第一章 绪论
第一章 绪论
1.1课题研究背景
21世纪是信息化的时代，知识与科技成为时代的潮流，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步，智能化也因此得到了很大的发展，其作用在社会生活中日益得到彰显。智能控制器主要利用计算机技术、网络通信技术、综合布线技术等现代化技术的有机结合而发挥作用。在通信技术、计算机技术、网络技术、智能控制技术的迅猛发展潮流下，家庭生活实现了现代化与智能化，居家环境也变得更加舒适与安全。智能化控制的工作原理自然离不开运算和控制单元，而该控制器采用的主控制器AT89C51，正是运算与控制单元的集合体。控制器的整体主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分由单片机扩展的外围电路以及各种实现单片机器控制功能的接口电路组成；软件部分主要由单片机器实现其特定控制功能的各种程序组成。本设计中介绍了自动窗帘控制器的硬件构成以及软件设计过程，以尽最大可能满足不同人对窗帘开闭的不同需求。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，还能提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间。同时，控制器在针对人们一般需求的设计开发外，还提出多种解决方案，在考虑到经济性和简便性的前提下，可以供日后对控制器的功能进行扩展。
1.2国内外研究现状
自电动窗帘进入我国后，一直就没有大的推广，现在随着人们经济能力的日益提升，人们也开始对物质生活水平越来越关注了，在生活产品的选择上有了很大的提高，加上城市建设步伐的日益加快和，智能窗帘已经进入了我们的生活。21世纪是科技的时代，智能窗帘有很好的市场前景，而我们常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轨式，只有一站部分高收入的家庭采用的是电动遥控轨道，这些轨道主要是由台湾和广东等地所产，价格相当昂贵。
在国内智能窗行业起步晚，经验和技术上无法满足国内市场的需求，因此现在在国内只有一部分高端生活的消费者走在技术的前沿。但是从国内家电巨头及网络巨子的纷纷出手试水智能家居市场以及许多国际大企业对国内智能家居厂家并购案可以看出，中国智能家居市场潜在着巨大商机。全国房地产业蓬勃发展，小区智能化已成为一项基本要求，再配上智能家居，“全智能”的概念必然给房地产业带来新的卖点和活力，因此“全智能”是二十一世纪房产开发商力推的主题，这也意味着，我国智能家居产业迎来发展契机。现在国内有部分城市都在加紧建设物联网项目，而某些通讯运营商也将逐步推出相应的智能家居服务，物联网的建设将大大推进智能家居产业化的进程。
在欧美等发达国家，电动窗帘已广泛应用。电动窗帘产品不但实现了电动化，还能通过红外线、无线电遥控或定时控制实现自动化，而且可运用阳光、温度、风等电子感应器，实现产品的智能化操作，降低了人们的劳动强度，延长了窗帘
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淮安信息职业技术学院毕业设计论文
产品的使用寿命。根据美国该行业之专业顾问公司PARKS的统计资料显示：1995年，美国一个家庭要安装家庭自动化设备的平均费用在7000至9000美元之间。1995年美国家庭已使用先进家庭自动化设备的比率为0.33％，看来市场真正启动尚需时日。预计这五年内，家庭自动化的市场年平均增长率为8％。PARKS公司的资料亦显示：到2004年，家庭网络市场总额可达57亿美元。据国际专家预测，到2000年底国际智能家居的产品销售额可达24亿美元。
就现在来看国内的智能家居也已经起步发展到一定的阶段，但相对于国外提前十几年的起步时间还是稍有不足。但无论如何智能家居行业在21世纪已经是新兴崛起的行业是毋庸置疑。
1.3课题设计思想及主要内容
该控制器具有一般的窗帘控制器的最基本的功能，即通过电动按钮来开闭窗帘，在此基本功能的前提下，本设计根据需求还设计了可以根据光照强度和设定时间自动开闭窗帘的功能，在选取设计方案和采用元器件方面，该器本着简单实用经济的思想，尽量简化电路设计，用最简单的电路布线和选用最经济实用的器件来达到设计要求。
自动窗帘控制器具有以下几个基本功能：
（1）手动控制：该功能是根据用户的需求通过按键进行窗帘的开关，此功能可以使窗帘的开闭处于任何一种状态； 照自动开光窗帘；
（3）光照控制：控制器可以根据用户设定的光照强度值通过感光器采集光照自动开光窗帘；
（4）时间控制：此功能是根据用户设定的时间一次性开关窗帘。
（2）光照控制：控制器可以根据用户设定的光照强度值通过感光器采集光
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第二章 总体方案设计
第二章 总体方案设计
2.1总体电路设计的方案框图
单片机在各种电子产品中的应用已经越来越广泛，很多的电子产品利用单片机所取得的便利性得到了人们的好评，针对单片机控制的自动窗帘控制器的智能化要求，为了使实用性更强，本次设计采用时钟模块来实现其自动控制。方案框图如下所示2-1所示：
时钟模块 电源模块 AT89C51 最小系统 键盘模块 显示模块 光照检测
图2-1 方案原理框图
2.2控制器方案设计及其工作原理
自动窗帘控制器总体方案设计是基于满足设计要求的前提并且根据理论上的可实现性和硬件上的经济实用性，而进行设计的重要环节。本章从人们对控制器功能需求出发，在综合考虑各种因素的情况下，设计出自动控制器的总体构架，并且在基本功能需求的基础上尽可能考虑器的可扩展性。
（1） 系统基本功能
手动控制状态：此功能使自动窗帘控制器具有手动拉开、关闭和停止功能。 半自动控制状态：此功能是在要打开或者关闭窗帘的时候，通过“开”或“关”按键，窗帘在电机的带动下可以自动开闭。
亮度自动控制：此功能是利用设定的光照强度自动完成窗帘的打开或者关闭，真正实现黑天关闭，白天打开的功能。
时间自动控制：此功能根据用户需要，设定需要开闭窗帘的时间，通过输入的开启或关闭时间，控制窗帘开关。
（2） 总体结构设计
由光电传感器来探测外界的光强，从传感器出来的信号经过信号调理电路的放大，滤波调理后输入到A/D转化器，A/D转化器完成一个转化过程需要一定的时间，如果在这段时间内信号的幅度发生变化，转换结果将会受到影响，所以期
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淮安信息职业技术学院毕业设计论文
间要用到采样保持电路。转换后的信号由单片机控制器来控制电机的运行与停止。显示部件用来显示电动窗帘控制器的各种状态信息，键盘是主要的输入设备，控制单片机的各种参量。
自动窗帘控制器设计的总体框图如图2-2所示
光电传感器 信号调理电路 A/D转化器 单片机 显示部件 键盘 图2-2 电动窗帘控制器结构图
步进电机
（3）系统工作原理
首先这款智能电动窗帘属于智能家居的一个分模块，因此电源供电以室内交流电220V最为合适，因为课题使用了以单片机为主控芯片的控制器和12V直流减速电机，所以整个模块需要12V、5V两种直流电源；5V电源为主控制器电源，12V电源为MOS管H桥驱动电路电源；
主控制器选用了以单片机为主控芯片的最小控制系统，使用了软硬件结合的方式来实现整个窗帘的智能化；
定时模块课题采用了以可见光光敏电阻器为传感器，通过传感器检测光的强弱来确定相对应的电压值；
驱动电路选用了以MOS为核心的H桥式驱动电路来驱动电机正反转。
电源 传感器 主控制器 时钟 驱动模块 执行机构 图2-3 原理框图
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