智能窗戶系統(tǒng)論文

1、1 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 作品名稱 ： 智能窗戶系統(tǒng) 學(xué)校全稱 ： 系 名 ： 作者姓名 ： 指導(dǎo)老師 ： 日 期 ： 智能窗戶系統(tǒng) 2 摘要 本設(shè)計(jì)是一個(gè)能在下雨、刮風(fēng)（風(fēng)力超過3 級(jí)）和無光照時(shí)自動(dòng)關(guān)窗的自動(dòng)窗戶，并且在天氣晴朗時(shí)自動(dòng)打開。它以一個(gè)at89c52 單片機(jī)作為主機(jī)，若干個(gè)單片機(jī)作為從機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制系統(tǒng)。從機(jī)由負(fù)責(zé)采集信號(hào)的終端設(shè)備濕敏傳?器、紅外對(duì)管、光敏傳感器和溫敏傳感器與單片機(jī)相連構(gòu)成四大模塊，另外還有負(fù)責(zé)設(shè)置溫度的顯示模塊及負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)窗戶開閉的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。然后通過各個(gè)從機(jī)提供的實(shí)時(shí)信息，主機(jī)判斷是開啟窗戶還是關(guān)閉窗戶。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 傳感器 l cd 顯示 rs-485

2、 總線 a/d 轉(zhuǎn)換 智能窗戶系統(tǒng) 3 目錄 第一章 系統(tǒng)簡(jiǎn)介. 4 1.1 系統(tǒng)方案. 4 1.2 功能與指標(biāo) . 6 1.3 實(shí)現(xiàn)原理. 6 1.3.1 傳感器對(duì)外界信號(hào)的數(shù)據(jù)采集 . 6 1.3.2 溫度顯示與設(shè)置 . 10 1.3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換 . 12 1.3.4 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸 . 14 1.4 硬件框圖. 16 第二章 設(shè)計(jì)創(chuàng)意以及價(jià)值 . 18 2.1 特色舉例. 18 2.2 技術(shù)說明(先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性) . 18 2.3 系統(tǒng)使用范圍(簡(jiǎn)單介紹系統(tǒng)適用的行業(yè)、成本經(jīng)濟(jì)) . 19 智能窗戶系統(tǒng) 4 第一章 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1.1 系統(tǒng)方案 1、傳感器對(duì)外界信號(hào)

3、的數(shù)據(jù)采集：使用溫度、濕度、照度傳感單元，分別使用ds18b20 的數(shù)據(jù)采集；由正交振蕩器為濕敏電阻提供交流電壓，ad630 將電路交直流變換，采集濕度變化數(shù)據(jù)；照度檢測(cè)通過電橋，當(dāng)有光照變化時(shí)，光敏電阻的阻值發(fā)生了改變，影響電路。 2、風(fēng)速測(cè)量：運(yùn)用紅外對(duì)管，風(fēng)帶動(dòng)帶動(dòng)光碼盤產(chǎn)生脈沖信號(hào)，風(fēng)速越大脈沖頻率也越大。 檢測(cè)風(fēng)速裝置圖如下: 3、信號(hào)的增益放大：觀察電路的放大輸出信號(hào)隨環(huán)境改變而改變大小，做出放大電路，并設(shè)定放大倍數(shù)。 4、溫度顯示與設(shè)置：使用lcd 數(shù)碼管顯示；制作一4*4 鍵盤，使用單片機(jī)掃描的方式讀取鍵盤信息，用單片機(jī)讀取信息。 智能窗戶系統(tǒng) 5 溫度顯示裝置圖如下： 5、模

4、數(shù)轉(zhuǎn)換：要將傳感器采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)才能識(shí)別。 6、電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)置：信號(hào)由rs-485 信號(hào)轉(zhuǎn)換回為rs-232 信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置圖如下 智能窗戶系統(tǒng) 6 1.2 功能與指標(biāo) 本設(shè)計(jì)可以在下雨、刮風(fēng)（風(fēng)力超過3 級(jí)）等天氣情況下自動(dòng)關(guān)窗，并且可以設(shè)定的適宜的溫度范圍，在設(shè)定范圍外窗戶會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。不僅如此，還可以同時(shí)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開閉情況， 具有傳統(tǒng)窗戶的一切功能。 1.3 實(shí)現(xiàn)原理 1.3.1 傳感器對(duì)外界信號(hào)的數(shù)據(jù)采集 一、溫度采集單元 （1） 溫敏電阻要求 本設(shè)計(jì)采用的溫度是要通過lcd 管進(jìn)行顯示，因此對(duì)溫度傳感器的要求較高，

