智能百葉窗的設(shè)計(jì)

武玉菲 王一林 呂利

【摘 要】隨著當(dāng)今電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，微電子技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。越來(lái)越多的人把注意力放在了自己的生活品質(zhì)上，智能家居因此受到了更多的關(guān)注。本文主要介紹的是可以通過(guò)檢測(cè)光照強(qiáng)度和當(dāng)前環(huán)境的溫度濕度來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)扇葉開合角度的智能百葉窗。本設(shè)計(jì)以STC15F2K60S2單片機(jī)為控制系統(tǒng)，使用SHT35溫濕度傳感器收集環(huán)境溫濕度，光敏電阻傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光線強(qiáng)弱的感應(yīng)，雨滴傳感器模塊來(lái)獲取下雨等天氣狀況，由5V步進(jìn)電機(jī)+ULN2003驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，此設(shè)計(jì)以C語(yǔ)言作為編譯語(yǔ)言，以LCD12864液晶顯示屏來(lái)顯示外部環(huán)境的實(shí)時(shí)狀況和百葉窗運(yùn)行情況。

【關(guān)鍵詞】微電子技術(shù);STC15F2K60S2單片機(jī);SHT35溫濕度傳感器;光敏電阻傳感器;雨滴傳感器模塊;步進(jìn)電機(jī);LCD12864液晶顯示屏。

中圖分類號(hào)： TM925.01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）25-0036-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.016

Intelligent Blinds Design

WU Yu-fei WANG Yi-lin L？譈 Li

（College of Physics and Electronic Engineering，Linyi University，Linyi Shandong 276000，China）

【Abstract】With the rapid development of electronic information technology，microelectronic technology has been widely used.More and more people are paying attention to their own quality of life，and smart homes have received more attention.This article mainly introduces the intelligent blinds that can automatically adjust the blade opening and closing angle by detecting the light intensity and the temperature and humidity of the current environment.This design uses STC15F2K60S2 single-chip microcomputer as the control system，uses SHT35 temperature and humidity sensor to collect mbient temperature and humidity，photosensitive resistor sensor to realize the induction of light intensity，raindrop sensor module to get weather conditions such as rain，driven by 5V stepper motor +ULN2003 The board drives two DC motors.This design uses C language as the compiling language，and displays the real-time status of the external environment and the operation of the blinds with the LCD12864 liquid crystal display.

【Key words】Microelectronics technology;STC15F2K60S2 microcontroller;SHT35 temperature and humidity sensor;light intensity sensor;Raindrop sensor module;Stepper motor;LCD12864 liquid crystal display-l display

0 引言

我們生活在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，智能家居正逐步走進(jìn)我們的生活中。智能百葉窗是根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境狀況而自動(dòng)控制百葉窗的升降和扇葉開合角度的智能家居。對(duì)于傳統(tǒng)窗簾來(lái)說(shuō)，用戶需要親自動(dòng)手對(duì)窗簾進(jìn)行控制，一點(diǎn)點(diǎn)地改變窗簾的開合角度，不僅麻煩而且低效。智能百葉窗可根據(jù)室外光線的強(qiáng)弱、室外溫度的變化以及濕度的改變自動(dòng)調(diào)節(jié)扇葉的開合角度，免去了需要手動(dòng)開關(guān)的麻煩。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目研究旨在設(shè)計(jì)一款實(shí)用性強(qiáng)、使用更人性化的智能百葉窗，可以對(duì)室內(nèi)外的光照強(qiáng)度、溫濕度以及下雨等天氣狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)實(shí)時(shí)情況來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)扇葉開合角度，以達(dá)到令使用者舒適的自然光照強(qiáng)度。該設(shè)計(jì)可以解決親自動(dòng)手開關(guān)窗簾、出門在外碰到急雨天氣未關(guān)窗以及出門在外無(wú)法開窗通風(fēng)等問(wèn)題。

2 設(shè)計(jì)思想

使用傳感器模塊對(duì)環(huán)境的溫濕度、室內(nèi)外的光線強(qiáng)弱及晴雨等天氣狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將所得到的監(jiān)測(cè)值發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)值進(jìn)行處理，將處理結(jié)果傳送給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)百葉窗電機(jī)組件的控制，從而使電機(jī)驅(qū)動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)。

3 工作原理

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)以STC15F2K60S2單片機(jī)為基礎(chǔ)，用光敏電阻傳感器來(lái)收集光照強(qiáng)度的數(shù)據(jù)、SHT35溫濕度傳感器收集環(huán)境溫濕度、雨滴傳感器來(lái)感應(yīng)晴雨等天氣狀況，將傳感器模塊得到的信號(hào)傳輸?shù)絊TC15F2K60S2單片機(jī)組成的控制中心。STC15F2K60S2單片機(jī)作為控制系統(tǒng)將處理結(jié)果傳輸給由5V步進(jìn)電機(jī)+ULN2003驅(qū)動(dòng)板組成的執(zhí)行部件，用來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)百葉窗扇葉開合角度的控制。本設(shè)計(jì)以C語(yǔ)言作為編譯語(yǔ)言，使用LCD12864液晶顯示屏來(lái)顯示外部環(huán)境的實(shí)時(shí)狀況和百葉窗的運(yùn)行情況。

3.2 關(guān)鍵功能

該設(shè)計(jì)可以根據(jù)自然光照強(qiáng)度的不同，外部環(huán)境的濕潤(rùn)程度，是否下雨等天氣狀況來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)百葉窗扇葉的開合程度。其功能的具體表現(xiàn)為：自動(dòng)檢測(cè)光線強(qiáng)弱、溫度高低、室外環(huán)境的濕度以及晴雨等天氣狀況，從而通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)百葉窗的開合程度。百葉窗根據(jù)環(huán)境需要可以進(jìn)行升降和扇葉的0～180度的翻轉(zhuǎn)，扇葉的開合角度能夠根據(jù)具體情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)扇葉轉(zhuǎn)為與地面平行時(shí)，可獲得最好的通風(fēng)效果。當(dāng)雨滴模塊監(jiān)測(cè)有雨水，或濕度傳感器檢測(cè)到空氣濕度大于80%時(shí)，智能百葉窗系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)窗，當(dāng)葉片完全閉合時(shí)，可阻擋雨水的侵襲?？刂浦行膶鞲衅鞯臋z測(cè)值進(jìn)行效果評(píng)估，并傳送給對(duì)應(yīng)的電機(jī)控制器，電機(jī)控制器收到控制指令后控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而調(diào)節(jié)百葉窗扇葉的開合角度，這樣就完成了一次調(diào)整動(dòng)作。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了一款基于STC15F2K60S2單片機(jī)的百葉窗的設(shè)計(jì)，較為詳細(xì)的提供了本款百葉窗的設(shè)計(jì)步驟。本產(chǎn)品以光敏電阻傳感器、DHT21溫濕度傳感器模塊、雨滴傳感器模塊作為傳感模塊，將傳感器模塊得到的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)送入STC15F2K60S2單片機(jī)組成的控制中心進(jìn)行處理。STC15F2K60S2單片機(jī)作為控制芯片，將處理結(jié)果送入由5V步進(jìn)電機(jī)+ULN2003驅(qū)動(dòng)板組成的執(zhí)行部件來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)百葉窗扇葉開合角度的控制。

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