基于STM32智能窗户的设计与实现.pdf
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第
２
期
（
总
第
２１３
期
）
２０１９
年
４
月
机械工程与自动化
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ
ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
＆
ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
Ｎｏ．２
Ａ
ｐ
ｒ
．
文章编号
：
１６７２
－
６
４１３
（
２０１９
）
０２
－
０
１０５
－
０
２
基
于
ＳＴＭ３２
櫜
智能窗户的设计与实现
胡
钰
，
杨
应洪
，
刘
欣
，
王
勇
（
西
南科技大学 工程技术中心
，
四川
绵阳
６２１０１０
）
摘要
：
以
ＳＴＭ３２
单片机为智能窗户的控制核心
，
设计了一款由窗户本体结构
、
各种传感器及附属装置等组
成的智能窗户系统
。
该系统能够对室外环境的温湿度
、
雨滴
、
室内的烟雾与火焰等进行监控
，
并通过数据采
集及处理控制电机的运转
，
进而实现窗户的打开与关闭
。
该智能窗户设有手动模式和自动模式
，
功能简单实
用
，
成本低廉
，
具有广阔的市场前景
。
关键词
：
Ｓ
ＴＭ３２
；
设计
；
传感器
；
智能窗户
中图分类号
：
Ｔ
Ｐ２７３
文献标识码
：
櫜
Ａ
国家级大学生创新创业训练计划项目
（
２０１７１０６１９０１９
）
收
稿日期
：
２
０１８
－
０
９
－
１
９
；
修
订日期
：
２
０１９
－
０
１
－
３
０
作
者简介
：
胡钰
（
１
９９７
－
）
，
女
，
四
川德阳人
，
在读本科生
，
专业为生物医学工程
。
０
引
言
随着信息技术的飞速发展
，
智能家居逐渐走进人
们的视野
，
并迅速成为物联网时代的代表产物
。
智能
家居使家变得智能化
，
将现今的科技融入家中
，
让科技
服务于大众
，
创造 一个 更为 舒适
、
更为安全的居住环
境
，
这也是当下社会智能化发展的趋势
。
智能窗户是
智能家居的重要组成部分之一
，
通过其相应的功能
，
实
现对室内外环境
（
如风速
、
烟尘密度
、
空气质量等
）
的监
测
，
并根据信息处理结果实现窗户的开关
，
进一步实现
智能家居
［
１
］
。
本
文主要介绍一种基于
Ｓ
ＴＭ３２
的
智能
窗户的设计与实现
。
１
智能窗户的总体设计
该系统是以
Ｓ
ＴＭ３２
单
片机 为控制 核心
，
系统总
体结构框图如图
１
所示
。
其主要由机械结构模块
、
主
控模块
（
Ｃ
ＰＵ
）
、
无
线通信模块
、
环境监测模块
、
显示模
块
、
窗户位置检测模块
、
电源模块等组成
。
环境监测模
块准确检测到环境的温度和湿度信息
、
室内光线变化
，
探测室内的液化气
、
丁烷
、
丙烷
、
烟雾等气体的泄漏
，
光
线传感器可与烟雾传感器配合检测室内是否有火苗
，
当发现有火灾隐患时
，
便启动报警装置发出警报
；
窗户
位置检测模块能及时检测到窗户的位置信息
［
２
－
３
］
，
通
过
无线通信模块
（
型号为
Ｎ
ＲＦ２４Ｌ０１
）
对窗户的开关
进行
遥控
，
并对工作模式进行切换
。
２
硬件设计
２
．１
窗
体机械结构
该窗体主要由窗框
、
窗户
、
电机及传动装置等构
成
［
４
－
５
］
。
通
过电机的正反转带动丝杠转动
，
进一步实现
窗户的开关
，
窗体结构如图
２
所示
。
图
１
智能窗户系统的总体结构框图
图
２
窗
体结构
２
．２
主要模块的设计
本文所研究的
智能窗户采用
Ｓ
ＴＭ３２
最
小系统作
为主控制器
，
选用
Ｍ
Ｐ１５８４ＥＮ
型
号的
Ｄ
Ｃ
－
Ｄ
Ｃ
降
压电
源模块
。
２
．２．１
电机及传感器
模块
采用
Ｄ
ＨＴ１１
数字温湿度传感器
，
它
能输 出数 字
信号的温湿度
。
传感器包括电阻式感湿元件和
Ｎ
ＴＣ
测
温元件
，
与高性能
８
位单片机相连接
。
湿度检测电
路模块实现的功能是
：
当系统检测到室外下雨时
，
系统
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