基于STM32单片机的智能窗帘控制设计-设计说明书
电子校园网 编号：
HJJ-32-2022-029-LW
设计摘要：
本论文以STM32F103单片机为核心控制器，结合其他模块构建了一种基于STM32单片机的智能窗帘控制系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STM32F103单片机，负责获取输入部分数据并进行处理，控制输出部分。输入部分包括红外接收一体头、实时时钟、独立按键、供电电路和光照检测模块。输出部分包括OLED显示模块、步进电机和WiFi模块。红外接收一体头用于红外控制窗帘，实时时钟用于实时计时，独立按键实现WiFi配网和时间设置，供电电路为系统供电，光照检测模块实时监测环境光照强度。OLED显示模块显示时间和光照数据，步进电机模拟窗帘开关，WiFi模块将数据无线上传至云平台并可通过手机设置阈值。通过该系统，实现了智能窗帘的自动控制，提供了方便、快捷和舒适的使用体验。本论文详细介绍了系统的设计原理、硬件电路设计和软件程序设计，并进行了系统测试和性能评估。实验结果表明，该智能窗帘控制系统具有可靠性和稳定性，能够满足用户对窗帘控制的需求。
关键词：单片机；WIFI模块；光敏电阻；红外遥控
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5光照检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 OLED显示模块
3.4光敏电阻检测模块
4 系统程序设计
4.4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 监测函数流程设计
4.5 显示函数流程设计
4.6 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置时间阈值实物测试
5.3 连接WIFI实物测试
5.4红外遥控实物测试
5.5 光照强度检测控制电机实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着人民生活水平的不断提高，人们对家庭生活舒适性的需求越来越强烈，窗帘作为每个家庭生活中最必须的家居用品之一，自然也需要满足人们更舒适性的需求。窗帘最基本的作用无非是保护业主的个人隐私以及遮阳挡尘等功能，但传统的窗帘必须手动去开关，每天早开晚关非常麻烦，特别是别墅或复式房的大窗帘，比较长，而且重，用时需要很大的力才能开关窗帘，还难免出现使用者用力不均而拉破窗帘之类的情况，给窗帘管理特别是大型窗帘带来不少麻烦。目前，也有出现一些电动窗帘，但这些电动窗帘还需要人工进行定时打开和关闭，无法根据室内外光照强度自动调整窗帘开启。
人们都希望能够有一种很方便的家居窗帘控制设备，随时可以根据室内环境情况实现窗帘的开合与关闭.智能家居系统是目前家居信息化行业的热点，智能家居窗帘属于现代化智能家居的一种，智能家居是普通人工控制家居的一种升级，将网络与家居结合起来，便于远程遥控控制各种家居启动，智能家居窗帘是将传统的窗帘结合智能控制系统，提高窗帘的智能化，增加家庭居住的便捷性。基于此，本设计是基于STM32单片机的智能窗帘控制设计，主要实现以下功能：可以通过按键、设定时间、红外线检测是否有人和光敏电阻检测光照强度（OLED显示光照强度）等方式来控制窗帘的开关；同时通过手机APP对窗帘的开关进行控制。一种系统设计，解决现有窗帘系统无法智能化的根据室内温度、光照强度和时间自动关闭打开的问题，使生活更加便利舒适。
1.2 国内外研究现状
伴随着科技的迅猛发展，人们的生活意识也在逐渐的产生变化。各种各样家用电器也在发生着变化。目前，由于单片机技术和电子信息技术的持续发展，人们使用的家用用电设备也在持续的发展，而窗帘作为我们生活中的一部分，也得到了和广泛的运用，在中国算作高档最前沿产业链，销售市场宽阔，有营销推广和运用的实际意义，在比较发达的欧美国家销售市场智能化窗帘早已不新鮮，早已普遍应用于寻常百姓中[2]。在欧美等发达国家，电动窗帘已广泛的应用。在十多年前，电动窗帘就已经进入我国，可是一直没有推广，这两年，随着电控技术的不断提高及价格的不断下降，电动窗帘热才又卷土重来。目前，我国自动窗帘系统生产厂商、分销商、集成商已形成相当规模，不少国内知名企业纷纷涉足遥控制动窗帘系统行业，如青岛的海尔、清华同方、TCL等。随着自动窗帘热潮在世界范围内兴起、电子技术的飞速发展以及生活水平的不断提高，电动窗帘的自动化程度不断提高，从目前发展的趋势来看，在未来的20年时间里，自动窗帘行业将成为中国主流行业之一[1]，其市场的发展前景是非常广阔的。
近年来,随着人们对物质生活要求的提高,智能家居向传统家居模式的挑战慢慢出现,成为主流未来家电的发展趋势.本文首先分析了国内外智能家居技术发展的现状.2018年蒯果，徐松松，寇明华，陆定波设计了一种智能家居系统的解决方案,解决了目前产品不兼容的问题.、在系统设计中,首先对系统进行总体方案设计和各个模块设计,并建立了整个系统.数据采集与控制部分、数据存储部分、数据显示部分等.数据采集与控制部分由以下几个模块组成:电气控制模块、窗帘控制模块、照明控制模块.系统模块,家庭环境检测和防盗功能模块,然后是数据采集和控制部分的主芯片.系统采用STM32F103RCT6作为系统的主芯片,外设多、价格低、性能稳定是它的主要优点.在数据存储部分,我们设计了服务器数据和数据库.在数据显示部分,电气控制模块,窗帘模块,照明控制模块,家庭环境检测设计了防盗模块的接口.系统前端使用JSP语言编写.最后证明该系统具有使用简单、稳定性高、实用性强等优点.总而言之智能家居的发展前景十分广阔[3]。
传统窗帘由于需要人为手动开合和无法根据光照变化自动控制,因此白创，张兴端，高千雅，李键，吴瑞瑞，李永昌在2018年设计了一种基于STM32F103单片机的智能窗帘控制系统.该系统使用STM32F103作为微控制器, 利用TSL2561光强传感器采集周围环境的光照强度,通过ESP8266无线通信模块实现互联网连接.STM32F103从TSL2561中获取一段时间内的环境光照数据并进行相关的数据处理和控制窗帘的电机转动,从而实现自动光照控制.STM32F103按照机智云服务平台的通信协议封装窗帘电机状态,光照阀值和光照数据成数据帧并通过UART传输给ESP826[4]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本该设计是基于STM32F103单片机的智能窗帘控制系统，通过中控部分、输入部分和输出部分的组合实现了对窗帘的智能控制。系统稳定可靠，用户可以通过红外遥控、按键操作或手机APP来控制窗帘的开关和设置相关参数，提供了便捷、舒适的使用体验。该设计对智能家居领域具有参考价值，为用户提供了一种智能、便捷的窗帘控制解决方案。
