畢業設計（論文）開題報告題目： 智能遙控窗簾系統設計 專業：電子信息工程1選題的背景、意義當今時代，科技的發展和人們生活水平顯著提高，人們對居住環境方便快捷的要求越來越高，智能家居系統應運而生。智能家居是現代電子技術、通訊技術及自動化技術相結合的產物。它能夠實現對家電設備的自動控制和管理、對家庭的安全進行監測報警，能夠為用戶提供安全舒適、高效便利的生活環境。隨著高新技術及電子器件的發展，光控、溫控及遙控窗簾應運而生，給人們的生活帶來了很多方便。同時，也為人們的生活環境以及智能家居的實現提供了依據，為此，研究與設計智能窗簾控制系統具有深遠的現實意義。窗簾機是專門為高大的窗戶設計的窗簾控制裝置，根據功能不同可以分為電動、遙控、自動和智能等多種規格。電動窗簾機是通過窗簾機上的控制按鍵操作窗簾開合的一種最簡單的窗簾機，僅僅解決了手拉窗簾的問題，可還需要人來近距離操作，電動窗簾機使一些超高、超寬窗簾的操作變得比較容易。但因為這種窗簾機技術含量低，基本上沒有廠家作大規模工業化生產。然而遙控窗簾機卻可以遠距離操作窗簾的開合，使用更為方便，在現代生活更有廣泛的使用價值。2相關研究的最新成果及動態最新成果智能窗簾的主要品牌有福建龍巖的飛鴻牌，北京的龍華和廣州的創明等，還有一些國外品牌的產品。自動窗簾機具有自動控制功能，使窗簾天亮自動打開，天黑自動關閉，使用更為方便。智能窗簾機同時具有手動、遙控和自動功能，可以滿足用戶各種情況下的使用要求，是一種更為先進的窗簾控制裝置［1］。奧蘭AL-CK01智能窗簾機是蘭州四達電子技術研究所應用微電子技術和光電子技術研制的高科技民用電子產品，可在各種使用窗簾的場合實現開關窗簾的自動控制、手動控制和紅外遙控，是現代辦公和生活環境的高檔配套產品。本窗簾機設計合理，結構先進，可靠性高，和同類產品相比具有鮮明的技術特色。具有自動功能的窗簾機在設計上必須要解決的技術問題是窗簾運動到位后如何停機。本機使用了巧妙的停機方法：窗簾拉到位后由于阻力增大電機轉不動了，此時電機的反電勢將消失，致使電機電流迅速增加，用檢測電路檢出此信號送給由電子元件組成的電子開關，切斷驅動電路的輸入信號使窗簾機停機。這樣，窗簾軌道上不用安裝任何檢測器件就能控制停機，既簡化了安裝，又降低了生產成本，還提高了工作的可靠性。用以上方法雖然很好的解決了正常工作時窗簾機的停機問題，但窗簾機工作一段時間以后，窗簾拉繩可能會松弛，這樣窗簾拉到位后窗簾拉繩和主動滑輪之間就可能打滑，一旦出現打滑的情況，窗簾機的電機將不能被強行止轉，流過電機的電流達不到停機電流，因而不能正常停機，直至轉壞為止。為了避免出現這種情況，窗簾機內設置了約1分鐘的定時電路，萬一打滑，最多轉一分鐘既停。窗簾機需要解決的另一個問題是工作的可靠性和壽命問題，拉線結構是影響窗簾機工作可靠性和壽命最主要的因素。本機在設計上主動滑輪使用上下兩槽的雙槽滑輪，并在安裝主動滑輪的執行器上另設置了一個導向滑輪，窗簾繩先在主動滑輪的下主動滑輪的上槽繞一圈，再繞過窗簾軌道另一端的導向滑輪結成閉環，這樣窗簾繩在主動滑輪上的包角是兩圈，增大了主動滑輪和窗簾拉繩之間的摩擦力，解決了拉繩和主動滑輪之間的打滑問題，使窗簾機能可靠的工作：并且，用這種拉線結構，窗簾繩蹦緊后產生的側向拉力由加裝在執行器上的導向滑輪承擔，而加在主動滑輪上的側向拉力左右互相抵消，因此，主動滑輪只承受旋轉力矩，避免了電機旋轉時執行器輸出軸和軸孔之間的單向磨損，延長了窗簾機的使用壽命。本窗簾機還采取了一些其他的措施來進一步提高產品的性能和工作的可靠性。如：為了在窗簾機動作時也能保持窗簾繩的張力避免打滑，設計了張緊器；經過一段時間的使用后窗簾繩會松馳，為了能方便的調緊窗簾繩設計了張力調節器；為了使輸出滑輪和輸出軸之間即能可靠的配合又便于生產時的裝配，使用了三用軸和三角孔的配合方法等等。以上采取的各項技術措施再加上嚴格的工藝手段，最終使產品真正達到了實用化的程度［4］。最新動態遙控電動窗簾在最近幾年被廣泛應用于高級智能公寓和私人別墅。隨著高科技的進步，近年又出現了直線電機新技術，直線電機技術作為一項高新技術自問世以來，就受到社會各界廣泛關注。并以它自身的技術特點迅速改變人們對傳統事物的看法。電動窗簾的技術革新一一磁驅直線電動窗簾機直線電機與傳統旋轉式電機相比在很多領域顯示了無可比擬的優勢。如機場的物流線、自動感應門、郵政分揀系統、上海的磁懸浮列車、計算機磁盤定位系統、離子加速器等，而將它應用在電動簾機方面則使該行業進入了一個新階段一一磁驅直線電動窗簾機，簡直就是電動窗簾行業的新革命。磁驅直線電動窗簾機直接利用磁驅動的力量驅動電機進行往返動作，帶動窗簾作來回往返運動實現窗簾的開合。運行中電機與軌道運行無接觸，減少了機械故障，降低了噪音，確保了運行的可靠性，從而改變了人們對于傳統電動窗簾機易發生故障，易脫位、不安全，不可靠、使用壽命短的認識。磁驅直線電動窗簾機與傳統旋轉式電機產品的區別在于它舍棄了大量復雜的機械傳動機構（不用滑輪及鋼絲繩組件及相應的定位裝置），減少了大量易損部件。使之設計更緊湊、結構更合理、外觀更精美、可靠性更好、安全性更高、使用壽命更長（達到50000次以上）。磁驅電動窗簾機利用了磁浮（驅）原理制作的運行機構，所以在運行時電機無噪音、輕便、快捷；這是傳統產品所無法相比的，同時既可手控也可遙控，與手拉式窗簾機及傳統電動窗簾機的易掉線、易卡位、易損壞等相比較，它的優勢是不言而喻的，今后必將成為當今高檔住宅、賓館、智能大廈、多媒體中心、私家別墅等的首選自動化窗飾［5］。