智能窗帘控制系统设计与实现

论文总字数：18888字

摘 要

随着物联网的发展越来越多的智能化设备开始进入智能家居这个大家庭，而本设计就将设计出一款可以根据用户自身需求的光照强度来选择窗帘自动开关的时间，也可以实现用户手动升降窗帘。本设计考虑到成本、功耗、效率，选择以STM32单片机为核心，通过红外传感器检测红外信号来实现窗帘手动模式和自动模式的转换，且可以在手动模式下实现按键操作窗帘上下降；自动模式下，通过光照传感器检测到的光照强度与设定好的光照强度进行比较实现自动的控制智能窗帘。本设计通过单片机、各种传感器、各种执行机构等组成的智能窗主要框架控制系统，有着适用性强、更加灵活、容易实现复杂控制等优点。

关键词：智能窗帘；STM32 单片机；步进电机

The Design and implementation of intelligent curtain control system

Abstract

With the development of the Internet of Things, more and more intelligent devices have begun to enter the big family of smart homes, and this design will design a model that can choose the time for the curtain to automatically open and close according to the user’s own needs. Manually lift the curtains. In this design, considering cost, power consumption, and efficiency, the STM32 single-chip microcomputer is selected as the core, and the infrared signal is detected by the infrared sensor to realize the conversion between the manual mode and the automatic mode of the curtain, and the button can be used to operate the curtain up and down in the manual mode; automatic mode Next, the light intensity detected by the light sensor is compared with the set light intensity to realize automatic control of smart curtains. This design is the main frame control system of the smart window composed of single chip microcomputer, various sensors, various actuators, etc. It has the advantages of strong applicability, more flexibility, and easy to achieve complex control.

Keywords: Intelligent Curtain, STM32 Single Chip, Stepper Motor

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.2 课题研究的主要内容 2

1.3课题研究的主要步骤 2

1.4 本章小结 3

第二章 系统总体方案研究与设计 4

2.1 系统的目标功能分析 4

2.2 系统的总体方案设计 4

2.2.1 系统的相关理论 4

2.2.2 系统设计涉及的软件平台 5

2.2.3 系统的总体方案 5

2.3 本章小结 6

第三章 系统硬件设计 7

3.1 系统硬件电路总体方案设计 7

3.2 子系统硬件电路设计 7

3.2.1 STM32103C8T6单片机最小系统 7

3.2.2 红外接收模块硬件电路设计 9

3.2.3 光照传感器模块硬件电路设计 9

3.2.4 步进电机的硬件设计 10

3.2.5显示模块LCD1602的硬件设计 11

3.3 本章小结 12

第四章 系统软件设计 13

4.1 系统软件总体方案设计 13

4.2 系统模块电路软件程序设计 13

4.2.1 红外接收模块程序设计 13

4.2.2 光照传感器模块程序设计 14

4.2.3 步进电机模块程序设计 15

4.2.4 LCD1602显示模块程序设计 16

4.3 本章小结 17

第五章 系统调试与运行结果分析 18

5.1 系统硬件调试及结果分析 18

5.2 系统软件调试及结果分析 19

5.3 各模块调试结果 20

5.3.1 光照强度手动设置模块 20

5.3.2 光照传感器调试 21

5.3.3 步进电机模块调试 22

5.3 系统软硬件联调及结果分析 22

5.3.1 手动模式调试 22

5.3.2 自动模式调试 23

5.4 本章小结 24

第六章 总结与展望 25

致 谢 26

参考文献 27

附 录 28

第一章 引 言

1.1 课题研究的背景和意义

在二十一世纪科学技术的飞速发展，科技以一种让人匪夷所思的速度冲击并且逐渐让我们的生活水平和我们生活的方式发生了改变，各种以前想都不敢想的机器产品开始涌现而出，使我们的物质被极大的丰富，如今我们的身边也开始出现可以帮助我们完成家务的机器人，比如说扫地机器人，洗碗机等等。这些都可以帮助我们在劳累一天的工作之后帮助我们节约下收拾家务的时间，也可以让我们有更多的时间去享受生活。

但是这些简单的家务活动并非是智能家居的完全组成，随着物联网的发展越来越多的智能化设备开始进入智能家居这个大家庭，而本设计就将设计出一款可以根据用户自身需求的光照强度来选择窗帘自动开关的时间，也可以实现用户手动升降窗帘，操作十分的简易。

都说二十一世纪是科技的时代，在这个时代中智能窗帘的应用前景是十分的广泛的。而且加之现在的人们大多还是使用的传统的手拉式窗帘，只有少部分的高收入家庭，或者是新一代年轻人在装修时才会考虑到智能窗帘。而且现在的智能窗帘的价格也是相当昂贵的。但是智能家居这一块现在开始进入厂商们的竞争区域了，就现在的智能家居的品牌就已经五花八门了。像小米，华为，海尔，美的等等，他们之前都是传统的手机制造，或者就是家电制造，但是现如今他们也加入了智能家居的竞争行列之中。都说需求是第一生产里，由此可见，在今后的生活中智能化家居会在我们的生活中成为一个常见的产品出现。可见智能家居市场的潜在商机是巨大的。而且进过前几年全国房地产产业的迅速发展，小区的智能化建设也必然成为下一阶段房地产的买点之一，这也意味着我们国家在第二个百年计划中将涌现出各式各样的智能家居系统。而且现在的中国已经进入世界科技的前列，到二零五零年，中国将步入科技强国。我认为在成为科技强国路上，物联网将是决定的关键因素之一。像如今的互联网中涌现出的机智云，哔哩哔哩云等一系列云平台都开始对个人开放，你只需要花少量的钱就能在这些大公司开发出的云平台中租用到一定的空间，开始你自己的物联网开发，我相信这就是推动物联网开发的最大动力，新一代的我们也应该抓住这个机会来感受一下物联网的魅力所在。

但是其实国内的智能家居系统的起步还是很晚的，像在美国1984年就出现了第一座智能大厦，接踵而至的是加拿大、欧洲、澳大利亚等经济发达国家提出了一系列又一系列的智能家居方案。且现在这些发达国家的智能家居的使用率已经非常广泛。但是在此并不是一味的推崇智能家居，还是应该意识到我国自身的薄弱方面，在二零二零年我国才进入全面小康社会，这说明，我们与发达国家的差距还是存在的，不能因为我们所处的位置是沿海，而认为全中国人民的生活水平都与我们一样。

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