摘 要

本设计通过把单片机技术和传感器技术的相互结合，实现了将传统的窗户智能化的目的。通过DHT11温湿度传感器，烟雾传感器红外避障传感器,光敏电阻传感器等器件来检测环境，并不断的将传感器的信号发送到STC89C52单片机进行分析处理，最后根据信号处理结果，来控制1602液晶的显示，4相5线步进电机的转动来控制窗户的开关，蜂鸣器的报警还有风机的运行。把周围环境的温湿度，光照亮度，烟雾浓度参数化后，在液晶上显示出来，并为人们判断是否应该开窗，以此来保障人们的健康安全，电路设计简单而且成本较低，便于普及，软件部分采用keil4软件进行C语言编程，并用Proteus进行仿真，程序移植性高且仿真方便。

关键词：传感器；单片机；智能窗户

Abstract

By combining single-chip technology and sensor technology, the purpose of intelligentizing traditional windows is realized. The temperature and humidity sensor, the photoresistor sensor, the smoke sensor infrared obstacle avoidance sensor and other devices are used to detect the environment, and the sensor signal is continuously sent to the STC89C52 single-chip microcomputer for analysis and processing, and finally, according to the signal processing result, the display of the 1602 liquid crystal is controlled, 4 The rotation of the phase 5-wire stepper motor controls the switch of the window, the alarm of the buzzer and the operation of the fan. The temperature and humidity, light intensity and smoke concentration of the surrounding environment are parameterized and displayed, and people are judged whether they should open the window to protect people's health and safety. The circuit design is simple and the cost is low, and it is easy to popularize. The software part adopts keil4. The software is programmed in C language and simulated by Proteus. The program is highly portable and easy to simulate

Keywords: sensor；single chip microcomputer；smart window

目 录

第1章 绪论 1

第2章 硬件系统 3

2.1 方案选择 3

2.1.1 方案一 3

2.1.2 方案二 3

2.2功能概述 3

2.3 器件介绍 4

2.3.1 温湿度传感器 4

2.3.2 光敏电阻传感器 6

2.3.3 MQ-2烟雾传感器 7

2.3.4 红外避障传感器 7

2.3.5 ADC0832模数转换器 8

2.3.6 Uln2003 9

2.3.7 1602液晶 9

2.3.8 步进电机 10

第3章 各部分电路介绍 13

3.1 晶振电路 13

3.2 复位电路 13

3.3 报警电路 14

3.4 1602液晶显示电路 14

3.5 按键控制电路 14

3.6 AD转换电路 15

3.7 步进电机控制电路 15

3.8 DHT11传感电路 16

3.9 红外检测电路 16

4.1 软件设计思路 17

4.2 软件介绍 18

4.2.1 Keil软件介绍 19

4.2.2 Proteus软件介绍 19

总结 20

参考文献 21

附录A 整体电路原理图 22

附录B 整体电路仿真图 23

附录C 部分程序 24

致谢 26

第1章 绪论

在今天，无论在国外还是在国内，智能家居已经成为了一个非常热门的话题，在智能家居的市场上，充满了无限的机遇。

1984年，世界上第一座智能建筑出现在康涅狄格州，它只是一座经过一定改造的传统建筑，大楼只是利用计算机来检测和控制电梯、照明、空调等设备，这座建筑标志着智能家居的前奏^[1]。

在国外，智能家居的发展起步较早，技术积累更多也更加成熟。据调查，2017年全球智能家居市场增长迅速，相比2016年增长超过15%，市场规模从2016年的720亿美元猛增到840亿美元^[2]。据此，人们预测，在2018年全球智能家居市场将进一步增长，消费者支出总额将接近1000亿美元，在未来5年内（2018年-2023年），这种增长势头将一直保持，复合年增长率将达到10％，市场规模将超过1500亿美元，从地区来看，北美在市场中占据绝对优势，占比将超过40％，亚太地区增长加快，将超过西欧^[2]。从这些数据我们可以看出来，智能家居市场在全球范围都是呈现出一种快速的增长趋势，而且像美国，西欧这些科技比较发达的地方，智能家具的普及和发展也是最为快速，而像亚太地区这些地方，科技相对的处于劣势，但也在渐渐的步入智能家居领域并努力加快推进智能家居的发展，而且由于人口的优势，亚太地区的市场正在不断地扩大，即将赶上西欧这些发达的地方。

在国内，虽然智能家居的概念很早就引入了，但是人们普遍认为2014年是智能家居的元年，因为在这一年，各大家电巨头都开始布局智能家居领域，推出了许多具有丰富功能的智能家电产品，以期在未来智能家居市场分一杯羹^[3]。小米公司通过“核心产品—投资企业—多方合作”的方式，逐步建立了米家智能生态圈。小米打造了小米手机、小米电视、小米路由器等为核心的产品，确立了在智能家居市场的牢固地位。传统家电企业巨头如海尔、美的等，也在快速推动产品智能化转变，并且开始建立自己的场景生态，如海尔 U ＋，美的M-Smart等^[4]。由此可见我国的科技公司也已经预见了智能家居的市场，也已经努力在向智能家居板块布局，虽然起步相对于欧美国家比较晚，但是有着之前的产品占领的市场，配合着原来的产品慢慢的将智能家居的概念及产品推销给了顾客，并且有着国内巨大的人口和市场，渐渐的在智能家居领域也取得了不错的成果。现在人们也渐渐的开始购买智能家居，智能家居的市场正在国内一步一步的拓展开来。但是我们可以发现一个问题，在智能窗户这个方面，市场上有手机，电视，冰箱等家居，但是却从来没有听说过智能窗户，也没见过周围有人家里的窗户像手机一样是智能化的，大家的认知里面窗户好像就应该是那样，没什么好智能化的，智能化的意义是什么？作用有哪些？所以在智能窗户这个领域，可能部分人有过想法，或者正在研究，但是智能窗户终究没有真正的形成市场，大众在这一块的了解始终是几乎空白的，人们对于窗户这一不可或缺的家庭居室部分的重视程度并没有与它的重要性成正比的关系。

我们知道，窗户不仅具有良好的装饰和照明功能，而且是阻挡灰尘和空气流通的主要方式，当然它也是盗贼非法入室盗窃的重要途径。虽然许多家庭现在使用钢筋防盗网来加固防盗窗，但是这一种防盗功能在发生火灾等紧急情况时，窗外的防盗网却会大大降低人们生存或逃离的机会，所以加固防盗窗并不是一个两全其美的办法。而智能窗户就可以兼顾两者。