1、 扬州市职业大学电气与汽车工程学院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 : 学 号： 教研室 : 专 业 : 题 目 : 指导者： 评阅者： 2013 年 5 月 扬州市职业大学电气与汽车工程学院 毕业设计（论文）评语 学生姓名： 班级、学号 ： 题 目： 综合成绩： 指导者评语： 该生能按时完成毕业设计（论文）任务书规定的工作，积极查阅有关文献资料，设计态度端正，能独立思考并解决有关技术问题，论文符合学校规定的格式，写作的规范化程度好。设计方案可行，有一定的创新性，如果再多参考一些外文资料，将会更加完善。建议成绩评定为 xx，可以提交答辩。 指导者 (签字 )： 2013年 5月 15 日
2、毕业设计（论文）评语 评阅者评语： 该生所选择的毕业设计课题具有较高的应用价值和现实意义，设计方案可行，方案具有一定的创新性，工作量饱满，完全符合毕业设计（论文）任务书规定的工作量要求，写作的规范化程度好。如果再多参考一些外文资料，将会更加完善。建议成绩评定为 xx，可以提交答辩。 评阅者 (签字 )： 年 月 日 答辩委员会（小组）评语： 该生答辩思路清晰，知识掌握较全面，口头表达能力较好，回答问题正确率高，经答辩委员会评议，一致通过，该生成绩为 xx。 答辩委员会负责人 (签字 )： 2013 年 5 月 20 日 毕业设计说明书（论文）中文摘要 【摘要】 随着电子技术的发展和人民生活水平
3、的不断提高，智能窗已经越来越多地被用到了现代智能化 建筑中，提供住户一个安全、方便的环境。据统计，在未来的几年内，安装智能窗的用户将不断增加。本次设计的智能窗户系统能通过其数据检测传感电路不断循环检测室外湿度及温度，当室外湿度达到一定时（下雨时）窗户自动关闭，防止潮湿空气或雨水进入房间；另外可设置自动关闭窗户或开启窗户时间，到了设定时间会自动关闭或开启窗户；可设置是否自动根据湿度变化自动开启关闭窗户或者根据设置时间自动开启或者关闭窗户。 【关键词】 智能窗户； 单片机； 温度检测；湿度检测； 专科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 33 页 绪论 . 2 1.1 智能窗户综述 . 2 1.
4、2 智能窗户研究现状 . 2 第 2 章 设计的目标任务 . 4 2.1 本文主要工作设计 . 4 2.1.1 本设计的总体介绍 . 4 2.1.2 设计的具体任务 . 4 2.2 论文的要求与数据 . 4 第 3 章 设计方案论证 . 5 ( 图 3-2). 5 3.1 温湿度检测方案 . 5 3.2 窗户控制系统设计方案 . 6 3.3 开关控制系统设计方案 . 8 第 4 章 硬件电路设计 . 9 4.1 单片机的设计 . 9 4.1.1STC89C52 单片机简介 . 9 4.1.2 单片机端口结构及工作原理 . 9 4.1.3 控制信号引脚介绍 . 12 4.2 最小系统电路设计 .
5、 13 4.3 温湿度检测电路设计 . 14 4.3.1 数字温湿度传感器 DHT11 简介 . 14 4.4 电机驱动电路设计 . 15 4.5 显示电路设计 . 17 4.6 时钟电路设计 . 19 4.7 光传感器的电路设计 . 20 4.8 按键电路的设计 . 20 4.9 行程开关的设计 . 21 第 5 章 软件设计 . 23 5.1 主程序流程图 . 23 5.2 各部分子程序 . 24 5.2.1 温湿度检测程序 . 24 第 6 章 系统软件调试 . 24 6.1 软件调试 . 25 6.2 数据整理 . 25 结束语 . 27 致 谢 . 28 参考文献 . 29 附 (一
6、 ):原理图 . 30 附（二）：程序 . 31 专科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 33 页 绪论 1.1 智能窗户综述 所谓的智能窗户是在无人的情况根据周围的环境来实现自动控制的一种窗户 .(也能在人为的情况下实现人为控制 ). 窗户也能变成智能吗 ?能跟手机一样吗 ?当然可以 ,而且还能比手机更人性化 ,更高档化 .随着科技在不断发展 ,人们对生活水平的要求也在不断的提高 ,对于家庭怎么智能化 ,人们在这方面下了一定的功夫 .要让智能窗能像大脑一样根据环境来实现自己控制的一种功能 . 安全 现在人们越来越忙于工作对于家里的情况一概不知 ,早上要起来上班 ,晚上工作累了又想不起来关
7、窗或开窗 ,所以就设定了早上定时关窗或晚上定时开窗 自动防风防雨 在生活中忘记关窗这是一件很正常的一件事 ,然而往往是因为一件很正常的而另自己苦恼不已 .就比如我吧 ,有时候因为早上起来迟 ,又因为要上班肯定忙得不可开交 ,所以忘记关窗很正常 .遇到好天那 就不必说了 ,要是遇到刮风下雨那家里就遭殃了 ,所以根据这一正常的现象 ;设定了自动防风防雨的功能 . 智能化 当检测到室外的温度高达到三十度或高于三十度以上传感器检测到并发出信号给单片机进行进行关窗并打开空调 .保持室内的温度的恒定 ,使人感到舒服的感觉 .当温度降低到 20度时 ,这个时候单片机检测到传感器发出的信号并驱动电机转动使窗户
