室內光線智能調節系統

章宇翀　李向陽

摘 要：物聯網的迅猛發展，帶動了智能家居產業的熱潮，通過改良和加強智能光線調節系統，可以提高用戶對于智能化家居的粘性，提高生活質量，打造智慧生活，有利于未來智慧社會的全方位構建。

關鍵詞：物聯網;智能調節系統;自動控制

一、引言

隨著科技社會的發展與進步，高度智能化的設備開始來到人們的身邊，物聯網作為“信息化”時代的重要產物，在對于智能社會發展中起著至關重要的作用。智能家居，作為物聯網在生活中的具體體現，一直是科技市場中的先頭兵，根據賽迪顧問消費電子產業研究中心數據統計，2012年智能家居產業規模為31.2億元，2013年-2015年中國智能家居產業依然保持高增長態勢，其中2015年產業規模達到74.5億元，增長率達到35.82%。隨著科技時代的不斷日新月異，人們對于智能家居的要求也開始越來越高，開始強調智能家居不僅需要有傳統的居住功能，還應該能夠識別和響應用戶需求【1】，其中，智能窗簾為首的一些日常家居用品最為用戶所關注。本文通過對如何有效解決傳統窗簾控制手段單一，智能化水平低等問題進行研究，通過利用單片機的控制，建立一套可自動、智能化的光線自動調節系統。

智能家居作為未來社會的必然趨勢，相較于傳統家具觀念，智能家居與之最大區別在于物聯網不僅使得傳統家居和互聯網系統之間建立了良好的溝通關系，且基于虛擬世界擁有了專屬的獨特ID，通過這個ID，傳統家居就可以實現現代信息技術的自動控制、遠距離遙控等技術，為用戶提供更便捷的生活服務。窗簾作為日常使用的家居用品，傳統窗簾中需要人力進行開閉，費時費力，通過智能化的加入后，可以通過遙控和自動感光控制窗簾的開閉，通過光強傳感器對于室內外環境亮度的檢測來控制單片機輸出電平信號，從而控制電機的運轉，實現感光控制、紅外線控制、定時開閉等功能，降低窗簾對于人力的依賴，提升智慧生活質量。

二、室內光線智能調節系統研究現狀

智能窗簾的提出和設立，是基于物聯網的發展和普及時的產物，根據目前國內外研究狀況，智能窗簾能夠把環境中的溫濕度、光照強度等參數，通過各類傳感器轉化成電信號，利用微控制系統來驅動電機，自動控制窗簾的開閉。隨著科技的發展和用戶生活水平的提高，智能窗簾不再是簡單的、單一的控制系統，而是一套更加復雜的控制系統，對于核心處理芯片的要求也越來越高，根據目前市場的調查可以得知，市場上大部分都采用了STM（STC）系列單片機控制的智能窗簾控制系統，通過采集室內外的光線強度、定時安排、濕度檢測和紅外控制來判斷或控制窗簾的開閉，從而實現一套完整的智能化系統，極大程度方便了用戶在使用窗簾時的操作步驟，提高了用戶的生活質量。

針對國內外的研究結果來看，大部分都是采用以單片機為核心處理模塊，通過各類傳感器進行數據采集，經過信號轉換從而帶動窗簾電機的運動。基本設計流程主要通過以STM系列單片機為核心數據處理器，結合各類傳感器的信息采集，從而實現智能化的控制。將光強傳感器、定時控制模塊、紅外模塊連接至單片機，利用傳感器或人為信號的輸入，通過單片機的計算和分塊，從而控制電機做出相對應的開閉動作。

根據目前智能窗簾市場中的大部分設計要求，整體智能系統可以大致分為三條分支控制系統，相互協作又相互獨立，三條分支為光強感應控制系統、定時控制系統和人為紅外控制系統。

1、光強感應控制系統

通過室內和室外的光強傳感器，實時感應室內外光線強度，將采集到的模擬信號轉換成數字信號，并以此控制直流減速電機順時針旋轉或逆時針旋轉來進行窗簾的關閉【2】。

系統內置的兩枚光強感傳感器一枚置于室外，一枚置于室內，當室外的光線強度達到系統內部設定上限時，窗簾自動開啟，利用室內的光強傳感器來監測窗簾的開啟狀態，當光線強度達到系統設定的下限時，窗簾自動關閉，此套系統方便快捷且易實用。

整套光控系統的原理主要為對在分程序的初始端，將整段程序初始化，開始對當前光線強度進行檢測，若不符合條件則需要返回初始值，若符合預設的條件，直流電機開始正轉，窗簾打開，反之，電機反轉，窗簾關閉。

2、定時控制系統

本套系統主要由時鐘模塊、定時自控模塊、時間顯示和運行程序組成。通過人為輸入時間，控制窗簾的定時開閉【3】。

在信息處理單片機上，置于一枚時鐘模塊，準確記錄時間的變化，采用輸入時間信號，按照預設時間將信號轉換為數字信號，傳輸到直流電機中，從而控制電機按時的正轉和反轉。

整套系統主要原理為通過控制系統電壓的變化數據，從而將其轉換成數字信號，傳輸到直流減速電機，控制電機的正反轉。

3、人為紅外控制系統

通過系統中安裝的紅外模塊，用戶可以通過遙控器等紅外發射載體，較遠距離向該系統發出指令，實時控制窗簾的開閉。

紅外控制電路，主要通過將輸入的信號放大和解調成輸出信號，且靈敏度和抗干擾性非常好，比較適合較遠距離的單向控制【4】。

三、智能家居產業展望

隨著物聯網、大數據、云計算等技術的進步，未來高度人工智能家居將是消費者家居環境中的理想陪伴，2016年全國商品房銷售面積達15.73億平方米，同比增長22.4%，住宅家庭智能家居每年潛在新增市場6000億以上。我國擁有超過4億戶家庭，住宅智能家居潛在存量市場在12萬億元，由此可見，我國智能家具行業的市場前景非常廣闊。

消費者在智能家居中充分利用體感交互技術，使人們在起居生活中與家庭設備的接觸更加智慧，再無需任何復雜的控制設備，借助互聯網的發展，通過技術同盟采用多樣技術智能化的應用，滿足用戶交互和操作，智能家居必然成為人類生活新風尚【5】，也必然成為將來智慧城市、智慧社會、智慧生活必不可少的交互載體。

參考文獻

[1]黃凱，向昆竹，秦川.基于物聯網的智能家居系統設計[J].計算機產品與流通，2019（07）：121

[2]解啟松，聶志剛.基于單片機智能窗簾控制系統設計[J].電腦知識與技術，2018，14（30）：190-192.

[3]李青云.數顯式節能定時控制器的設計[J].電氣自動化，2017，39（06）：99-101.

[4]李唐，袁夢.基于單片機的可遙控可感光的窗簾設計[J].河北農機，2019（08）：30.

[5]李山.智能家居的現狀和發展趨勢研究[J].工業設計，2019（04）：152-153