能顺序显示，显示一遍后，略等片刻再显示下一遍时刻。另外、电机拉动窗帘的工作的时刻长度，电机工作的时候是不是有鸣响提示，和光控状态下环境亮度的操纵参数的调整等等都能够通过

19、遥控器进行设置。2.3.1窗帘操纵器原理图红外遥控窗帘操纵器电路原理图如图4所示。红外线遥控窗帘图4操纵器电路原理图2.3.2工作原理讲解电路分为8个部份，别离是电源部份、显示部份、鸣响提示部份、红外线接收部份、数据贮存部份、光控电路测光部份、电机操纵执行部份、单片机主控器件部份。电源部份通过外接插座输入交流12V或直流13-14V电压，交流电通过整流滤波后，输出电压为12V的VDD,为操纵继电器提供工作电压。同时通过3端集成稳压器IC2稳压后输出5V电压VBB,为讯响电路、红外接收电路、显示电路提供电源，5V电源通过二极管D4、限流电阻R18后，为单片机提供VCC电压，E1是直流供电电源，电

20、压为3V，在本电路中为了节省本钱，利用两节5号一般电池，C6和C7是单片机电源滤波电容。平常交流电正常的情形下，5V电源为单片机供电的同时，也为电池充电，大大延长了电池的利用寿命，当交流电停电的时候，电池仅为单片机供电，单片机在掉电状态下维持时钟的正常走时;VBB供电被D4隔间。在操纵器设置成手动操纵时，单片机除执行任务外，均处于睡眠状态，遥控器信号的到来，单片机从睡眠中唤醒，恢复正常工作，因此手动状态下当交流停电时，电池的耗电电流更小。显示电路利用一个0.56英寸的共阳高亮度数码管，限流电阻取用1。鸣响电路由单片机的兼用，除驱动数码管的数点之外，兼用音频信号输出，音频信号通过R20、C10输

21、入到三极管V6的基极上，三极管驱动发声器发声。二极管D3用来提供C10的放电回路，保证交流信号的正常耦合。发声器发出的声音有单片机软件来实现和操纵，不同的情形下发出不同音调、不同时刻长度的鸣响来，也能够编制乐音声音发声。红外线接收电路利用一个集成红外接收器，型号是PIC-12043,在那个地址输入端的信号直接送入单片机的口。静态时输出端输出高电平，当接收到红外信号后，按红外信号的数据波形输出负脉冲数据信号。红外信号输出到单片机的，该口对应的第二功能是外部中断0(IXTO),利用该口的第二功能，一旦红外线信号到来，被拉低，单片机中止当前的工作转移到接收、处置红外信号。开启中断功能的目的，既减轻了

22、单片机的工作负担，乂保证接收到的红外信号的完整性，同时在手动工作状态下，单片机进入眠眠后，利用外部中断功能完成对单片机的唤醒。光控电路有GM1、C5、V3组成，利用了单片机的和完成对环境亮度的测试工作。GM1能够利用光敏电阻或光敏二极管，本电路中利用光敏二极管。C3和GM1组成RC充放电回路，处于高电平的时候，的高电压用过GM1的正向电阻向C3充电，当被单片机拉低后，C3通过光敏元件放电，光敏二极管工作在反向电压状态下，现在环境凫度决定了光敏二极管的光阻值，光阻值大，C3放电速度慢,反之放电速度快。适当操纵的拉低脉冲宽度，使得C3放电工作在线性比较好的一个工作段上。用来检测C3在拉低期间放电的

23、电压状态，当C3电压下降到1/2VCC以下后，测得数据“0”，反之测得数据“1”，为了减小对C3充放电的阻碍，C3充放电电压通过三极管V3组成的射极输出器连接到上，射极输出器的高输入阻抗减小了对RC充放电电路的阻碍。电机执行部份完全受单片机的操纵，通过单片机的和完成。单片机复位状态下和输出高电平，三极管VI、V2,V4、V5截止，两个继电器JI、J2释放状态，方向可逆的电动机因无电源供电而停止。当或其中有一个被拉低后，两个继电器便会有一个导通，例如拉低后VI导通、V4导通，J1吸合，电机得电转动，当只有拉低后，电机那么反方向转动，实现了窗帘的拉开和关闭。两个继电器的工作状态受单片机操纵，在同一

24、个时刻内两个继电器仅能有一个吸合。即即是在电机工作期间，操作了反向转动按键，单片机也是先释放当前工作的继电器，并延时一段时刻后再吸合另外一个继电器，避免了电机正反工作线圈同时通电的冒险。单片机是本电路中的核心器件，担负整个电路的治理。电路中利用P1口的8个I/O口别离驱动数码管的7个笔画和数点。如此做的目的是AT89c2051用于本电路中，其I/O口比较富裕，如此的驱动显示节省一个显示驱动电路，同时显示的数字和字符完全通过软件编写的，能够编写更多的字符。因此数码管除显示09数字外，还能够显示软件编辑的任意字符，数点用来指示工作状态和不同的设置状态。单片机的复位脚利用Cl、R14组成上电复位电路

