本科論文答辯PPT-基于單片機(jī)防盜報(bào)警智能窗設(shè)計(jì)

1、2015基于單片機(jī)防盜報(bào)警智能窗設(shè)計(jì)班 級(jí)：2011級(jí)電子信息工程（1）班學(xué) 號(hào)：20114081006姓 名：葛平晴指導(dǎo)老師：陳麗華課題背景l(fā)窗戶對(duì)室內(nèi)環(huán)境的改變有著重要的影響，因此在一所家居住宅的設(shè)計(jì)的墻面積中，門窗所占有的面積將近20%，而這其中，窗戶所占的面積將近45%。然而在傳統(tǒng)的窗戶設(shè)計(jì)中存在很多的安全隱患，因此設(shè)計(jì)一款可以自動(dòng)的根據(jù)室內(nèi)環(huán)境來自動(dòng)控制窗戶開關(guān)，同時(shí)兼具防盜報(bào)警功能的智能窗替代傳統(tǒng)窗戶能夠有效的消除存在的安全隱患，同時(shí)可以更好的保障人們?cè)谑覂?nèi)生活的人身安全以及財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)智能窗的研究是智能家居研究的一個(gè)重要部分，且現(xiàn)國內(nèi)智能家居的發(fā)展比國外有一定差距，研究這種功能

2、可靠多樣，經(jīng)濟(jì)適用的智能窗，對(duì)家庭生活有著重要意義。課題研究內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)能夠基于單片機(jī)控制可以自動(dòng)的根據(jù)室內(nèi)環(huán)境來自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶開關(guān)，同時(shí)兼具防盜報(bào)警功能智能窗，主要從以下的幾個(gè)方面來進(jìn)行研究：l1.基本功能能夠根據(jù)室外溫度，濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開關(guān)；能夠根據(jù)室內(nèi)的煙霧濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開關(guān)；可以根據(jù)日照的強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開關(guān)。l2.防盜功能能夠檢測(cè)室外是否有人靠近，當(dāng)檢測(cè)到室外有人靠近時(shí)自動(dòng)關(guān)窗，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。l3.控制功能可以近距離和遠(yuǎn)距離控制窗戶的開關(guān)；可以根據(jù)提設(shè)定時(shí)間實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)窗戶功能。l4.設(shè)置和顯示功能可以設(shè)置各個(gè)傳感器自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶開關(guān)參數(shù)的上下限，可以設(shè)置自動(dòng)開關(guān)窗戶的時(shí)間；可

3、以顯示時(shí)間和各個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊的當(dāng)前狀態(tài)及設(shè)置時(shí)的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。課題設(shè)計(jì)思路l基于單片機(jī)防盜報(bào)警智能窗設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為主要控制器，通過對(duì)預(yù)先設(shè)置的環(huán)境參數(shù)上下限的值與通過環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊采集來的實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行掃描比較來確定對(duì)窗戶的控制，利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)對(duì)智能窗的定時(shí)開關(guān)。通過單片機(jī)對(duì)防盜檢測(cè)模塊輸出信號(hào)的掃描來實(shí)現(xiàn)智能窗的防盜功能，一旦掃描到不明物體接近窗戶的信號(hào)，單片機(jī)控制窗戶控制電路和報(bào)警電路，智能窗自動(dòng)關(guān)閉且報(bào)警。當(dāng)特殊情況產(chǎn)生時(shí)手動(dòng)控制模塊的信號(hào)輸入單片機(jī)，控制窗戶的開關(guān)。顯示電路的設(shè)計(jì)是為了能夠更加清晰明了的進(jìn)行人機(jī)信息的交換。以此來方便可靠地實(shí)現(xiàn)智能窗所需要的功能

4、。課題設(shè)計(jì)思路課題硬件設(shè)計(jì)l防盜報(bào)警智能窗系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的原理為以單片機(jī)作為工作處理器作為主控中心，同時(shí)利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)窗的功能，使用驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)蜂鳴報(bào)警器構(gòu)成窗戶的控制模塊和報(bào)警電路。利用單片機(jī)外接光敏電阻，煙霧傳感器，溫濕度傳感器作為環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊，采集輸出的實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)信號(hào)。使用外接紅外線光電漫反射開關(guān)作為防盜檢測(cè)電路，采集輸出的防盜信號(hào)。利用外接鍵盤實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境參數(shù)上下限的設(shè)置以及定時(shí)時(shí)間的設(shè)置。同時(shí)外接紅外線接收晶體管，利用紅外線控制實(shí)現(xiàn)智能窗的遠(yuǎn)距離手動(dòng)控制功能，外接鍵盤實(shí)現(xiàn)智能窗的近距離手動(dòng)控制功能。利用外接液晶屏幕來實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息的交換功能。課題硬件設(shè)計(jì)課題硬件

5、設(shè)計(jì)課題軟件設(shè)計(jì)l本設(shè)計(jì)的主要工作原理：接通電源后，單片機(jī)開始工作。窗戶控制模塊啟動(dòng)，窗戶首先關(guān)閉。環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、防盜監(jiān)測(cè)電路將檢測(cè)到的信號(hào)傳入到單片機(jī)中。濕溫度傳感器檢測(cè)到室外濕度超過或低于預(yù)設(shè)值時(shí)，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)關(guān)窗或者開窗。濕溫度傳感器檢測(cè)到室外溫度超過或低于預(yù)設(shè)值時(shí)，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)關(guān)窗或者開窗。當(dāng)煙霧傳感器探測(cè)到室內(nèi)煙霧濃度超過或低于預(yù)設(shè)值時(shí)，單片機(jī)立刻發(fā)出開窗或者關(guān)窗指令控制窗戶的開啟和關(guān)閉。當(dāng)光敏電阻檢測(cè)到光照強(qiáng)度高于或者低于預(yù)設(shè)值時(shí)，單片機(jī)立刻發(fā)出開窗或者關(guān)窗指令控制窗戶的開啟和關(guān)閉。當(dāng)紅外檢測(cè)探頭如果檢測(cè)到有物體靠近，此時(shí)窗戶自動(dòng)關(guān)閉，并且蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。課題軟件設(shè)計(jì)課

