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1、 编码： 甲 4B02502B 第十一届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛作 品 申 报 书作品名称：作品名称： 卧室迷你智能窗户 学校全称：学校全称： 个人申报者姓名个人申报者姓名（集（集 体体 名名 称）：称）： 指导老师姓名：指导老师姓名： 类别：自然科学类学术论文哲学社会科学类社会调查报告和学术论文科技制作小发明创造卧室迷你智能窗户0摘要摘要: :智能家居又称智慧家居/智能住宅，在国外常用 Smart Home 表示。自从美国康乃迪克州哈特佛市出现了首栋的“智能型建筑”后，全世界的人们开始争相致力于研究智能家居相关产品。而智能窗户作为智能家居的其中一种产品模型，也在不断的被创新
2、与改造。智能窗户采用人工控制与智能控制相结合，利用综合布线、网络通信、安全防范、自动控制、新材料应用等技术，融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的创新型产品。本系统用到了单片机、光照传感器、温度传感器等各类检测传感器、新型复合材料和数模转化器等重要设备，以达到对智能窗户的自动控制。该系统通过各类传感器采集测量信息，采用中值滤波算法实现测量信息的有效处理，经过数模转换器把模拟信号转化为数字信号，输入到单片机中，并与控制信息进行比对，输出转机转动信息，以此控制窗口状态，实现智能监测与调节的功能。考虑到人们的临时特殊需求，此次设计使用模式互换功能来屏蔽智能控制信息，响应用户的临时设
3、置信息，以满足用户的特殊需要。本项目创新之处是使用多传感器采集测量信息，采用非线性中值滤波算法分析测量数据，数据更加的合理精确,使用模式互换功能能够自动调节窗户颜色以及。智能窗户的设计还融入了绿色生活的概念，通过太阳能板将太阳能转化为电能，为智能窗的电路提供必需的电源，减少了人工电能的消耗。综合考虑温度、通风、照明等情况，智能窗设计为两层，上层为单扇，下层分多扇，更大程度的保证室内的通风、采光和温度等需要。可拆卸式植物花盆的特有设计和节能小夜灯的装载，不仅改善了生活环境，而且省去了很多不必要的麻烦，为卧室主人提供一个良好的居住和睡眠环境。智能窗设计融入科技、装饰、节能、绿色、便利等特点，很好的
4、体现了“科技改变生活” “绿色生活” “节能降耗”等时代主题。关键字关键字：智能窗 多传感器 STC89C52 单片机 绿色生活 卧室迷你智能窗户1目 录摘 要 .1 1 绪论 .3 1.11.1 卧室智能窗设计的背景及意义卧室智能窗设计的背景及意义 .3 3 1.21.2 卧室智能窗研究的市场现状及发展趋势卧室智能窗研究的市场现状及发展趋势 .3 3 1.2.1 市场现状 .3 1.2.2 存在缺陷 .4 1.2.3 发展趋势 .4 1.31.3 卧室智能窗设计实现的功能卧室智能窗设计实现的功能 .4 4 1.41.4 卧室智能窗设计的创新之处卧室智能窗设计的创新之处 .5 5 2 卧室智能
5、窗的整体结构 .5 2.12.1 手工模型展示手工模型展示 .5 5 2.22.2 手绘图片展示手绘图片展示 .6 6 3 卧室智能窗的设计与制作 .6 3.13.1 所需部件（列举部分）所需部件（列举部分） .6 6 3.23.2 系统总体设计系统总体设计 .6 6 3.33.3 窗户材料选取窗户材料选取 .7 7 3.43.4 STC89C52STC89C52 单片机单片机.8 8 3.53.5 传感器传感器.8 8 3.5.1 传感器模块 .8 3.5.2 传感器测试工具 .10 3.63.6 太阳能电池板太阳能电池板 .1111 3.73.7 LEDLED 显示屏显示屏.1111 4