25、，K1是手动复位按键。书点操纵脚兼用鸣响信号输出端，输出的音频信号通过R20、C10输入到V6的基极，放大后推动发声器Y1发声。D3是C10的泄放电阻，保证交变信号的正常耦合。单片机的和口作为IIC贮存器的总线，本电路利用AT24C02完成对设置状态和设置数据的贮存团。本电路中的硬件比较简单，其功能的实现要紧由软件完成。2.3.3遥控器按键功能遥控器面板示用意如图5所示。结合下面的软件流程说明按键功能的意义：红外遥控按键的功能分为三部份，直接操作部份一窗帘电机的正转、反转和停止操作。设置部份一输入按时打开窗帘的时.刻；按时关闭窗帘的时刻；输入那时的时刻；开关整点报时功能；开关电机工作的时候声音

26、提示功能；设置电机运行的时刻长度；选择按时，光控、手动操纵的方式；查询此刻预设工作状态和预设定不时刻和光控级别等。第三部份是系统复位，不论在任何的工作状态下，总复位操作能将窗帘操纵器恢复到开始状态下。窗帘遥控器I输入开叶I输入现叶粕入关巾I机a报计图5遥控器面板示用意工作方式的选择是选择时控、光控和仅仅手动操纵方式之一，在时控和光控状态下，手动操纵仍然有效，在手动状态下仅能手动遥控操作。手动状态下的单片机非工作期间进入眠眠状态。电机工作时刻长度设置，是依照用户窗帘的长度不同，设置对应的电机一次运行时刻，保证在时控和光控状态下窗帘拉开或关闭到位。测试环境克度是依照不同用户窗帘安装位置处的环境亮度

27、不同，和用户光控拉开和光控关闭窗帘的环境亮度的要求不同，让用户自行选择环境亮度。声音开关是开启或关闭电机在运行的时候，鸣响器是不是配合运行发出一种“嘀一嘀一嘀一嘀一”的断续提示音，以便用户听觉感知窗帘的工作。当工作在时控和光控状态下，并进行当不时刻校正以后，内部的时钟开始走时，而且时刻数据在一个数码管上，按时分方式顺序显示当不时刻的小时和分钟，显示一遍以后，停止1秒钟，以便区分一个完整的时刻显示完毕。在现在若是开启整点报时功能，一旦时钟抵达整点，鸣响器发作声音报时，长声音表示10个点，短促声音表示一个点。3系统软件设计程序整体结构设计思想：从总的设计起点来讲，窗帘的设计方向是面向一样的家庭利用

28、，因此从硬件的选择到程序的设计都考虑开发的本钱和系统的整体的性能，要求做到体积小、重量轻、单一电源、低功耗、功能强、价钱低廉、抗干扰能力强等特性。应用光控原理工作，天克窗帘自动打开，天黑窗帘自动关闭。由运放组成比较电路，同向输入端有两个电阻分压取得一个电压值，作为基准电压进行比较，而反相输入端用一个光敏电阻对外部环境的光线进行搜集，利用光敏电阻暗时电阻大，克时电阻小的特点，来确信反向输入端的电压值。再二者进行比较，比较后的信号再送入单片机的口，从而通过继电器来操纵电机的正反转，来实现天亮窗帘自动打开，天黑窗帘自动关闭这一自动操纵功能。本系统采纳单片机的汇编语言来进行程序设计。程序流程图如图6所

29、示。初始化图6智能窗帘操纵流程图4设计结论设计总结窗帘其大体的作用无非是爱惜业主的个人隐私和遮阳挡尘等功能，但传统的窗帘您必需手动去拉动，天天早开晚关也是挺麻烦的，专门是别墅或复式房的大窗帘，比较重，而且长，需要专门大的力量才能开关窗帘，很不方便；于是电动窗帘在最近几年取得迅速进展，并普遍应用于智能大厦、高级公寓、酒店和别墅等领域，只要遥控器轻按一下，窗帘就自动开合（百叶窗能够自动旋转），超级方便；采纳智能电动窗帘操纵系统还能够实现窗帘的按时开关，场景操纵等高级操纵功能，真正让窗帘成为现代家居的一道亮丽风光线。应用ProtelDXP、Multisim等软件进行制图、仿真测试，取得了靠得住的设计结果。电路中没有效到复杂的集成芯片，电路结构简单可是在运行的时候会提高靠得住性，符合设计的初衷。电路的元器件较少，用较小的电路板就能够够组装完成,在安装利历时可不能占用太多空间，可不能阻碍美观。设计心得将电路按功能划分为小单元来设计，使设计思路加倍清楚，节省了大量的时刻。在设计中初步了解了光操纵电