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1、福州大学至诚学院本科生毕业设计（论文）题 目： 基于单片机的多功能智能窗的设计 姓 名： 赵立 学 号： 211214636 系 别： 电气工程系 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2012级 指导教师： 俞珊 2016年1月15日独创性声明本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。论文作者签名： 日期： 关于论文使用授权的说明本人完全了解福州大学至诚学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅
2、和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 基于单片机的多功能智能窗的设计摘要在现代家居中，窗户是一个重要的组成部分，可以起到通风透气和挡风避雨的作用，但大部分的窗户设计不够完善，只能简单的人工开关窗户，没有安防报警功能，盗贼进入房间时无法第一时间通知主人，而且在意外情况发生时，使用者完全没有发现的意识，无法及时的解决。本设计基于STC89C52RC单片机为控制终端，通过传感器检测环境的温湿度、烟雾值、关照强度。当房间内的可燃气体泄漏时，窗户便会自动开启通风，并且发出警报来提
3、醒主人环境异常，如在下雨天，系统检测环境湿度，能自动关窗，避免雨水溅到室内造成不必要的损失。如有小偷要进入房间则会碰触传感器，关闭窗户同时发出警报，第一时间提醒主人有小偷进入房间。光敏电阻放在窗外通过检测亮度，判断白天还是夜晚，可以控制自动关开窗。可以解决无人在室内时，随着环境的变化，多功能智能窗会做出相应判断，自动开关闭窗户的作用，使室内的财产和安全不会因为环境的变化而造成一定的损失。同时，具备了传感监测环境的功能随时可以知道环境的变化。显示窗户的智能化。从而，大大的改善了生活质量。 关键词：单片机，智能家居，传感器Design of Multi-functional Intelligent
4、 Window Based on MCU AbstractThe smart home In the modern home, the window is an important part of the can to ventilation and wind and rain, but most of the windows design but perfect, only a simple manual switch windows, no alarm function, the thieves entered the room cannot first time to inform th
5、e owner and at the time of the accident, users no sense of discovery, not timely solve.This design is based on STC89C52RC microcontroller as the control terminal, through the sensor to detect the temperature and humidity of the environment, smoke value, care strength. When the leakage of combustible
6、 gases inside the room, windows will automatically open ventilation, and sounds the alarm to remind the owner environmental anomalies, such as on a rainy day, system to detect environmental humidity, automatically closing a window, to avoid the rain splashed to the interior caused by unnecessary los
7、ses. If a thief to enter the room will touch the sensor, close the windows at the same time issued a warning, the first time to remind the owner of a thief into the room. Photosensitive resistor through the detection of brightness, to determine the day or night on the window, can control the automat
8、ic closing window. Can solve unmanned in the interior, with the change of environment, the multifunctional intelligent window will make the corresponding judgment, automatic switch closing window, indoor property and security are not because of changes in the environment caused by a certain degree o
9、f loss. At the same time, it has the function of sensing and monitoring environment at any time to change the environment. Make windows intelligent, greatly improving the quality of lifeKey words: single chip microcomputer, smart home, sensor 目 录第1章 绪论11.1 研究背景及意义11.2 国内的发展现状11.3 国外的发展现状21.4 研究的课题内容
10、21.5 论文的介绍21.6 本章小结3第2章 方案的设计42.1 系统的方案架构42.2 控制芯片42.2.1 控制芯片的选择42.2.2 STC89C52RC芯片的介绍52.3 温湿度传感器模块62.3.1 温湿度传感器模块的选择62.3.2 SHT11温湿度传感器62.4 电机模块72.4.1 电机模块的选择72.4.2 芯片ULN2003的介绍82.5 显示器模块82.5.1 显示器模块的选择82.5.2 液晶显示器LCD1602的介绍92.6 A/D的转化模块102.7 软件设计方案112.8 系统特点132.9 本章小结13第3章 硬件电路的设计143.1 单片机的最小系统143.
11、1.1 介绍单片机的接口143.1.2 复位电路153.1.3 振荡的时钟电路153.2 步进电机模块接口163.3 A/D转化模块的接口163.4 本章小结17第4章 软件设计184.1 系统软件设计方案184.1.1 单片机计算机系统简介184.1.2 单片机计算机系统的客户端应用194.2 温湿度传感器程序设计194.3 LCD1602模块的设计204.4 电机模块的程序设置214.5 本章小结22第5章 系统的调试235.1 系统主程序设计235.2 系统软硬调试235.3 本章小结25结论26参考文献27谢辞28附录1 部分关键源码及解释29基于单片机的多功能智能窗的设计第1章 绪论
12、1.1 研究背景及意义随着今天科学技术的创新和发展，人们的生活水平也随之不断提高，比如：医院的医疗设备、家庭的家用设备、私人交通设备等等，所有的这些变化让人们的生活更加便捷。在现代家居中，窗户不但具有良好的装饰和采光等功能，而且还可以阻止灰尘和空气流通。虽然很多家庭现在用钢结构加强防盗网用于防止盗窃，这样子似乎起到了安全功能，但是在火灾等突发的事件中，防盗网的窗户却让人没有机会逃跑，所以改善窗户的功能性是十分重要的。在现代工艺中大多数窗口的制作在一定程度上是不完美的，而且没有安全检测功能，一旦发生事故只能靠人工打开或关闭窗口，用户完全没有意识到有些产品没有提供通风的系统，房间一氧化碳或烟雾超过
13、时，不能最快通知主人室内的空气情况，而有些产品没有传感器开关的安全特性，即便小偷入侵也不知道。而智能的窗户控制系统，不但可以通过检测环境湿度自动关闭窗户，而且室内如果有有害气体窗户会自动，有贼侵入房间便会自动报警，室内温度和湿度太高或太低便会自动开关窗，自动监测和调整环境使窗户真正的智能化，给人们的生活带来了很多的舒适，大大提高了人们的生活质量。1.2 国内的发展现状在中国通用的智能化装置发展相对而言较晚，而欧洲国家和其他发达国家的智能化早已广泛应用。10年前电动窗帘已经进入中国，由于没有得到大力推广，电动窗帘一直没有得到相应的发展。而在这两年，随着电子控制技术的不断发展和价格的下降，智能化开
14、始飞快发展。今天，在中国多功能智能窗户系统快速发展，在同等的行业中成为佼佼者，也恰恰说明了多功能智能是科技进步的产物，它也将成为我国未来窗户发展的主流。据报道，在2004年在中国房地产 有1亿9000万出售，如果平均每30平方都需要这样的产品，这就可以近几年数百万套这样的新产品需求。在新的市场下，智能家居多功能智能窗户系统产品将不少于5000万套。假如多功能智能窗销售额只占3%的市场，它至少可以实现年产值上百万元。1.3 国外的发展现状在欧美一些国家为 了能够更有效地保障居民的生命安全和财产安全，在很早就引入了楼宇智能化，其中在通讯防盗智能窗装置最为常见。国外许多国家试过运用远程通讯 的方法进行监控，实现远程警 讯传输。但是这些方式往往受各种客观条件的限制，比如造价昂贵、信号不稳、易受破坏等，一直无法从 根本上解决问题。集中起来，其缺陷 主要有一下几点：(1) 产品配置成本昂贵，一次性的资金投入较大；(2) 可靠 性较低；(3) 后期 的维护费用偏高。1.4 研究的课题内容本课题的研究内容如下：(1) 红外传 感器模块的软硬件设计，进行信息的探测，从而触发单片机；(2) 步进电机模块 的软硬件设计，通过单片机发出指令 到驱动芯片ULN2003来驱动步