8、打开并关闭空调 ,使室内的空气保持新鲜 .智能窗这个系统是一个高科技的一种新型的产品 .它是一个符合时代 .方便 安全等特点 .有效的提升人们的生活质量和品质 . 1.2 智能窗户研 究现状 由于我国占地面积 900 多万平方公里 ,其中盆地和平原占 33%,再加上国家的政策的推动要求城镇居民一体化和二胎政策的推动 ,中国的房地产发展又重新焕发出生机 ,这样就形成房产在发展 ,那窗户也在发展 .而对于小区的窗户的设计国内外都有研究 .在美国这样的住宅叫做自动化家庭 ,窗户是一个房间的眼睛的 ,是打开通往外界的心灵窗户 . 现在生活中对家庭的生活品质越来越重视 ,谁也不想家里遇到一些刮风下雨家里
9、没有关窗 .,这样对生活造成不必要的烦恼和对生活的安全存在一些隐患 .现在可以设计一种智能化的控制系统 .主要由单片机 传感器 机械传动装置组成了自动化控制和半自动控制的一种高大上的一种产物 .由于智能窗还没有普及到市场中 ,所以对于未来发展还是有利的 . 专科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 33 页 在现在的市场中也存在一些智能窗 ,但他的功能还不是很全面 .所以在面对市场上有这样的需求 ,我们设计了更符合市场上的需求 ,更贴近市场要求 .使该产品更具人性化 简洁 高效 容易实现和环保理念 . 怎么才能实现智能窗自动关闭和根据周围的环境来判断是否需要关窗或开窗 ,关键在智能窗上有哪些
10、设计 ,实现温湿度控制 ,光电传感器 ,电机驱动模块 ,测光传感器模块 ,有了这一套装备再也不需要 担心出门没关窗户而烦恼 .本产品可以实现自动化控制 ,也可以实现人为的控制 . 随着人们生活品质的在不断提高 ,人们对健康的重视程度也在不断增强 .智能控的智能窗就是其中代表之一 .现在有一些高档小区就实现全能家居 .科技在提高 ,生活水平也在不断提高 ,人们的生活档次也在不断提高 ,人们就在想科技与生活能不能相结合 .所以对于这一方面比较有兴趣 ,我自己也感觉如果能实现这么有意义课题 ; 专科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 33 页 2.设计的目标任务 2.1 本文主要工作设计 2.1
11、.1 本设计的总体介 绍 (1) 智能窗户 :智能窗设计有传感器部分 动力驱动部分 最小系统 单片机和控制电路等设计 . （ 2)一些参数的收集和自动控制系统的设计 . 2.1.2 设计的具体任务 智能窗能实现一些功能 ,当温度升高到预期值是把窗户关闭并开启空调实现室内温度降到预期值以下 .如果下雨天窗户外面有湿度传感器会检测到湿度值从而实现关闭窗户 .还可以实现人工控制 ,通过按钮可以设定窗户的开关的时间等功能 . 2.2 论文的要求与数据 （ 1)主要研究课题的硬件部分的设计和理论 . （ 2)设计的课题要能符合制作的要求 . 专科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 33 页 第 3
12、章 设计方案论证 智能窗模型如下 ,智能窗模型组成部分由定滑轮 ,传动带 ;电动机组成 .当单片机接到信号时发出信号给电动机 ,电动机动作正传 ;但窗户开始移动移动到碰到行程开关时单片机立即发出信号停止 .反转也是同样道理 .如图 3-1 图 3-1-1只能窗户模型 整个系统由 6 大模块和单片机 STC89C52 组成。整个系统框图如图 3-2 所示。 图 3-2 系统框图 3.1 温湿度检测方案 方案一 :由于湿敏传感器测量湿度是比较大的 ,由于水蒸气中含有各种各样的物质的物理 化学方应 .在这反应过程是非常复杂的 .到目前为止湿敏传感器中多数还在使用各种湿敏电阻式传感器 ,其中敏感元件就
13、是湿敏电阻 ,这种传感器需要模数进行转换才专科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 33 页 能使单片机进行工作 . 使用湿敏传感器时要满足以下要求 1)满足所有要求的测量范围响应快 . 2)在不同的气体环境中要稳定 3)受温度影响小 ,(在 -30到 100 度环境中使用 ) 4)不能有尘土灰尘 5)使用时间长 ,工作可靠互换性好 6)价钱要便宜 ,工作不要太复杂 方案二 :采用的是热电式传感器 .而热电式传感器利用敏感元件的特征参数的特性进行检测 ,并将温度的变化转换成电动势和电阻的一种普遍的方法 .这样需要模数转换进行调整才能送到单片机中进行工作 . 使用热电式传感器有以下优点 1)能
14、测量较高的温度 2)结构简单 ,准确可靠 ,性能稳定 ,维护方面 3)热容量和热惯性都很小 ,能够迅速的检测出来 . 4)把温度转换成电动势 ,. 方案三 :本设计采用 DHT11传感器作为检测元件 .由于数字温湿度传感器是在极精确的条件下校准好的数字信号复合型的元件 .数字温湿度传感器有两个元件组成一个电阻式感湿元件另一个是 NTC 测元件 . 数字传感器的特性 1)极高的可靠性和长期的稳定性 2)反应快 ,抗干扰能力强 3)价格便宜 4)体积小 ,功耗低 ,传输距离远 (可达 20米以上 ) 5)能运用在苛刻的条件下的场合 6)4 个单排引脚装 ,连接方便 . 7)能直接与单片机相连 综合这三套方案的特点和本产品的要求还是选取第三套方案 ,选用 DHT11传感器能实现数字信号的输出不需要转换器就能与单片机相连 ,降低电路的复杂性 ,简化了电路 . 3.2 窗户控制系统设计方案 方案一：最简单最广泛的直流电机的驱动就是采用 H桥式电路 .这种电路最简单方便实现四象限运行 ,正传 制动 倒转 倒转制动 .它的基本 原理图如图 3-3所示 .