5、需要對(duì)溫度的變化進(jìn)行準(zhǔn)確的了解及作出正確的溫度對(duì)應(yīng)的電壓關(guān)系。在戶外溫度滿足-30c 50c。本設(shè)計(jì)使用了精確的單線數(shù)字溫度傳感器 ds18b20，適用電壓是35v， ds18b20 特性如下： 1、全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出 2、先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信 3、最高12 位分辨率，精度可達(dá)土0.5 攝氏度 4、12 位分辨率時(shí)的最大工作周期為750 毫秒 5、可選擇寄生工作方式 6、檢測(cè)溫度范圍為55c +125c (67f +257f) 7、內(nèi)置eeprom，限溫報(bào)警功能 8、64 位光刻rom，內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào)，方便多機(jī)掛接 9、多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng) （2） ds18b20 引腳及原理 1、

6、引腳 智能窗戶系統(tǒng) 7 gnd 電壓地 dq 單數(shù)據(jù)總線 vdd 電源電壓 nc 空引腳 2、ds18b20 工作原理 ds18b20 的溫度檢測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解18b20 的內(nèi)部存儲(chǔ)器資源。18b20 共有三種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源，它們分別是： rom 只讀存儲(chǔ)器，用于存放ds18b20id 編碼，其前8 位是單線系列編碼（ds18b20的編碼是19h），后面48 位是芯片唯一的序列號(hào)，最后8 位是以上56 的位的crc碼（冗余校驗(yàn)）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。ds18

7、b20 共64 位rom。 ram 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，ds18b20 共 9個(gè)字節(jié)ram，每個(gè)字節(jié)為8 位。第1、2 個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第3、4 個(gè)字節(jié)是用戶eeprom（常用于溫度報(bào)警值儲(chǔ)存）的鏡像。在上電復(fù)位時(shí)其值將被刷新。第5 個(gè)字節(jié)則是用戶第3 個(gè)eeprom 的鏡像。第6、7、8 個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。第9 個(gè)字節(jié)為前8 個(gè)字節(jié)的crc 碼。eeprom 非易失性記憶體，用于存放長(zhǎng)期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)，ds18b20 共3 位eepr

8、om，并在ram 都存在鏡像，以方便用戶操作。 ds18b20 裝置圖如下： 智能窗戶系統(tǒng) 8 二、濕度采集單元 （1）濕敏電阻原理 本設(shè)計(jì)采用的是氯化鋰濕敏電阻 ，其特性如下： 氯化鋰濕敏電阻即電解質(zhì)濕敏電阻，利用物質(zhì)吸收水分子而導(dǎo)電率變化檢測(cè)濕度。在氯化鋰（licl）溶液中，li 和cl 以正負(fù)離子的形式存在，鋰離子（li+）對(duì)水分子的吸收力 強(qiáng)，離子水合成度高，溶液中的離子導(dǎo)能力與溶液濃度成正比，溶液濃度增加，導(dǎo)電率上升。當(dāng)溶液置于一定濕度場(chǎng)中，若環(huán)境rh 上升，溶液吸收水分子使?jié)舛认陆?，電阻?上升，反之rh 下降，溶液吸收水分子使?jié)舛壬仙?，電阻?下降。通過測(cè)量溶液電阻值r 實(shí)現(xiàn)對(duì)濕

9、度測(cè)量。 氯化鋰濕敏電阻如下： 濕度檢測(cè)裝置如下： 智能窗戶系統(tǒng) 9 三、光照采集單元 （1）光敏電阻原理 本設(shè)計(jì)采用如下光敏電阻： 光敏電阻器（photovaristor）又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。 通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子空穴對(duì)，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。一般光敏電阻器結(jié)構(gòu)如上圖所示。 用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化

10、物等半導(dǎo)體。 在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對(duì)增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對(duì)將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。 （2）主要參數(shù) 智能窗戶系統(tǒng) 10 光敏電阻的主要參數(shù)有亮電阻，暗電阻，光電特性 光譜特性，頻率特性，溫度特性。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而

