探究一種基于STM32控制的家庭防盜窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

張洪銘　殷明浩　馮愷

摘要：以智能化時(shí)代為背景以及在老年化時(shí)代到來(lái)和上班一族競(jìng)爭(zhēng)壓力增大的前提下，智能家居時(shí)代針對(duì)安全方面的投入也越來(lái)越多。針對(duì)老年人出門后時(shí)常忘關(guān)窗戶的情況，可能導(dǎo)致室內(nèi)出現(xiàn)安全隱患，同時(shí)上班一族出差在外也不能很好的監(jiān)控室內(nèi)的情況。以STM32為主控制系統(tǒng)，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)窗戶進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)，去除存在的一些安全問(wèn)題，讓家庭成員能出門后無(wú)后顧之憂。該家庭窗戶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：STM32單片機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、鎖緊裝置、接近傳感器、主動(dòng)支架、從動(dòng)支架、攝像頭、電源及手持終端。該裝置能利用手機(jī)終端對(duì)窗戶進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，并通過(guò)手機(jī)終端讓窗戶做出相應(yīng)反應(yīng)，做到了手持終端對(duì)家用窗戶的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：智能家居；防盜窗；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；STM32

二胎政策的放開，已經(jīng)很大程度上說(shuō)明了中國(guó)的老齡化社會(huì)已經(jīng)達(dá)到了很嚴(yán)重的地步。眾所周知，在計(jì)劃生育政策的實(shí)施以及區(qū)域性經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的前提下，導(dǎo)致空巢老人越來(lái)越多，中國(guó)老齡化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)由于老人的生理狀態(tài)日漸低下，導(dǎo)致家庭安全事故頻繁發(fā)生。我們都知道，目前大多數(shù)家庭的偷盜都是因?yàn)榇皯舻氖韬鰧?dǎo)致家庭的失竊。因此，讓老人住得舒心，子女放心的問(wèn)題亟待解決。

一種基于STM32控制的家庭防盜窗戶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以物聯(lián)網(wǎng)為載體，通過(guò)STM32主控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、鎖緊裝置、接近傳感器、主動(dòng)支架、從動(dòng)支架的動(dòng)作來(lái)進(jìn)行對(duì)防盜窗的及時(shí)監(jiān)控和安全隱患的處理，用戶還可以通過(guò)手持終端了解防盜窗的實(shí)時(shí)信息，將極大的解決智能家居時(shí)代的因窗戶出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致家庭被偷竊的問(wèn)題。

1 STM32主控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

STM32主控系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、鎖緊裝置、接近傳感器、主動(dòng)支架、從動(dòng)支架、攝像頭、電源及手持終端。在主控系統(tǒng)中，他們之間的系統(tǒng)邏輯關(guān)系如圖1所示，當(dāng)用戶在外發(fā)現(xiàn)自己家窗戶未關(guān)時(shí)，通過(guò)手持終端操作發(fā)出信息，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接受到信息，將信息發(fā)給中央處理系統(tǒng)STM32單片機(jī)，STM32單片機(jī)控制舵機(jī)1動(dòng)作，此時(shí)主動(dòng)支架與從動(dòng)支架做出伸展動(dòng)作，移動(dòng)窗戶，達(dá)到目標(biāo)位置，接近傳感器監(jiān)測(cè)到信號(hào)，將信號(hào)傳輸?shù)絊TM32主控系統(tǒng)，STM32主控系統(tǒng)控制舵機(jī)2 動(dòng)作，舵機(jī)2帶動(dòng)螺旋鎖緊裝置旋轉(zhuǎn)并移動(dòng)而鎖緊，此時(shí)接近傳感器感受到窗戶已鎖，將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊傳到手持終端，對(duì)窗戶進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

用戶在外想打開窗戶通風(fēng)時(shí)，通過(guò)手持終端操作發(fā)出信息，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接受到信息，將信息發(fā)給中央處理系統(tǒng)STM32單片機(jī)，此時(shí)STM32單片機(jī)發(fā)出控制信息控制舵機(jī)2動(dòng)作，舵機(jī)2帶動(dòng)螺旋鎖緊裝置旋轉(zhuǎn)并移動(dòng)而打開，此時(shí)接近傳感器感受到鎖緊裝置打開，將信息傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)，主控系統(tǒng)控制舵機(jī)1動(dòng)作，此時(shí)主動(dòng)支架與從動(dòng)支架做出收縮動(dòng)作，由攝像頭拍攝的實(shí)時(shí)信息當(dāng)用戶感覺開窗大小合適時(shí)，點(diǎn)擊手持終端的停止按鈕，對(duì)窗戶進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2 防盜窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該防盜窗結(jié)構(gòu)包括STM32單片機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、鎖緊裝置、接近傳感器、主動(dòng)支架、從動(dòng)支架、攝像頭、電源及手持終端。結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，STM32單片機(jī)附于窗框上，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊附于窗戶上沿，鎖緊裝置能將主動(dòng)支架與從動(dòng)支架鎖緊，接近傳感器能感知窗戶是否鎖緊，STM32單片機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接受手持終端指令控制窗戶移動(dòng)，并將攝像頭拍攝的信息同步反饋給手機(jī)終端，電源模塊給各用電單元供電。鎖緊裝置采用螺旋卡孔式裝置阻止主、從動(dòng)支架移動(dòng)，從而鎖緊窗戶。

3 手持終端界面的設(shè)計(jì)

選用智能手機(jī)作為手持終端，手持終端裝有家庭窗戶監(jiān)控軟件，為了考慮老年人視力較弱，該軟件操作界面采用大圖標(biāo)按鈕，并只有一級(jí)操作，無(wú)返回鍵。該軟件操作界面有6個(gè)操作按鈕、1個(gè)視頻顯示區(qū)。6個(gè)操作按鈕分別是狀態(tài)監(jiān)控、關(guān)閉窗戶、打開窗戶、停止、現(xiàn)場(chǎng)情況和信息提醒。

4 結(jié)語(yǔ)

智能家居時(shí)代的安全性問(wèn)題是是人們最為關(guān)注的話題，在保證人們享受科技帶來(lái)便利的同時(shí)，怎樣保證安全將是人們最關(guān)心的問(wèn)題。利用STM32主控制系統(tǒng)對(duì)窗戶的智能監(jiān)控，很好的做到了家庭窗戶對(duì)房屋安全的保證。該系統(tǒng)裝置可以用于各處需要安裝窗戶的地方，用戶能無(wú)憂出門，當(dāng)忘記關(guān)窗或想開窗透氣，用戶可以通過(guò)手機(jī)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生非常規(guī)事件，還能通過(guò)窗戶向手持終端發(fā)出提醒信息，讓用戶能及時(shí)了解家中情況。這是一種智能化裝置，做到了家庭成員及時(shí)了解家中安全情況的和阻止偷盜事件發(fā)生的情況。

參考文獻(xiàn)：

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