邵海龍，梁嵇暉

　?。ㄎ湟膶W院 機電工學院,福建 武夷山 354300）

       摘要： 家用窗簾的智能控制系統(tǒng)主要由直流電機,、HC06藍牙模塊和AT89C52單片機組成。該系統(tǒng)具備手動控制、藍牙遙控和自動控制三種功能,。硬件利用按鍵實現(xiàn)手動和自動模式的切換,，選擇HC06藍牙模塊接收控制命令，采用DTH11溫濕度傳感器和光敏電阻對室內環(huán)境進行自動檢測,，并根據檢測結果控制直流電機動作,，實現(xiàn)對室內窗簾的自動控制。該系統(tǒng)具有性價比高,、運行穩(wěn)定,、抗干擾性強等優(yōu)點，解決了傳統(tǒng)窗簾控制手段單一,、智能化低的缺點,。

　　關鍵詞：智能窗簾；單片機,；藍牙通信,；智能控制

　　中圖分類號：TP272文獻標識碼：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.04.017

　　引用格式：邵海龍，梁嵇暉.智能窗簾控制系統(tǒng)［J］.微型機與應用,，2017,36（4）：56-58.

0引言

　　微電子技術和無線通信技術的不斷進步,，推動了家居智能化的發(fā)展,。智能窗簾控制系統(tǒng)作為智能家居的重要組成部分,，逐漸地走進了人們的生活，給人們提供了方便,、舒適的生活環(huán)境,。本文將傳感器檢測技術、單片機控制技術和藍牙通信技術相結合,，設計出一款能夠根據當前環(huán)境溫濕度,、光照強度大小自動控制開關窗簾的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)可在手動模式和自動模式進行任意切換,，解決了傳統(tǒng)窗簾控制手段單一的缺點,，使設計更加人性化。為了進一步提高系統(tǒng)控制的靈活度,，系統(tǒng)設計中采用HC06藍牙模塊,，實現(xiàn)了本地控制端和藍牙遙控設備之間的無線通信，滿足了家用窗簾遠程控制的需求［1］,。

1系統(tǒng)總體結構設計

　　智能窗簾控制系統(tǒng)以AT89C52單片機為主控制芯片,，硬件由電源模塊、按鍵采集模塊,、溫濕度采集模塊,、光強采集模塊、AT89C52主控模塊、LED顯示模塊,、電機驅動模塊,、報警模塊和通信模塊組成。系統(tǒng)結構如圖1所示,。

2系統(tǒng)硬件電路設計

　　智能窗簾控制系統(tǒng)的硬件共由9部分組成,，根據電路工作的特性，設計中將它們分為電源電路,、采集控制電路和通信電路,。

　　2.1電源電路設計

　　系統(tǒng)硬件中直流電機和電機驅動芯片需要使用直流12 V進行供電,其他硬件部分需要直流5 V供電。本設計供電電源選擇直流24 V 5 A的蓄電池電池作為供電源,。輸入的24 V電壓經過LM7812和LM7805轉換出直流12 V和5 V輸出,，為系統(tǒng)硬件供電。電源電路如圖2所示,。

　　2.2采集控制電路設計

　　采集和控制電路由輸入采集電路,、主控單元電路、輸出控制電路三部分組成,。輸入采集電路包括對環(huán)境溫濕度,、環(huán)境光照強度和輸入按鍵信息的采集；主控單元設計包括單片機最小工作系統(tǒng)設計,；輸出控制部分包括對直流電機動作控制,、蜂鳴器發(fā)生控制和LED輸出指示燈的控制。采集和控制電路如圖3所示,。

　?。?）輸入采集電路設計

　　輸入采集電路有由溫濕度采集電路、光強采集電路和按鍵采集電路三個部分組成,。

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　　溫濕度采集選擇DHT11溫度傳感器，傳感器的輸出接到單片機P1.0引腳上,。單片機通過讀取P1.0口輸入數據,，實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度的檢測。

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　　光強采集選擇光敏電阻模塊,，采集的數據通過2腳接單片機P0.7引腳上?？捎脝纹瑱C內部A/D轉換功能,，實現(xiàn)對環(huán)境光照強度的檢測。

　?、郯存I采集電路設計

　　設計四個按鍵分別代表“手動按鍵”,、“自動按鍵”,、“開窗簾按鍵”和“關窗簾按鍵”四種輸入的控制命令。

　?。?）主控單元設計

　　主控單元由單片機,、晶振電路和復位電路三部分組成；晶振電路由12 MHz晶振和2個30 pF電容組成,。晶振電路的作用是給單片機提供工作的時序,；復位電路由RST復位按鍵、電解電容C5,、電阻R31和R32組成,，復位信號的輸出端接單片機的9腳。復位電路作用是給單片機提供一個復位信號,，控制單片機回到上電狀態(tài),，解決單片機上電的瞬間，由于供電電壓的波動,，可能導致單片機不能正常運行程序的問題,。