11、變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。沒有極性，純粹是個(gè)電阻期間，使用時(shí)可加直流也可以加交流 光照檢測(cè)裝置如下： 1.3.2 溫度顯示與設(shè)置 一、設(shè)置功能說明 溫度設(shè)置即通過人工自主設(shè)置整個(gè)電路系統(tǒng)工作的溫度范圍，包括溫度下限和溫度上限，當(dāng)外界溫度（即溫度顯示單元中數(shù)碼管顯示的溫度）在設(shè)置的溫度范圍外時(shí)，即是外界溫度較高或是較低時(shí)，此時(shí)不再考慮外界的其它因素如：風(fēng)力、空氣濕度、光照強(qiáng)度等，窗戶都處在關(guān)閉狀態(tài)。 二、功能的實(shí)現(xiàn) （1）lcd12864 顯示設(shè)置溫度 1、顯示方式的選擇 方案一、 led 顯示屏（led panel）：led 就是 light emitting diode ，發(fā)光二極管的英文縮寫

12、，簡(jiǎn)稱 led。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。led 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來是：令外 led 還具有亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。 方案二、 lcd 是 liquid crystal display 的簡(jiǎn)稱，lcd 的構(gòu)造是在兩片平行智能窗戶系統(tǒng) 11 的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。它的對(duì)比度、亮度、信號(hào)響應(yīng)時(shí)間

13、、可視角度都比較好，價(jià)錢也比較合理。而且本試驗(yàn)若采用 lcd 這樣硬件的連接顯得比較適合，所以選擇 lcd，并且這樣我們也能學(xué)到好多東西。 基于上述理論分析結(jié)合本電子設(shè)計(jì)題目的基本要求要求我們選擇lcd12864 來顯示溫度。 下面是 lcd12864 的模擬圖： （2）4*4 鍵盤設(shè)置溫度 44 矩陣鍵盤識(shí)別處理，每個(gè)按鍵都有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識(shí)別這個(gè)按鍵的編碼。矩陣的行線和列線分別通過兩并行接口和cpu通信。鍵盤的一端（列線）通過電阻接vcc，而接地是通過程序輸出數(shù)字“0”實(shí)現(xiàn)的。鍵盤處理程序的任務(wù)是：確定有無鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么？還要消除按鍵在閉合或

14、斷開時(shí)的抖動(dòng)。兩個(gè)并行口中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接地；另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號(hào)共同形成鍵編碼而識(shí)別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能。 4*4 鍵盤裝置如下： 智能窗戶系統(tǒng) 12 1.3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換 一、模數(shù)轉(zhuǎn)換要求 因?yàn)閭鞲衅鞑杉降氖悄M信號(hào)，而處理器處理的信號(hào)基本都是數(shù)字信號(hào)，故必須要實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間轉(zhuǎn)換。這次我們選擇的ad 轉(zhuǎn)換芯片是adc0809，參數(shù)如下： adc0809 有8 路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有8 路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道抵制鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100 s 左右。引腳圖如下： 二、 adc0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) （

15、1）adc0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖 如圖所示: 智能窗戶系統(tǒng) 13 圖中多路開關(guān)可選通8 個(gè)模擬通道，允許8 路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì)a、b、c 3 個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，表9-1為通道選擇表。 下圖為通道選擇表： （2）信號(hào)引腳 adc0809 芯片為28 引腳為雙列直插式封裝，其引腳排上圖。 adc0809 主要信號(hào)引腳的功能說明如下： in7in0模擬量輸入通道 ale地址鎖存允許信號(hào)。對(duì)應(yīng)ale 上跳沿，a、

16、b、c 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 智能窗戶系統(tǒng) 14 start轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。start 上升沿時(shí)，復(fù)位adc0809；start 下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片，開始進(jìn)行a/d 轉(zhuǎn)換；在a/d 轉(zhuǎn)換期間，start 應(yīng)保持 低電平。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫為st. a、b、c地址線。 通道端口選擇線，a 為低地址，c 為高地址，引腳圖中為adda，addb 和addc。其地址狀態(tài)與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系見表9-1。 clk時(shí)鐘信號(hào)。adc0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。通常使用頻率為500khz 的時(shí)鐘信號(hào) eoc轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。eoc=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；eoc=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中

17、該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。 d7d0數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。d0 為最低位，d7 為最高 oe輸出允許信號(hào)。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。oe=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻；oe=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 vcc +5v 電源。 vref參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為+5v(vref(+)=+5v, vref(-)=-5v)。 1.3.4 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸 一、如何實(shí)現(xiàn)從機(jī)識(shí)別 在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信系統(tǒng)中，如何識(shí)別多點(diǎn)中的一點(diǎn)是經(jīng)常碰到的問題，這屬于同通信協(xié)

