多功能可調(diào)節(jié)智能窗簾設(shè)計

胡彥穎 逄馥陽 于娜 王霄維

摘? 要：隨著現(xiàn)代工業(yè)科技的發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，人們對于多功能智能家居的需求量越來越多，品質(zhì)要求也有更加高的要求。因此，對于智能家具其中的窗簾多功能可調(diào)節(jié)的設(shè)計，能夠滿足人們的日常所需，同時能夠體現(xiàn)我們工科學(xué)生在專業(yè)知識方面的掌握與實踐。

關(guān)鍵字：科技、智能家居、窗簾、設(shè)計、專業(yè)

Multi-functional adjustable smart curtain design

Abstract：With the development of modern industrial technology and the popularity of mobile Internet，people's demand for multi-functional smart homes is increasing，and the quality requirements are also higher.Therefore，for the multi-functional and adjustable design of the curtains in the smart furniture， it can meet people's daily needs， and at the same time，it can reflect the mastery and practice of our engineering students in professional knowledge.

1.總體設(shè)計方案

本設(shè)計在普通窗簾的基礎(chǔ)功能上（通過手動或按鈕開關(guān)控制窗簾的開合），增加了光照自動控制，時間控制，溫度控制共三個控制模式。運用單片機完成相關(guān)電路的設(shè)計，達到經(jīng)濟實用的目的。以下是關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計框圖。

2.功能模塊處理

2.1功能分類

關(guān)于多功能可調(diào)節(jié)智能窗簾的設(shè)計統(tǒng)共分為4個功能分類：鍵盤按鍵，定點時鐘，感知光照和溫度變化等。鍵盤按鍵主要是由使用者的手動控制，在電源接通的前提下，按鍵控制窗簾的閉合（不需要去到窗簾旁邊拉動窗簾即可遠程遙控）;定點時鐘如字面意思，可以設(shè)置窗簾閉合的規(guī)定時間，當?shù)竭_設(shè)置時間點時，本窗簾自動打開或關(guān)閉，并且這一功能也受按鍵控制（若按鍵已打開，窗簾此時已經(jīng)打開，故窗簾只會在到達關(guān)閉時間點才會關(guān)閉）;感知功能有感光和感溫，通過光敏變阻器和熱敏變阻器，先設(shè)定開關(guān)時的所需光照強度范圍和溫度范圍，同樣到達一定光照強度和溫度時，自動控制窗簾的閉合。

2.2功能處理

當以上功能收集到各數(shù)據(jù)以后，對于時鐘模塊，我們使用DS1302芯片，在使用前初始化，設(shè)計好電路以后，再進行程序的編寫，這時，通過芯片的運行，將設(shè)置的數(shù)據(jù)進行處理和傳輸，遞給中心處理的單片機進行運行處理。對于測光和測溫的模塊，在設(shè)計好的光敏電阻和熱敏電阻電路圖中使用ADC0832芯片，將預(yù)先設(shè)定的量進行數(shù)字化并可以顯示出來，而最簡化的按鍵就是在電路圖中增加開關(guān)鍵。這幾個功能在設(shè)計的電路圖中是并聯(lián)關(guān)系，所以相互獨立，即使在某一功能出現(xiàn)錯誤導(dǎo)致失效以后，還能通過其余按鍵控制我們的窗簾。

3.單片機

在各個模塊處理過后所的到的數(shù)據(jù)信息，我們選擇STC89C52這個51單片機進行對數(shù)據(jù)的更高一層的處理和轉(zhuǎn)換，使其能夠精準控制我們的窗簾（先使用步進電機模擬窗簾的開關(guān)）。由于這個單片機有多個引腳和多個外部的輸入、輸出端口以達到精準控制。對于這個單片機，我們選擇C語言對其進行編程和開發(fā)。

使用單片機當作系統(tǒng)控制器。單片機具備的安全性強、性價比高搞、電壓低、功率低等優(yōu)勢獲得了發(fā)展和大面積應(yīng)用，由于嵌入式單片機算術(shù)運算功能強大，軟件程序設(shè)計靈活，自由度大，可以用軟件程序完成所有的邏輯功能，本身還具備定時器、計數(shù)器，也能夠用來定時器和計算，還有它耗電量較少，體積小，計算技術(shù)成熟和費用低等的優(yōu)勢。另外，除單片機最小系統(tǒng)的三個主要組成部分以外，其中還多了幾個外圍電路。

因為STC89C52的P零口為漏極開路輸出，所以就在P零口接了個十K的排阻R1，讓P零口能夠當做普通的I/O口用，原本設(shè)計用P零口來作為液晶的數(shù)據(jù)口。

尤其值得注意的是，針對31腳（EA），在接高電平時，單片機在恢復(fù)后由內(nèi)部ROM的零H開始運行;在接低電平有效時間，復(fù)位后可以直接從外部ROM的零H開始運行。但是因為我們的程式已經(jīng)保存到了嵌入式單片機里面，所以EA要接上高電平，保證通過嵌入式單片機的內(nèi)部讀寫程式去運行的。

由于單片機具有多個引腳，因此我們小組是在仔細學(xué)習(xí)各個引腳所對應(yīng)的的名稱和使用途徑方法以后，選擇焊接的方式將各個電路元件對應(yīng)焊接起來。

4.顯示部分

顯示部分包括液晶顯示屏，指示燈的閃爍以及步進電機模擬窗簾閉合。液晶顯示屏我們選擇1602液晶，主要考慮到其性價比高，且在市場上容易購買。指示燈選用二極管，這在我們大二下學(xué)期學(xué)習(xí)的專業(yè)中所了解過，相較于其他，二極管簡單，便宜，方便。步進電機也是如此，但我們還需要借助ULN2003芯片，以此來驅(qū)動步進電機來達到我們所要求的功率。通過步進電機實現(xiàn)精確且正確的定位，由脈沖信號簡單控制。通過步進電機作為來作為調(diào)節(jié)機構(gòu)，通過引導(dǎo)門窗的運動以實現(xiàn)開合。好處是在給出停止運轉(zhuǎn)信號后，機器會立即停轉(zhuǎn)，而不致對窗簾框架產(chǎn)生破壞，而且其力矩也較直流電機為大，有利于帶動窗簾運動;而缺點則是價格比直流電機略貴。

5.組裝

在所有元件組裝在一起之前，我們需要對每一個單獨的元件進行測試，是否能夠正常運行，以保證在組裝到一起以后能夠有序運行。隨后，我們按照順序依次將對應(yīng)電路的電線連接在一起，此時要注意正負端還有上面所說過的單片機的引腳焊接，由于焊接地方繁多，我們需要有耐心，仔細，同時也需要小組成員的配合以及最后焊接完成的檢查。在完成以后，我們需要接通電源進行通電測試，目的是檢查焊接是否正確，并且從中發(fā)現(xiàn)問題、找到問題、解決問題。

6.總結(jié)

多功能可調(diào)節(jié)智能窗簾的設(shè)計，原材料都是采用價格低廉，但品質(zhì)高，能夠長時間使用，將其投放市場，也會是一類低成本高利潤的現(xiàn)代智能生活家具的一類。同時，我們的智能窗簾，功能齊全，操作方便，不論是年輕人還是老人都容易上手，適合所有年齡段。

參考文獻

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[3]瞿貴榮.電動窗簾紅外遙控電路.家庭電子，2005，2：35-36.

基金項目：2021年全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（項目編號：S202110205051）

作者簡介：胡彥穎（2002——），女，湖北省襄陽市人，本科，研究方向：智能制造工程。