智能窗帘控制系统的设计与实现文献综述
2020-04-14 17:24:04
智能窗帘作为智能家居的重要组成部分,与人们的日常生活息息相关。其智能化程度直接影响人们的生活水平。近年来随着物联网技术的迅速发展,智能家居成为家庭信息化发展的重要组成部分。智能家居控制系统的应用让人们在家中就能享受到更安全,更舒适,更方便,更高效的生活。而在现代家居中,窗帘具有良好装饰、采光、通风、防尘、挡雨等作用,是家居生活必不可少的重要组成部分,智能窗帘控制系统的设计思想也就是在这种形势下应运而生。
目前,常用的窗帘轨道都是拉绳轨道或滑轨式,当窗户面积大,窗户高或安装厚重的窗帘时,采用手动或者拉绳都比较费力费时,效率低下,并且容易损坏窗帘。智能窗帘控制系统具备丰富的智能化控制功能,这些智能化的功能更加人性化,比如光控功能,遥控功能,定时功能等等不需要人为的操作就可以根据外界环境的变化自动控制窗帘的启动与关闭。研究开发这些智能化的功能都将为家庭营造一个高效、舒适、温馨、便捷的居住环境,进而改善和提高人们的生活质量。
现阶段窗帘的研究已经进入智能窗帘的研究阶段,但研究还并不深入,许多领域都需要进一步探索与拓展,研究智能窗帘目的是为了实现更多功能性,例如光控、声控、无线遥控、智能定义等,使人们的生活更加智能化。当前智能窗帘主要有下列几项实现技术:
1. 基于STM32F103微控制器,ESP8266 WIFI模块,TSL2561光强传感器,窗帘轨道电机和窗帘轨道组成的智能窗帘控制系统。STM32F103作为主控制器,在一定的时间内通过IIC协议控制TSL2561光强传感器采集光照数据,取光照数据的平均值作为这段时间的平均光照强度。微控制器将平均光照强度与预设的阈值光照强度进行比较决定窗帘电机的工作状态,进而实现光照变化下自动开关;同时STM32F103通过UART串口通信将平均光照强度发给ESP266无线通信模块,ESP266模块将光照数据上传到智能终端云平台,另一方面智能终端可根据光照数据,控制窗帘电机的开启,关闭等命令,智能云平台把命令通过WIFI模块传送给STM32F103控制器,进而执行远程智能控制。
优点是便捷、高效、功能强大、可真正实现云平台智能终端远程控制,但该系统实现复杂性高。
2. 基于ZigBee技术的智能窗帘控制器。ZigBee是一种高可靠的无线数传网络,类似于CDMA和GSM网络。CC2530是用于ZigBee的片上系统解决方案芯片,作为本系统的无线收发控制器模块,负责采集无线控制信号,输出与客户操作动作相对应的控制信号并可以与ZigBee智能网关交互信息,利用其接收到的用户指令转换成窗帘控制相关的信息。主要有电源模块,joystick按键模块,光敏传感器模块,CC2530无线收发控制模块,直流电机。
优点系统使用ZigBee技术,高可靠、低复杂度、低功耗、高速率、布线简单等,但需要学习ZigBee技术,融会贯通学习成本较大。
3. 基于STC89C52单片机的智能窗帘控制系统。采用STC89C52单片机作为控制中心,光控模块由光敏电阻组成,单片机对光数据进行采集。红外线遥控模块由VS1838b组成,通信频率为38KHz,单片机将红外线控制信号进行解码,并与控制命令数据库比对进而执行命令。定时模块由按键操作设定,单片机通过编程赋予按键控制功能,实现更改时间,切换模式等功能,系统设定的时间及模式显示在LCD1602液晶显示模块上。直流电机通过驱动芯片与单片机建立连接,执行单片机的各种命令操作,实现自动/手动开启或关闭窗帘。
由于我主要学习的是型号为STC89C52的单片机,对该型号的单片机知识与设计比较了解,故选择上述方案中的基于STC89C52单片机的智能窗帘控制系统且该系统也具有便捷,高效、高性能、易学习、低价格等特点。学习基于单片机的智能窗帘系统设计,使我对智能家居有一个更好更深的了解,对从事智能家居及物联网相关行业有莫大的帮助。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}本次智能窗帘的设计是基于单片机的遥控窗帘,采用单片机做控制器,程序采用C语言编程来实现。窗帘的关闭和打开是利用直流电机的正反转来实现的。无线遥控模块是由简易红外线遥控器发射控制信号,经VSS1838B接收红外线信号,解码后输出信号给单片机,控制直流电机;单片机检测光控模块的信号,对环境光线强度执行命令;定时模块由程序设定,通过按键更改设置。在电机工作的过程中程序会时刻检测是否碰到行程开关,如果碰到程序会终止电机工作,实现窗帘的防过卷。