　　（3）電機驅動電路設計

　　單片機通過P2.7引腳和L298N的ENA引腳相連,，控制直流電機的工作使能信號,，通過P2.5和P2.6引腳與L298N的IN1和IN2相連，通過P2.5引腳和P2.6引腳下發(fā)電機運動的控制命令,。L298N的OU1和OUT2輸出控制Motor1進行運動,。D7~D10四個1N4148的保護二極管，防止電機斷電后產生的感應電動勢損壞電機,。

　　2.3藍牙通信電路設計

　　藍牙通信電路由HC06藍牙模塊,、MAX3232芯片及其輔助電路組成,。MAX3232是電平轉換芯片,，用于單片機和藍牙模塊之間的電平匹配。單片機的P3.0和P3.1引腳與MAX3232電平轉換芯片11和12引腳相連,，利用單片機的內置串口接收HC-06發(fā)送的控制命令,。藍牙通信電路如圖4所示。

3系統(tǒng)軟件程序設計

　　3.1軟件主流程設計

　　系統(tǒng)軟件工作后,，首先執(zhí)行初始化程序,，初始化程序中完成對單片機IO引腳的分配以及定時器和串口的初始化。初始化完成后程序進入一個while（1）無限循環(huán)體,。在循環(huán)中順序執(zhí)行如下操作：

　?。?）初始化完成后執(zhí)行按鍵掃描程序，判斷出系統(tǒng)當前的工作狀態(tài),。若為手動模式,，則根據開關窗按鍵的按下狀態(tài)，調用電機控制程序，控制電機動作,；若為自動模式,，則進入步驟（2）。

　?。?）首先調用通信程序,，接收遙控端命令并進行處理，若接收命令為控制命令,，則調用電機控制程序,，控制電機動作。若為參數設置命令,，則對接收參數保存,，保存完成后，調用傳感器檢測程序,，采集當前環(huán)境參數,，并根據采集結果判斷是否滿足開關窗條件。若不滿足則返回到步驟（1）,。若滿足開關窗條件調用電機控制程序,，控制電機動作，執(zhí)行步驟（3）,。

　?。?）判斷是否到達電機動作的定時時間到，若未到規(guī)定時間則繼續(xù)執(zhí)行電機控制程序,。若規(guī)定時間已到,，則控制蜂鳴器發(fā)出報警提示音后，返回步驟（1）,。軟件工作流程如圖5所示,。

　　3.2通信程序設計

　　在通信過程中，藍牙遙控端發(fā)送下發(fā)控制命令,，可以對環(huán)境參數調節(jié)點和窗簾的動作進行控制,。下發(fā)的控制命令包括設置溫濕度和光照強度的開關點值、開窗簾命令和關窗簾命令［2］,。下面將對通信雙方的通信協(xié)議進行介紹,。

　　藍牙遙控端和系統(tǒng)控制端的數據收發(fā)采用十六進制，幀開始為AA,，命令字符為（01,，02），其中01代表下發(fā)窗簾動作命令,，02代表設置環(huán)境調節(jié)點值,。數據由3個字節(jié)組成,，在下發(fā)窗簾動作命令時，數據第一個字節(jié)若為01代表關窗簾命令,，若為02代表光窗簾命令,，其余兩個字節(jié)數據默認輸出00；在下發(fā)環(huán)境設置點命令時,，1~3字節(jié)分別代表溫度值,、濕度值和光照強度值。CRC校驗和用第6位表示,?？刂贫私邮窄h(huán)境設置點命令舉例如表1所示。

4結論

　　該智能窗簾控制系統(tǒng)以單片機為主控,，現(xiàn)場利用無線和智能傳感器實現(xiàn)對窗簾的自動控制,、手動控制和遠程控制功能。從實際應用效果來看,，該系統(tǒng)具有控制靈活,、實用性強等優(yōu)點，能夠滿足家居生活對窗簾的自動控制要求,，具有一定的推廣價值和市場應用前景,。

　　參考文獻

　　［1］ 李強,，田國棟.基于 DS18B20 的室內智能溫度控制系統(tǒng)設計［J］.電子設計工程,，2012，20(3)：34-36.

　?。?］ 何康旭,，張婧婧.基于單片機的智能窗簾控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［J］.現(xiàn)代計算機（專業(yè)版）, 2012(24):75-78.