基于单片机控制的多功能窗的设计

摘要

我们现在使用的窗户大部分采用人工关闭方式，不具有自动防盗、防雨、防煤气中毒等人性化的功能；平时我们外出时经常忘记关闭窗户，遇上下雨时，雨水会进入室内，对室内的电器、摆设等物品造成不必要的损害。晚上睡觉时我们通常把窗户关死，一旦燃气发生泄漏，由于室内不透气造成窒息中毒致残、致死的事件时有发生。为了防盗，我们一般在窗户外面安装防护栏，但如今很多城市为了美化市容通常不允许安装防盗窗。再者，现在使用的窗户大多数是单纯推拉式或平移式的，这给在楼层高的住户擦拭玻璃带来很大困难。本文借助三维建模软件Solidworks、单片机、电子电路及传感器的知识设计了可以实现清晨自动开窗、防雨、智能防盗和可燃性气体泄漏时报警并开窗，以及实现窗扇1 80°转向的智能窗，从而可解决现实生活中存在的很多问题。本智能窗的设计本着安全、方便、节能、人性化的原则进行，可使现代生活显著提高[7]。

关键词：防风雨、防盗；51单片机；窗扇的180°旋转；智能，智能窗；传感器；声光报警。

Abstract

We now use the windows closed most of the artificial means, does not have auto theft, rain, wind, anti-gas poisoning and other personalized features; normally closed we often forget when they go out the window, encountered bad weather, sand and rain will enter the room, and indoor appliances, furnishing

s and other items causing unnecessary damage. Usually at night when we closed the windows, once the gas leak, poisoning, suffocation caused by indoor air tight disabled, the frequent occurrence of death. For security, we usually install the fence outside the window, but now many of the cities to beautify the city usually do not allow the installation of security window. Moreover, the windows are mostly used push-pull or pan-style, giving the floor a high household cleaning glass more difficult. We designed the smart window can be achieved early in the morning automatically open the window, automatic wind, rain, smart security and combustible gas leak alarm window, and the achievement of the overall window sash 180 °freedom of direction and relative rotation between the two sashes, in order to address the reality life of the aforementioned problems. The smart window design in line with safe, convenient, energy saving, the principle of humanity, can significantly improve modern life.

Key words:Prevent rain，anti-theft;；51 SCM；180 ° rotate. Casement；Intelligent window .

前言 (1)

1、系统的总体设计 (1)

2、系统的硬件设计 (2)

2．1 系统所需元器件的选择 (2)

2．2语音报警电路 (2)

2．3可燃性气体和烟雾检测电路 (4)

2．4防盗检测电路 (6)

2．5 驱动电机控制电路 (6)

3、系统的程序流程图 (7)

4、程序清单 (8)

5、结论 (19)

6、参考文献 (20)

7、致谢 (21)

基于单片机控制的多功能窗的设计

前言

当今世界建筑正朝着智能化方向发展，这种发展趋势也正是人类社会的文明程度在一定历史时期的体现。但现在使用的窗户大多数是单纯的推拉式或平移式的，并且与自动控制毫不沾边，更不用说智能化了。如果使窗户具有一定的智能，如下雨则自动关、室内有害气体超标则自动开、有盗贼入内则自动报警等，就会给人们的居家生活带来诸多方便，从而进一步提高人们的生活质量。再者，这给在楼层高的住户擦拭玻璃带来很大困难。沿着这样的思路，我们设计了以AT89S51单片机为中央控制器的智能窗。该智能窗能通过其数据检测传感电路不断循环检测室内湿度、有害气体(如媒气)浓度等信号，经处理后传入单片机。单片机对信号进行运算，然后与由预先设置的参数临界值相比较，从而作出开/关窗的判断，再结合窗状态检测电路所检测到的当前窗状态，再输出脉冲信号调整步进电机，完成下雨刮风自动关窗、室内有害气体超标自动开窗等。

1．系统的总体设计

该系统是基于51单片机控制的智能窗系统，能根据外界的天气情况和室内的气体情况来控制着窗户的开启和关闭。系统主要的模块包括：电机驱动模块、可燃性气体和烟雾检测模块、风雨检测模块、红外线防盗探测模块、语音播放模块，稳压模块，按钮模块等。

本系统有以下几个控制要求：

1)、当外界刮大风下大雨时，风雨传感器检测到这一下风雨信号（相当于触发开关）并将信号传送给单片机，单片机控制着电机及时关闭窗户并报警，蓝灯闪烁。防止雨水进入室内损坏室内的装饰和物品，此后每过5分钟重新检测，如果无风无雨窗户自动打开。

2)、当室内可燃性气体、烟雾等超过一定的标准时，窗户自动打开，并启动排气扇进行排气，红灯频繁闪烁，且此优先级最高，同时报警器也会响起来提醒主人危险的存在，防止煤气中毒或火灾事故的发生。

3)、当窗户外有人驻留时，阻断了红外线探测器的发射接收通路，窗户会立刻关闭并发出高分贝声音报警，黄灯闪烁30s起到防盗的作用。

4)、增加了手动按键和机械运动开窗、关窗功能，使产品更具有人性化。

2、系统的硬件设计

2．1 系统所需元器件的选择

STC89C52单片机; ISD4004语音芯片;LM324运算放大器；LM317稳压芯片；

LM386功率放大器；L298驱动芯片；NE555定时器；7805，7806稳压芯片；电阻；电容；电位器；11.0592MHz晶振；按键，开关；杜邦线；蜂鸣器；排风扇；直流电机；红外对管；发光二极管；三极管；烟雾传感器MQ2；其他硬件支持，在此不一一列举。

2．2语音报警电路