基于無線數據傳輸智能窗簾的設計

鄒潤 史秀男 沈陽工學院

智能窗簾網絡基于無線數據傳輸技術的控制系統，利用系統數據的紅外技術來對家庭的窗簾進行集中控制管理。窗簾和窗戶可以通過室外溫度、光強度等參數來控制。同時，它可以起到美化節能和美化建筑整體的作用。但是，這個方案統一了的家庭的溫度和光的狀況，并且沒有根據的住宅建設的實際的必要性，為了統一管理和控制，在廣泛使用中有一定的限制性的存在。其典型的原理框圖為圖1所示。

圖1 基于WIFI技術的智能窗簾網絡化控制系

1 系統的硬件設計

1.1 時鐘模塊硬件電路

DS1302和微控制器連接只需要三行，采用三線SPI接口與CPU同步通信發送時鐘信號或多個字節的RAM中的數據。為了保證同步工作模式的實現，只有在時鐘信號控制的情況下，電路才嚴格遵守時間控制。本次系統設計中系統時鐘所采用的晶振為50MHz的有源晶振，活躍的晶體主要使用3.3V直流電源，該電源系統時鐘電路。該時鐘電路是單片機最小系統中常用的系統時鐘電路，因此該設計電路非常可行，穩定性也很好。

1.2 復位電路

AT89C51的復位銷（復位）高等級以上連接2個機器循環，復位電路如圖1.2所示，RST銷復位信號輸入，復位信號的有效高度，RST有一定寬度的脈沖，可以有效地實現電動自動復位和手動復位。通過設計適當的Rc值組合可以很容易的輸出超過兩個機器周期的高電平從而達到復位的目的。將程序執行錯誤和操作錯誤更改為系統，然后按復位按鈕重新啟動。

1.3 單片機晶振電路

各電路使用振動電路發生的信號。圖1.3所示，XTAL 1相反的放大器的輸入，啤酒正經的振動頻率的信號，XTAL 2逆的放大器的輸出。外振蕩器，C 2組成并聯諧振電路，并行的反饋電路。在對外部數據存儲器的每次存取中，外部原件可通過XT2的進出兩個端口與電路連接，從而產生自激振蕩。這個外部原件一般都是一個并聯諧振電路，其中包含石英晶振和瓷片電容。

1.4 光電傳感器

窗簾為了根據自動控制系統的照明控制功能使用光的強弱自動控制窗簾的打開關關，感光元件。在本設計中，使用照片阻力。采用光控制原理，打開自動窗簾，深顏色的窗簾關上。比較電路是參考放大器輸入2個電阻值的電壓值，利用電壓反轉輸入感光的光收集外部環境，暗的感光的抵抗特性，對亮抵抗少，確定逆電壓輸入值。

光電傳感器簡單易用，從輸入3.3V線和殘疾時的低電平輸出信號正確地檢測到高電平。當有光線發生變化時，系統能捕捉到這一信號從而做出反應。

1.5 WIFI無線模塊設計

本設計中使用的古北WIFI模塊。BroadLink開放SDK可以讓開發者在BroadLink智能模塊時，快速集成BroadLink的easyconfig技術，設備發現和數據傳輸到自己的應用中。用戶只需要將硬件和UI準備好，即可以在最短時間內完成整套產品的開發。同時，也可以直接控制BroadLink的智能產品。Wifi模塊采用市面流行的成型模組，同MCU串口通訊，交互數據，數據上傳到手機端利用的云平臺。

在原理圖中，MCU和WiFi模塊與三極管通信，以轉換3.3V和5V電平。無線網絡非常普遍。WI-FI無線局域網可以實現家庭范圍內的全覆蓋，所有的視頻設備，網絡設備和監控設備通過無線WI-FI技術。同時，WI-FI技術實現成本也較低。所以，本項目采用WI-FI網絡接入方案。單片機識別了感知層信號后，通過UART通訊把數據接入WI-FI模塊，WI-FI模塊形成的熱點可以將數據傳入路由器，再接入局域網絡或直接利用WI-FI熱點互聯形成網絡。

2 主流程程序設計

智能家居系統要實現遠程訪問家中設備的功能，必須將設備與Internet網絡相連，通過在互聯網上交換客戶端和服務器端的數據，在物理網絡與互聯層之間將IP數據包采用一定的數據鏈路進行接收和發送，實現設備的網絡公有化。而實現網絡通信功能，則必須通過TCP/IP協議棧的介入才能完成網絡數據的交互功能。對于使用嵌入式操作系統運行微控制器的硬件設備，集成TCP/IP堆棧的文件系統通常在系統操作系統中。本系統TCP協議采用了一系列簡化機制，保證系統功能前提下提高系統的軟硬件資源利用率。

3 系統功能實現

本設計首先從整體上對該系統進行設計，對系統按照功能實現的不同進行模塊的劃分，大致分成二個部分。

（1）主要是環境數據的采集以及無線傳輸，在這部分內，主要工作集中在選擇傳感器并且對數據進行采集的功能的實現、利用無線WIFI協議如何將這些數據傳輸到協調器上、硬件的設計及軟件的實現、完成系統的調試。

（2）主要是環境數據的收集處理及對采集導對傳輸端相關功能的控制，在這部分內，主要工作集中在利用己有的硬件搭建好系統所需的硬件環境，在該條件基礎上，根據手機系統層次劃分及應用程序編寫實現方法完成手機程序，實現對數據的收集及將數據保存至網絡服務器上，控制各個家居子系統。