18、議的的設(shè)計(jì)范疇。我們采用的方法是地址識(shí)別，即給多點(diǎn)分別設(shè)定地址信息，方法是在數(shù)據(jù)前加地址字段或直接在數(shù)據(jù)傳輸之前先發(fā)送地址幀，主機(jī)通過不同的地址信息來識(shí)別數(shù)據(jù)源。 對(duì)于我們的實(shí)驗(yàn)，地址幀的識(shí)別過程如下： (1) 首先，從機(jī)處于只接收地址幀的狀態(tài)； (2) 主機(jī)發(fā)送一地址幀信息； (3) 從機(jī)接收到地址幀后，將本機(jī)地址于地址幀中的地址進(jìn)行比較，如果地址相同，則準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，否則丟棄當(dāng)前地址幀，依然處于只接收地址智能窗戶系統(tǒng) 15 幀的狀態(tài)； (4) 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，相應(yīng)的從機(jī)接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸完畢后，從機(jī)返回只接收地址幀的狀態(tài)，在這一過程中其他從機(jī)不受影響； (5) 當(dāng)主機(jī)需要于其他從機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)

19、傳輸時(shí)，可以再次發(fā)送地址幀呼叫從機(jī)，重復(fù)這一過程。 二、51 單片機(jī)串口的多機(jī)通信系統(tǒng) 51 單片機(jī)的自帶串口專門為這種一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的多機(jī)通信系統(tǒng)提供了識(shí)別功能，該功能是利用串口控制寄存器scon 的sm2 位實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng)串口以方式2 或方式3 工作時(shí)，發(fā)送和接收的每一幀信息多是11 位，其中第九位數(shù)據(jù)位是可編程的，此位用于區(qū)別發(fā)送的是地址幀還是數(shù)據(jù)幀，為 1則為地址幀，為0 則為數(shù)據(jù)幀，此位是通過對(duì)scon 寄存器的tb8 位賦值來置位的。 若從機(jī)的控制位sm2 設(shè)置為1，當(dāng)接收的是數(shù)據(jù)幀時(shí)，數(shù)據(jù)裝入sbuf,并置ri=1,向cpu 發(fā)出中斷申請(qǐng)；當(dāng)接收的是數(shù)據(jù)幀時(shí)，不產(chǎn)生中斷，信息被丟棄。若

20、sm2 設(shè)置為0,則無論是地址幀還是數(shù)據(jù)幀都將產(chǎn)生ri=1 的中斷標(biāo)志，數(shù)據(jù)裝入sbuf。 利用51 單片機(jī)串口的此多機(jī)通信功能可按如下步驟實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸： （1） 將所有從機(jī)的sm2 位置1，使其處于只接收地址幀的狀態(tài)； （2） 主機(jī)發(fā)送一地址幀，其中前 8 位數(shù)據(jù)位表示要求與之通信的從機(jī)地址，第九位為1，表示當(dāng)前幀為地址幀； （3） 從機(jī)接收到地址幀后，將本機(jī)地址與地址幀中的地址進(jìn)行比較，如果地址相同，即將sm2 置0，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，否則丟棄當(dāng)前幀，sm2 位保持不變，依然處于只接收地址幀的狀態(tài)； （4） 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，相應(yīng)的從機(jī)接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸完畢后，從機(jī)繼續(xù)將sm2 位置1

21、，回到只接收地址幀的狀態(tài)在這一過程中其他從機(jī)不受影響； （5） 當(dāng)主機(jī)需要于其他從機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以再次發(fā)送地址幀呼叫從智能窗戶系統(tǒng) 16 機(jī)，重復(fù)這一過程。 三、協(xié)議設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容 表-1 單片機(jī)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈帐中盘?hào)定義 握收信號(hào) 說明 0x2a 數(shù)據(jù)傳輸成功 0xf0 數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤 表-2 單片機(jī)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度字節(jié) 數(shù)據(jù)字節(jié) 奇偶校驗(yàn)字節(jié) 1 字節(jié) n 字節(jié) 1 字節(jié) 1.4 硬件框圖 單片機(jī)485 總線現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能示意圖，如下： rs-232 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集 節(jié)點(diǎn)n 節(jié)點(diǎn)2 節(jié)點(diǎn)1 rs-485 總線 終端 設(shè)備 主控機(jī) （單片機(jī)） 終

