基于AVR单片机的感应窗帘控制系统设计.pdf

本篇文章主要介绍了基于AVR单片机的感应窗帘控制系统的设计与研发，该系统能够通过超声波和温度传感器检测环境温度和人距窗帘的距离，并通过这些信息触发窗帘的开闭控制，使用点阵模组显示温度和距离信息，同时外部设备通过蓝牙通讯可以直接控制电机的速度和运行时间。文章详细阐述了该系统的设计架构、硬件组成、软件设计以及实现功能。 ### 系统设计与架构 感应窗帘控制系统采用分布式架构，系统主控单元与各子系统之间通过线束等进行通信。牵引子系统能够与外部设备通过蓝牙进行通信，实现远程控制。整个系统主要由以下几个子系统构成： 1. 显示子系统：负责显示温度、距离等信息。 2. 测距子系统：利用超声波传感器（HC-SR04）来测量人与窗帘的距离。 3. 温度传感子系统：使用温度传感器（DS18B20）来检测环境温度。 4. 牵引子系统：包括电机和反向放大器，用于窗帘的驱动与控制。 主系统通过触摸屏电脑实现，而各个子系统则嵌入了AVR单片机，这样不仅能够处理和决策数据，还能连接到相应的电机接口来实现控制。 ### 硬件组成 每个子系统均独立拥有LED点阵模组、超声波传感器、温度传感器、电机和反向放大器等组件。点阵模组用于显示相关数据信息，而传感器则负责收集外部环境数据。温度和超声波传感器采集的数据经过主系统处理后在显示模块上显示，并根据预设条件驱动电机执行窗帘的开闭。 ### 软件设计 软件设计部分包括电机控制和显示单元的智能化控制。控制系统提供三种操作模式：停机、手动和自动模式。软件流程图包括点阵模组、电机运行、温度传感和超声波测距等关键部分。 系统设计时还考虑了实时操作系统（RTOS）的选择，这里使用的是UCOSIII系统和第三方GUI库STemWin。这样的设计可以保证系统的实时性以及用户界面的友好性。 ### 功能实现 系统能够实现对环境温度和人与窗帘距离的实时检测，并根据这些数据触发窗帘的智能化开闭。系统通过蓝牙通讯能够直接控制电机的速度和窗帘的运行时间。显示单元则使用2.4寸液晶模块，实现了低功耗、小体积和触摸操作的功能，能够清晰地显示各种操作信息和状态。 ### 关键技术与应用 1. **AVR单片机**：文章提到的系统主要采用AVR系列单片机，AVR单片机以其高性能、低功耗以及简单的编程操作而被广泛应用在许多嵌入式系统和硬件开发项目中。 2. **超声波测距**：超声波传感器被用来检测窗帘与人的距离，通过测量声波的往返时间来计算距离。 3. **温度传感器**：DS18B20传感器用于实时检测环境温度，并将数据提供给系统进行判断处理。 4. **蓝牙通讯技术**：外部设备可以通过蓝牙模块与窗帘控制系统进行通讯，进行无线控制。 5. **触摸屏界面**：2.4寸液晶显示模块结合触摸操作，能够直观、便捷地控制窗帘的开关，显示相关信息。 6. **实时操作系统UCOSIII**：该操作系统管理多个任务，并且能够高效地处理各个任务之间的切换，确保窗帘控制系统稳定运行。 ### 参考文献 文章引用了两篇参考文献，一篇为钱云等人基于ATMEGA16单片机的智能窗帘控制系统设计，另一篇为顾永乐的智能窗帘控制系统设计。 该系统通过多种传感器采集环境与人体数据，利用蓝牙通讯实现远程智能控制，结合触摸屏和LED显示提高用户交互体验，并在软件层面通过实时操作系统优化任务处理效率，最终实现了一个智能化、自动化的窗帘控制系统。