智能窗控制系统的设计

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智能窗控制系统的设计

艾伟健

（佳木斯大学信息电子技术学院，黑龙江佳木斯154007）

摘要：智能窗户体现了不仅提升居家智能化，而且为居家生活代来极大的便利，文章设计一款智能窗控制系统，以及

STC89C51单片机为控制核心，雨滴传感器实现对雨滴的检测自动控制窗户，MQ 传感器实现对有害气体的智能检测自动控制窗户和排气扇，还具有按键手动控制窗户开关，采用SHT11实现房间温湿度检测与控制，实现恒温恒湿功能。对智能窗控制系统的软件设计后，在Proteus 上仿真验证，实现了智能窗功能。关键词：智能窗；有害气体；温湿度；雨滴检测中图分类号：TP368文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2019）11-0111-02随着物联网技术的高速发展，智能家居技术也有了很大进步，其逐渐成为人们茶余饭后谈论的话题，也逐渐成为目前装修房子的一种流行趋势。从使用者对未来生活品质的长远追求来看不少人都愿意去改善自己的居住环境，智能家居生活以后在市场上会越来越有前景。本文选择对窗户进行全新的智能改造，把最先进的软件算法最大程度的应用到电扇控制系统中，让其运转更加

智能化，大大提高用户的体验感受，让更多的使用者切实感受到科学技术的发展所带来的生活便利，显得十分有意义。

1智能窗功能分析与总体设计

智能窗控制系统实现的主要功能有下面几点：

（1）实时检测雨滴，下雨窗户自动关闭；（2）室内有害气体检测，超标自动开窗的同时换气风扇打开；

（3）具有室内恒温恒湿自动控制功能；（4）实时显示温湿度参数和设定的参数；（5）按键控制功能，按键直接控制窗户的开关，换气窗的转停等。

设计的总体方案如图1所示，8个主要模块实现智能窗控

制系统功能。

图1系统框图

2智能窗控制系统硬件设计

2.1智能窗控制系统硬件电路设计

主要由8个模块实现智能窗控制系统的功能，单片机控制电路接受输入模块信息，包括雨滴检测电路，有害气体检测电路，温湿度检测电路以及按键电路；然后对输出模块进行控制，主要包括窗驱动电路，继电器驱动电路以及显示电路，系统总体硬件电路如图2所示。

dwInBufferSize,LPVOID lpStatusList,LPVOID lpOutBuffer,DWORD dwOutBufferSize )，其中dwCommand 取值为6164获取月历录像分布情况，通过进一步分析出每个通道的每一天的录像情况，并将获取到的信息合理的展现给巡检系统用户，达到对录像巡检的目的。3.2.4设备时间的获取

通过调用设备厂商提供的接口：

NET_DVR_GetDVRConfig (LONG lUserID,DWORD dwCommand,LONG lChannel,LPVOID lpOutBuffer,DWORD dwOutBufferSize,LPDWORD lpBytesReturned )，其中dwCommand 取值为118获取设备的当前时间，并通过与服务器时间的比对，分析设备时间的误差，误差达到指定值时，红色提示检查设备时间，确保录像时间的准确。3.2.5设备信息的获取

通过调用设备厂商提供的接口：

NET_DVR_GetDVRConfig (LONG lUserID,DWORD dwCommand,LONG lChannel,LPVOID lpOutBuffer,DWORD dwOutBufferSize,LPDWORD lpBytesReturned )，其中dwCommand 取值为1100获取设备的信息，包含设备名称、

设备类型、型号、序列号等信息，以便以后续的分类统计，达到

对系统设备资产动态管理的目标。

4结语

通过巡检系统的建设，系统管理员可有效进行视频监控设备的自动化巡检，极大地缓解了视频监控系统设备巡检难、录像资料检查效率低等问题，解决了设备资产管理混乱的问题。设备进行维护，减少设备的故障发生率或者降低了系统异常情况的持续时间，切实提高了系统维护的效率，增强了视频监控系统的稳定性、可靠性，确保视频监控录像资料的完整有效，保证系统的正常运行。参考文献：

[1]海康威视.设备网络SDK 使用手册V6.0.

[2]许毅，冯山.使用C#语言进行多线程程序设计[J ].计算机工

程,2003(5).