6、題調(diào)試過程問題及解決方法l1系統(tǒng)的硬件布局和布線不合理：因?yàn)橹悄艽暗脑O(shè)計(jì)采用的是模塊化的設(shè)計(jì)方法，將各個(gè)模塊分開設(shè)計(jì)和調(diào)試，為了調(diào)試方便而忽略了系統(tǒng)硬件的整體布局，設(shè)計(jì)中大部分采用了跳線的連接方法而使得電路的硬件布局混亂。解決方法：重新對(duì)硬件電路進(jìn)行簡單的調(diào)試和布局，盡可能的隱藏跳線，使整體的硬件布局美觀。l2煙霧傳感器采集的環(huán)境參數(shù)輸出數(shù)據(jù)誤差較大：煙霧傳感器輸出采集到的實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)在在顯示電路中顯示的數(shù)值誤差較大。解決方法：煙霧傳感器為電阻控制型氣敏傳感器，使用前須提前預(yù)熱35分鐘，否則輸出數(shù)據(jù)誤差較大；在煙霧傳感器的模擬信號(hào)輸出端外接一個(gè)調(diào)節(jié)電位器，調(diào)節(jié)電位器的阻值來調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)輸出的

7、模擬信號(hào)的大小，以減小輸出數(shù)據(jù)的誤差。課題調(diào)試過程問題及解決方法l3報(bào)警電路的蜂鳴器失靈：在調(diào)試過程中，報(bào)警電路中的蜂鳴器失靈，原因是利用開關(guān)作用控制蜂鳴器報(bào)警的三極管的型號(hào)使用錯(cuò)誤，應(yīng)使用的是PNP型三極管而不是NPN型三極管。解決方法：將使用的NPN型三極管改為PNP型三極管。l4紅外線遙控器失靈：在調(diào)試過程中，由于紅外線遙控器發(fā)出的光為不可見光，所以在調(diào)試過程中不知道紅外線遙控器是否工作正常。同時(shí)因?yàn)榧t外線遙控器標(biāo)配的電池為+3.5V的紐扣電池功率較低，經(jīng)常出現(xiàn)紅外線遙控器失靈的情況。解決方法：將正常工作的電子攝像頭對(duì)準(zhǔn)紅外線遙控器的紅外線發(fā)射燈，在電子攝像頭中看到發(fā)射燈變?yōu)樽习咨珓t說明

8、紅外遙控器正常工作。因?yàn)榧t外線遙控器經(jīng)常失靈，所以采用外接+5V電源的方法來代替紐扣電池，提高電源的輸入功率，解決因電源功率不高而造成失靈的狀況。課題調(diào)試過程問題及解決方法l5紅外線漫反射光電開關(guān)的探測(cè)距離的測(cè)量：紅外線漫反射光電開關(guān)的探測(cè)范圍經(jīng)過測(cè)量大約是在探測(cè)正前方的0-60cm的空間內(nèi)，因?yàn)榧t外線漫反射光電開關(guān)的檢測(cè)范圍調(diào)節(jié)為手動(dòng)，因此需提前調(diào)節(jié)好檢測(cè)范圍。l6步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制角度太小：在測(cè)試過程中，步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)角的太小。解決方法：修改程序中的步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)值數(shù)組，可以調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制角度。l7LCD1602液晶顯示屏顯示字符不清晰：調(diào)試過程中，LCDLCD1602液

9、晶顯示屏顯示字符不清晰。解決方法：在LCD1602液晶顯示屏的3腳外接一個(gè)調(diào)節(jié)電位器，調(diào)節(jié)電位器便可以調(diào)節(jié)顯示字符的亮度和清晰度。課題設(shè)計(jì)結(jié)論l本次課題設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的防盜報(bào)警智能窗。旨在借助目前成熟的單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)窗戶的自動(dòng)化和智能化，同時(shí)讓窗戶兼具防盜報(bào)警的功能，更好的保護(hù)人們的財(cái)產(chǎn)和安全。本次智能窗的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以下的功能 ：1.基本功能能夠根據(jù)室外溫度，濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開關(guān)；能夠根據(jù)室內(nèi)的煙霧濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開關(guān)；可以根據(jù)日照的強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開關(guān)。2.防盜功能能夠檢測(cè)室外是否有人靠近，當(dāng)檢測(cè)到室外有人靠近時(shí)自動(dòng)關(guān)窗，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。3.控制功能可以近距離和遠(yuǎn)距離控制窗戶的開關(guān)；能夠根據(jù)設(shè)定的時(shí)間定時(shí)開關(guān)窗。4.設(shè)置和顯示功能可以設(shè)置各個(gè)傳感器自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶開關(guān)參數(shù)的上下限，可以設(shè)置自動(dòng)開關(guān)窗戶的時(shí)間實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，能夠顯示各個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊的當(dāng)前狀態(tài)和設(shè)置狀態(tài)，能夠顯示當(dāng)前的時(shí)間值和設(shè)置狀態(tài)的值。課