22、端 設(shè)備 終端 設(shè)備 單 片機(jī) 系統(tǒng) 485 接口 單 片機(jī) 系統(tǒng) 485 接口 單 片機(jī) 系統(tǒng) 485 接口 232/485轉(zhuǎn)接 智能窗戶系統(tǒng) 17 數(shù)據(jù)采集的終端設(shè)備，主要部件是傳感器。下圖為傳感器典型應(yīng)用的系統(tǒng)框圖 （a） 控制系統(tǒng) （b）測(cè)量裝置 模擬 傳感器 a/d 轉(zhuǎn)換器 各 單 元單片機(jī) 傳感器 電 子 線路測(cè)量 顯示裝置 電源 數(shù)碼管顯示 溫度設(shè)置 電機(jī)1# 電機(jī)2# 電機(jī)n# 主控單片機(jī) 智能窗戶系統(tǒng) 18 第二章 設(shè)計(jì)創(chuàng)意以及價(jià)值 2.1 特色舉例 眾所周知，天氣的變化永遠(yuǎn)不是人們所能操控的，早晨還是陽光燦爛，上班時(shí)間卻發(fā)現(xiàn)窗外大雨滂沱，忽然想起家中還有窗戶忘了關(guān)閉，正在上

23、班的你是來不及，也不可能趕回家中關(guān)窗戶的，大雨就會(huì)打濕你的房間，給你的日常生活帶來不便。但是現(xiàn)在你不需要再為下雨的日子忘記關(guān)窗而煩惱，本設(shè)計(jì)就是基于解決這一問題的，具有濕度、風(fēng)速、照度、溫度檢測(cè)的智能化窗戶，會(huì)讓你的家居生活變得更加方便，具體優(yōu)點(diǎn)如下： 1、本設(shè)計(jì)的控制有自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，自動(dòng)模式可以根據(jù)程序的設(shè)定情況開關(guān)窗戶，手動(dòng)模式可以根據(jù)隨心所欲開關(guān)窗戶。 2、下雨自動(dòng)檢測(cè)（通過外置的濕敏傳感器檢測(cè)雨水達(dá)到下雨時(shí)自動(dòng)關(guān)窗的目的）。 3、風(fēng)力自動(dòng)檢測(cè)（通過外置的紅外對(duì)管檢測(cè)風(fēng)力的大小達(dá)到風(fēng)速大于3 級(jí)時(shí)自動(dòng)關(guān)窗的目的）。 4、照度自動(dòng)檢測(cè)（通過外置的光敏傳感器檢測(cè)照度達(dá)到無光照時(shí)自動(dòng)關(guān)窗

24、的目的）。 5、設(shè)定適宜溫度范圍（通過鍵盤設(shè)定人體適宜的溫度上下限，并由外置的溫敏傳感器檢測(cè)室外溫度以控制窗戶的自動(dòng)開關(guān)）。 6*、煤氣濃度檢測(cè)（通過內(nèi)置的煤氣濃度檢測(cè)裝置達(dá)到煤氣濃度超標(biāo)時(shí)窗戶自動(dòng)開啟的目的）。 7*、可以運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)或短信遠(yuǎn)程控制家里的窗戶關(guān)閉。（打“*”為未來發(fā)展方向） 2.2 技術(shù)說明(先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性) 1.本設(shè)計(jì)可以在下雨、刮風(fēng)（風(fēng)力超過 3 級(jí)）等天氣情況下自動(dòng)關(guān)窗，并且智能窗戶系統(tǒng) 19 可以設(shè)定的適宜的溫度范圍，在設(shè)定范圍外窗戶會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。不僅如此，還可以手動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開閉情況，不會(huì)在烈日炎炎或寒冷入骨還打開窗戶，室內(nèi)空調(diào)也不會(huì)成了擺設(shè)。通過rs-485 總線的使用，用一臺(tái)主機(jī)就可以控制一個(gè)家庭的全部窗戶，將傳感器部分放在樓頂，既不影響美觀又省了每個(gè)窗戶裝一傳感器的錢。未來的發(fā)展可以進(jìn)行室內(nèi)煤氣濃度的檢測(cè)以及通過互聯(lián)網(wǎng)（或短信）對(duì)