[3]姜晓东。C#4.0权威指南[M ].机械工业出版社，2010.作者简介：胡绍波（1982-），男，硕士，工程师，主要研究方向：项

目管理和计算机应用。

2019

（Sum.No 203）

信息通信

INFORMATION &COMMUNICATIONS

2019年第11期（总第203期）

１１２图2智能窗控制系统硬件电路

2.2单片机控制电路

单片机控制电路作为智能窗的核心，引脚接受输入信息后通过IO口输出，驱动输出模块，主要包括晶

振电路和复位电路，C1和C2配合晶振实现时钟电路，R33、C3构成上电复位功能，复位开关实现手动复位功能。

2.3温湿度检测电路

在采用SHT11实现温湿度的检测，SHT11复合型温湿度传感器，实现对温度和湿度的检测，单片机的P2.4对传感器的时钟控制，P2.5实现对温湿度数据的传送。

2.4有害气体检测模块

采用MQ传感器实现对有害气体的检测，利用传感器电导率与有害气体浓度成正比关系实现对有害气体浓度的检测，传感器将有害气体浓度转换为一个电信号，该电信号通过AD 转换模块后输出一个对应的数字量，单片机的P1.0引脚读取该数字信号后，在内部转换成有害气体浓度。

2.5雨滴检测传感器

本文雨滴检测选择单板PCB雨滴检测传感器实现对雨滴的检测，该模块通过四个引脚与外界连接，在5V电压供电模块下，实现对雨滴的检测，该传感器为数字特性，上电后，根据雨滴值输出一个电信号，对输出电信号值进行采集实现对雨滴值的读取。

2.6电机驱动电路

本文采用直流电机对窗开关进行驱动，采用L293D驱动模块对电机进行驱动，该模块为专门直流电机驱动器，单片机的P3.2和P3.3实现对电机的正反转控制，P3.2输出1、P3.3输出0时电机正转，反之电机反转。

2.7按键电路设计

设置两个按键电路实现对气窗的手动控制，单片机的P3.0和P3.1分别实现窗的手动开个手动关。

2.8继电器驱动电路设计

继电器模块实现恒温恒湿的控制，对应引脚输出高电平继电器工作实现降温、升温、降湿，升湿功能。

2.9显示电路设计

采用LCD1602实现对有害气体浓度，雨滴数据以及温湿度数据进行显示，单片机的P0口实现对LCD的数据传输控制，P1.2到P1.4实现对数据交换时序控制，实现对相关数据的显示。

3智能窗控制系统软件设计

手动模式自动控制窗帘，自动模式下通过检测温湿度、有害气体、温湿度和雨滴实现对窗帘的控制，检测到的数据超过设定值一定时间后，实现对窗帘控制。整体流程如图3

所示。

图3主函数流程图

主程序主要对实时数据的采集，实现对窗开关的自动控制，包括有害气体数据，雨滴数据等，同时实时检测温湿度，实现恒温恒湿控制；实时检测按键，实现对窗的手动控制。

4仿真验证

主要对智能窗的手动控制功能和自动控制功能以及恒温恒湿功能进行验证，系统上电后是手动控制功能，按下手动开关按键后，电机手动正反转实现窗户开关；切换自动模式后，模拟雨滴和有害气体时，窗户关闭和打开；同时继电器驱动对应风扇工作，实现自动控制功能；同时系统实时检测房间温湿度，实现对温湿度的恒定控制，实现智能窗预期功能。

5结语

本文完成了一款智能窗控制系统的设计，通过检测雨滴、有害气体对智能窗进行自动控制功能，通过检测按键输入，实现对窗的手动控制功能，同时还具有恒温恒湿控制功能，实现了房间的恒温恒湿控制功能，实现一款功能多样的智能窗控制系统；同时该智能窗仍然有很多可以完善的地方，比如实现对窗户的远程控制和远程监控，同时还可以增加人体检测，实现窗户的盗窃检测功能。

参考文献：

[1]裴娅男.基于单片机的户外智能晾窗户的设计[J].现代计

算机(专业版),2017(30):37-39+45.

[2]周静红.基于单片机控制的智能晾窗户控制系统的设计

[J].电子技术,2014,43(10):68-69+64.

[3]雷敏，杨万里，孔令倩，李飞，谷聚辉.基于单片机的户外型智

能晾窗户设计[J].计算机光盘软件与应用,2014,17(17):47-48.

[4]李素云，覃若宝.基于多传感器的智能晾窗户设计[J].山东

工业技术,2016(03):128.

[5]荆海霞，李洪义.一种智能晾窗户系统的设计[J].机电一体

化,2016,22(07):57-60.

作者简介：艾伟健（1998-），男，河北河间人，本科，研究方向：通信工程。