6、功能实现过程 .12 4.14.1 数据采集与发送数据采集与发送.1212 4.24.2 数据处理数据处理.1414 4.34.3 数据发送及控制数据发送及控制.1515 4.44.4 人工遥控操作人工遥控操作.1616 5 卧室智能窗的创新装饰与环保 .17 5.15.1 节能小夜灯节能小夜灯 .1717 5.25.2 可拆卸式花盆可拆卸式花盆 .1717 6 结束语 .18 参考文献 .19卧室迷你智能窗户21 绪论1.1 卧室智能窗设计的背景及意义卧室智能窗设计的背景及意义雾霾、百年一遇的大风等这些环境的剧烈变化对人们的生活提出了越来越多的挑战；严重的室外污染、室内的装潢气体累积不散等等
7、严重危害了我们的生活质量。随着科技的不断发展，我们对自己的生活质量提出更高的要求，开始不断地向绿色化、自动化、智能化的家居生活迈进。而卧室迷你智能四叶窗（以下简称为卧室智能窗）是在市场现有的模型基础上进行改造与创新，利用物联网的相关技术和生活经验对智能窗户加入一些人工智能与美化，使之能够达到自动控制窗户的开关、自动检测雨天、自动对室内的温度与室外温度进行均衡调节、自动对室内的光线强弱程度进行调节、自动根据室外风力的强弱程度进行调节窗户的展开角度以及自动对室内外的空气浓度进行检测并报警等等，这些都给卧室主人高要求的室内生活带来了极大的便利和安全保障。1.2 卧室智能窗研究的市场现状及发展趋势卧室
8、智能窗研究的市场现状及发展趋势图 1-1 市场智能窗户1.2.1 市场现状通过调查现有智能窗的现状以及翻阅资料，我们可以了解到如今市场上已经存在的一种智能窗户主要是以两片玻璃间夹有带电粒子，通过控制电流让玻璃在透明与不透明之间转换，它还可以手动转换“夏季模式”和“冬季模式” ，但造价高、耐久性差，生产过程还会产生对人体有害的物质。另一种是韩国电卧室迷你智能窗户3子技术研究所的相关研究人员利用光的折射和反射原理研究出来的智能窗户，它可以随着光的强弱程度的变化自动改变玻璃的透明度，从而实现在“夏季模式”与“冬季模式”间智能转换。但我们不难发现，这种靠改变温度而进行的转换是通过窗户自身感光变化来实现
9、的，因此需要大量时间关闭窗户，而全封闭的窗户就不能够为我们的卧室提供新鲜空气和适时适量的通风。1.2.2 存在缺陷通过调查和仔细分析市场上现存的智能窗户，可以得出以下几点明显缺陷：（1）大部分智能窗户的制作材料有待进一步检验，在过高的阳光温度下可能产生有毒气体。（2）大部分智能窗户没有考虑到温度、通风程度等相关因素的舒适度是因人而异的，不能够进行人工调节与自动调节相结合。（3）大部分智能窗户都是一整块玻璃，既不美观，又不能够同时满足室内光线强度和室内通风量的要求。（4）大部分智能窗户的研发只是单纯的考虑了市场需求，并没有考虑到节能环保概念的引用等等。1.2.3 发展趋势在这个高谈绿色环保但又饱
10、受环境污染煎熬的年代，我们既需要舒适的生活，又需要新鲜的空气和对资源的节约。因此，智能窗户的发展将会进一步朝着节约成本、绿色环保的理念去发展。譬如：可以利用太阳能转换成电能为智能窗户的所有电路提供必需的电源等等。1.3 卧室智能窗设计实现的功能卧室智能窗设计实现的功能（1）当室外刮风下雨时，能够通过风雨传感器进行检测，并根据风力的强弱和雨点的大小来调节窗户展开的角度，既能防止雨水进入室内导致物品损坏，又能保持室内良好通风。（2）通过红外线传感器监测分析，当室外碳氧化合物等气体浓度超过房间设定浓度标准时，及时关闭窗户。（3）选取的窗户材料可以在“夏天模式”和“冬天模式”中进行智能转换，窗户的玻璃
11、颜色程度随着温度进行调节，与温度传感器相结合，时刻保证室内卧室迷你智能窗户4的温度。夏天通过反射散失热能；冬天通过折射最大化的吸收热能。（4）在窗户上加载涂层之后变成太阳能电池板，美观且实现对整个窗户系统电路提供电源，达到节约电能的概念。（5）在窗户上进行植物花盆的安装，白天安装有植物花盆的一面适时朝外，可以使它接受阳光；夜晚朝内，加之适当的小夜灯照射可以进行光合作用，进而对室内空气进行调节，既能节省力气又能达到绿色环保的概念。1.4 卧室智能窗设计的创新之处卧室智能窗设计的创新之处通过对市场上的智能窗户仔细研究和分析，我们在市场上现有的技术和理论的支持上，以智能控制为主线，侧重产品的节能、环保以及人工控制三大模块进行添加与设
