基于STC89C52單片機(jī)的智能窗簾設(shè)計(jì)

周立萍　周立紅

摘 要：智能家居行業(yè)發(fā)展越來越快，智能窗簾作為智能家居系統(tǒng)中的重要成員逐漸引起大家的關(guān)注。根據(jù)外界環(huán)境的不同，改變窗簾開關(guān)狀態(tài)是大眾的心聲。特別是室內(nèi)無人時(shí)，如遇光照較強(qiáng)、或刮風(fēng)下雨天氣等影響，窗簾的作用就尤為重要。為適應(yīng)大眾對(duì)智能窗簾應(yīng)用的需求，設(shè)計(jì)一款基于STC89C52單片機(jī)，結(jié)合風(fēng)光雨等智能傳感器、報(bào)警控制、時(shí)鐘電路、遙控系統(tǒng)等功能的智能窗簾控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能窗簾；STC89C52單片機(jī)；傳感器技術(shù)；遙控系統(tǒng)

此項(xiàng)目出自：浙江安防職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：AF201507

0 引言

科技日新月異，人們的生活、工作條件的不斷提升，智能家居產(chǎn)品日益發(fā)展，電動(dòng)窗簾也越來越為人們所接受，在歐美等發(fā)達(dá)國家，電動(dòng)窗簾已廣泛應(yīng)用。電動(dòng)窗簾產(chǎn)品不但實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)化，還能通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且可運(yùn)用環(huán)境傳感器、紅外線、無線電遙控或定時(shí)控制等裝置實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化操作，降低了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，延長了窗簾產(chǎn)品的使用壽命。如今，由于電動(dòng)窗簾安裝使用方便安全，已成為現(xiàn)代多媒體中心、賓館、智能大廈、高檔住宅等的首選自動(dòng)化裝飾。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

智能窗簾控制系統(tǒng)的核心是宏晶科技公司生產(chǎn)的STC89C52型號(hào)的單片機(jī)，結(jié)合光線強(qiáng)度感應(yīng)、下雨傳感器 、刮風(fēng)感應(yīng)器完成室外環(huán)境監(jiān)測(cè)，通過對(duì)外部環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果控制窗簾的閉合。另外，系統(tǒng)增加了紅外遙控模塊、液晶顯示、報(bào)警電路、時(shí)鐘電路等模塊，既能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，也可通過外部環(huán)境和時(shí)間進(jìn)行窗簾的自動(dòng)閉合控制，并利用顯示環(huán)境監(jiān)測(cè)信息[1][2]。

2 系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)

2.1 環(huán)境傳感器模塊

系統(tǒng)中傳感器模塊采用ZHOR公司生產(chǎn)的風(fēng)光雨傳感器模塊[3]。該模塊的工作頻率為315MHz，工作電壓為12V直流電，能夠自動(dòng)感應(yīng)監(jiān)測(cè)風(fēng)力強(qiáng)度、光線強(qiáng)度、雨量大小，為智能窗簾控制系統(tǒng)主機(jī)提供環(huán)境監(jiān)測(cè)信息，達(dá)到控制窗簾閉合的作用。

2.2 紅外收發(fā)模塊

紅外控制模塊部分采用HS0038紅外接收模塊進(jìn)行紅外信號(hào)接收控制[4] [5]。HS0038 黑色環(huán)氧樹脂封裝，不受日光、熒光燈等光源干擾，內(nèi)附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高。在用小功率發(fā)射管發(fā)射信號(hào)情況下，其接收距離可達(dá)35m。它能與TTL、COMS 電路兼容。HS0038 為直立側(cè)面收光型。它接收紅外信號(hào)頻率為38 kHz，周期約26 μs，同時(shí)能對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形，得到TTL 電平的編碼信號(hào)。三個(gè)管腳分別是地、+5 V 電源、解調(diào)信號(hào)輸出端。

2.3 顯示模塊

為了能更直觀的觀測(cè)的系統(tǒng)信息，設(shè)計(jì)中采用 LCD12864 液晶顯示屏作為顯示裝置，LCD12864可以顯示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字，其顯著特點(diǎn)是低電壓低功耗。結(jié)合外部電路框架，實(shí)現(xiàn)日期時(shí)鐘、傳感器參數(shù)、電機(jī)開合指示等信息顯示。

2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

如圖所示為電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分模塊。采用ULN2003A和一臺(tái)五線四相步進(jìn)電機(jī)28BYJ48組成。ULN2003工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50V的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)28BYJ48型四相八拍電機(jī)，電壓為DC5V—DC12V。由單片機(jī)的P1.1-P1.4控制電機(jī)的A、B、C、D四相，利用軟件控制電機(jī)運(yùn)行方向，在系統(tǒng)調(diào)試階段調(diào)整PWM脈寬信號(hào)確定電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

2.5 報(bào)警電路控制模塊

報(bào)警電路采用S8550的PNP型三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器產(chǎn)生異常報(bào)警，窗簾正常閉合時(shí)，蜂鳴器發(fā)出正常提示音，異常時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提示主人進(jìn)行異常處理。系統(tǒng)中，由單片機(jī)的P2.3號(hào)引腳進(jìn)行報(bào)警信號(hào)的監(jiān)測(cè)與輸出，達(dá)到理想控制作用。

3 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)與調(diào)試

系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)分成五個(gè)模塊，包括傳感器信號(hào)采集程序、紅外接收程序、LCD12864顯示模塊程序、電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序、報(bào)警電路程序等幾個(gè)模塊。

4 結(jié)論與展望

系統(tǒng)以 STC89C52 單片機(jī)為控制核心，增加風(fēng)光雨智能傳感器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、紅外收發(fā)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及液晶顯示等模塊，使智能窗簾系統(tǒng)具有控制簡便、易操作、維護(hù)簡易等特點(diǎn)，適用于家居、教室、辦公室、會(huì)議室等各種場(chǎng)合，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 王靜霞，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)（C語言版）[M]，電子工業(yè)出版社， 2014.5

[2] 郭天祥，51 單片機(jī) C 語言教程[M]，電子工業(yè)出版社，2009.6

[3] 何康旭，張婧婧. 基于單片機(jī)的智能窗簾控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī).2012.12

[4] 徐延海，黃鴻雁， 關(guān)學(xué)忠. 基于 NRF905 的無線窗簾控制器設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用.2013.4（32）

[5] 陳衛(wèi).傳感器應(yīng)用[M].高等教育出版社.2014.1

作者簡介

周立萍，助教，研究方向：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究。