一种基于STC89C52单片机智能窗户控制系统及其控制方法与流程

本发明属于智能控制技术领域，尤其涉及一种基于stc89c52单片机智能窗户控制系统及其控制方法。

背景技术：

近年来，随着物联网技术的迅速发展，智能家居成为家庭信息化和社会信息化发展的重要组成部分，智能家居又称智能住宅，当家庭智能网关将家庭中各种各样的家电设备通过家庭总线技术连接在一起时，就构成了功能强大、高度智能化的现代智能家居系统。智能家居强调人的主观能动性，重视人与居住环境的协调，能够随心所欲地控制居住环境。智能家居控制系统的应用让人们在家中能够享受到更安全、更舒适、更方便的生活，并且生活的环境更加符合环保要求。而现代家居中，窗户具有良好装饰、采光和阻挡灰尘的作用，是建筑必不可少的一个组成部分。智能窗户控制系统的设计思想也就在这种形势下应运而生。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于stc89c52单片机智能窗户控制系统及其控制方法，能够实现窗户的自动遮光、清洗以及自动报警，提高使用安全性，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种基于stc89c52单片机智能窗户控制系统，包括控制器，控制器上连接有光强检测传感器、玻璃浊度传感器、压电震动传感器、窗帘电机控制模块、雨刮器电机控制模块以及蜂鸣器，光强检测传感器用于检测光照强度，玻璃浊度传感器用于检测玻璃浊度，压电震动传感器用于检测玻璃震动大小，窗帘电机控制模块用于控制窗帘电机驱动窗帘打开和闭合，雨刮器电机控制模块用于控制雨刮器电机驱动雨刮器摆动，蜂鸣器用于针对外力入侵时进行报警。

优选的，上述控制器采用at89s52单片机。

优选的，上述光强检测传感器采用光敏电阻传感器。

优选的，上述玻璃浊度传感器采用光电传感器，包括发射和接收对管。

实施例2：一种基于stc89c52单片机智能窗户控制系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

1）通过压力探测传感器探测玻璃震动大小是否达到设定阈值，若达到，则判断有外力入侵，控制器控制蜂鸣器进行报警；

2）通过光强检测传感器探测光照度大小，光照度大小当达到设定阈值时，控制器进行浊度探测，当浊度达到设定阈值时，控制器控制雨刮器电机正反转30圈进行玻璃去污清理，清理之后转入步骤3），若光照强度大小，小于设定最小阈值时，进行窗帘的打开；

3）当光照强度达到设定阈值时，控制器控制窗帘电机进行窗帘的遮挡，驱动窗帘电机正转20圈，若仍小于设定光照强度，重复步骤1）-3）。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过光强度检测传感器、玻璃浊度传感器和压电震动传感器探测光强度大小、玻璃浊度以及震动情况，当达到设定的光强度阈值、浊度阈值以及震动阈值时，控制器控制窗帘电机、雨刮器电机以及蜂鸣器进行动作，实现玻璃的自动遮光、自动去污以及自动报警，提高使用安全性，本发明还具有结构简单、成本低和控制方便的特点。

附图说明

图1是本发明的控制原理结构示意图；

图2是本发明的光强检测传感器电路连接结构示意图；

图3是本发明的压电振动传感器原理示意图；

图4是本发明的控制器原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例：如图1-图4所示，一种基于stc89c52单片机智能窗户控制系统，包括控制器，控制器上连接有光强检测传感器、玻璃浊度传感器、压电震动传感器、窗帘电机控制模块、雨刮器电机控制模块以及蜂鸣器，光强检测传感器用于检测光照强度，玻璃浊度传感器用于检测玻璃浊度，压电震动传感器用于检测玻璃震动大小，窗帘电机控制模块用于控制窗帘电机驱动窗帘打开和闭合，雨刮器电机控制模块用于控制雨刮器电机驱动雨刮器摆动，蜂鸣器用于针对外力入侵时进行报警。

优选的，上述控制器采用最小应用系统的at89s52单片机，单片机最小应用系统包括了单片机正常工作所必需的电源电路、时钟电路和复位电路，stc89c52是一种带8k字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能cmos8位微处理器，该器件采用stc高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的mcs-51指令集和输出管脚相兼容。与传统的51单片机相比较，stc89c52单片机具有较大的存储器空间并且可以支持串口直接下载程序，免去了购买价格昂贵的专门编程器来烧写程序，使得开发成本得到很好控制。

单片机最小应用系统中时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，使得单片机电路在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。

单片机最小应用系统中复位电路使cpu和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态下，并从这个状态开始工作，无论是在控制系统刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。本设计采用的复位电路，该电路既可以实现上电复位，又可以按键复位。

上述各传感器组成的传感器数据采集模块主要利用传感器技术进行非电量到电量的转换，完成对光线强弱、透明度、振动等信号的采集工作，然后送给控制器进行分析处理，得到目前的光照强度、玻璃透明度，和玻璃是否破碎等信息。

上述各电机控制模块采用步进电机42bygh4604，uln2003作为运行驱动电路，接收来自单片机的控制信号，从而完成对窗帘电机和窗户玻璃雨刮器电机的控制。

优选的，上述光强检测传感器采用光敏电阻传感器，光强检测传感器接口电路设计光强检测电路，其输出为一标准的ttl电平，可以直接送给单片机进行分析处理，从而控制窗帘电机的正反转，电路的核心是一光敏电阻传感器，光敏电阻的工作原理是基于内光电效应，当光敏电阻受到光照时，光生电子—空穴对增加，阻值减小，相应分到的电压也减少，经lm193双电压比较器的参考端（2脚）、和输入端（3脚）比较，当uin<uref时，输出低电平，发光二极管led1被点亮(满足光照条件)；相反，当没有光照时，光敏电阻阻值增大，分到的电压也相应增大，当uin>uref时，输出高电平，发光二极管led1熄灭（不满足光照条件）。通过调节r3的阻值可以调整光照检测的灵敏度，如图2所示。

优选的，上述玻璃浊度传感器采用光电传感器，包括发射和接收对管，玻璃浊度传感器设计原理当窗户玻璃上沾满灰尘和和其他污物时，将影响窗户的采光和美观，玻璃浊度传感器用于检测窗户上的透明清澈程度，其核心为一高灵敏度的光电传感器，它由一对发射和接收对管组成，当玻璃较为清澈时，发射的光将被光敏三极管接收的到，而当窗户玻璃沾满一定量的灰尘或污物时，发出的光将无法被光敏三极管接收到，或只能接收到少许光通量，完成输出不同的信号供单片机判断，从而控制雨刮器电机的正反转，使得雨刮器上下运行刮去灰尘。

压电式传感器是一种自发电式传感器。它以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下，在电介质表面产生电荷,从而实现非电量电测的目的。压电传感元从而实现非电量电测的目的。压电传感元为力的那些非电物理量，例如动态力、动态压力、振动加速度等，但不能用于静态参数的测量。

根据压电传感器的原理，可以将高分子压电测振薄膜粘贴在玻璃上，感受来自玻璃破碎时会发出的振动，并将电压信号经发大后送给单片机进分析判断，从而控制蜂鸣器发出报警声音，提醒主人可能有犯罪分子破窗而入。由于感应片很小很透明，所以安装在窗户上也不易被察觉。

上述步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变得非常的简单。

本申请中使用采42bygh4604型12v工作步进电机和高耐压、大电流达林顿管uln2003作为驱动芯片，电机扭矩足够驱动窗帘和雨刮器的运行，并且可以根据窗户的实际大小精确地控制旋转圈数，窗帘和雨刮器位置定位准确。本设计中所使用的窗户实物模型，窗帘电机行程为20圈，雨刮器电机来回行程为30圈。

实施例2：一种基于stc89c52单片机智能窗户控制系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

1）通过压力探测传感器探测玻璃震动大小是否达到设定阈值，若达到，则判断有外力入侵，控制器控制蜂鸣器进行报警；

2）通过光强检测传感器探测光照度大小，光照度大小当达到设定阈值时，控制器进行浊度探测，当浊度达到设定阈值时，控制器控制雨刮器电机正反转30圈进行玻璃去污清理，清理之后转入步骤3），若光照强度大小，小于设定最小阈值时，进行窗帘的打开；

3）当光照强度达到设定阈值时，控制器控制窗帘电机进行窗帘的遮挡，驱动窗帘电机正转20圈，若仍小于设定光照强度，重复步骤1）-3）。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。