3課題的研究內容及擬采取的研究方法（技術路線工研究難點及預期達到的目標研究方法通過控制直流永磁電機的參數，可實現電機的正轉或反轉，即窗簾的拉起或放下。由于本設計方案要求，系統可根據光照程度的不同（光源自制，由三個發光二極管組成，由單片機設定不同的發光方式），設定窗簾的開度不同，共四種位置（全開、位置一、位置二、全關），且由于系統中含有存儲單元，四種位置可重復實現。該系統并且加入風力及雨水傳感器，系統可根據傳感器發回的數據，控制窗的開度。當風力達到一定參數時，窗會自動關閉，或當雨量達到設定值時，窗也自動關閉。止匕外，該且此系統外加無線遙控裝置，可在一定范圍內對窗及窗簾進行控制。80C51是INTEL公司MCS-51系列單片機中最基本的產品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術制造的高性能8位單片機，屬于標準的MCS-51的HCMOS產品。它結合了HMOS的高速和高密度技術及CHMOS的低功耗特征，它繼承和擴展了MCS-48單片機的體系結構和指令系統。80C51內置中央處理單元、128字節內部數據存儲器RAM、32個雙向輸入/輸出（I/O）口、2個16位定時/計數器和5個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信□，片內時鐘振蕩電路。此外，80C51還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統維持其功能。掉電模式下，保存RAM數據，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內其它功能。80C51有PDIP(40pin)ffPLCC(44pin)兩種封裝形式。STC89C51可以代替AT89C51，功能更強，速度更快，壽命更長，價格更低。外型：40個引腳，雙列直插DIP-400STC89C51可以完成ISP在線編程功能，而AT89C51則不能。將AT89C51中的程序直接燒錄到STC89C51中后，STC89C51就可以代替AT89C51直接工作(一般都不需要做任何改動即可正常工作)。STC推出的系列51單片機芯片是全面兼容其它51單片機的，而51單片機是主流大軍，每一個高等院校、普通學校、網站、業余單片機培訓都是以51單片機為入門教材的。STC89C51內部有EEPROM，可以在程序中修改，斷電不丟失。還增加了兩級中斷優先級，等等［8］。圖1總體設計框圖無線發射接收功能模塊nRF905在使用中，根據不同需要，其電路圖不盡相同，圖4.1所示為典型的應用原理圖，該電路天線部分使用的是50。單端天線。在nRF905的電路板設計中，也可以使用環形天線，把天線布在PCB板上，這可減小系統的體積。nRF905通過SPI接口和微控制器進行數據傳送，通過ShockBurstTM收發模式進行無線數據發送，收發可靠，使用方便，在工業控制、消費電子等各個領域都具有廣闊的應用前景。nRF905有兩種工作模式和兩種節能模式。兩種工作模式分別是

ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM發送模式，兩種節能模式分別是關機模式和空閑模式。nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN和PWR_UP三個引腳決定［6］。直流電機驅動模塊直流電機的驅動用的是L293D芯片，它是推拉4通道驅動帶二極管，600mA輸出電流每通道。2A峰值輸出電流每通道（不可重復，估計將會損壞）。溫度過高保護。邏輯"0"輸入電壓為1.5V,可以免除1.5V以下的干擾。L293D內置鉗位二極管。L293D是單塊集成電路，高電壓，高電流，四通道驅動，設計用來接受DTL或者TTL邏輯電平，驅動感性負載（比如繼電器，直流和步近馬達），和開關電源晶體管。簡單的使用是作為2個橋，一對通道連接起來有一個使能輸入。分離的輸入引腳提供某種邏輯，允許用低電壓操作，并且還包括內置的鉗位二極管［9］。這個設備適用于高達5KHz的開關應用。L293D是16引腳塑料封裝，中間的4個引腳是短路的（為了散熱）。R-PACKK□_P0.0W□-20.1wP0o-3-VW-47、/\?5R-PACKK□_P0.0W□-20.1wP0o-3-VW-47、/\?5、O6八?777。—§-^/W-46—15-393814—371336123511341033-9——32P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.3/A1auR2—47kU280C51P1.4/CEX1P3.4/T0P1.5/CEX2P3.5/T.P1.6/CEX3P3.6/WFP1.7/CEX4P3.7/RD；X1 tlE'X2 PSENEARSTVCC123P1.0/T2 P3.0/RXIP1.1/T2EXP3.1TXIP1.2/ECIP3.2/NTV.2V57-27101519816-3 IN1OUTIZIN2 OUT2_17TIN3OUTSTZnIN4OUT4EN1EN2VSVSSL293D圖280C51與L293D連接電路OUT]GNDGNDOUT2KE2國][N4El《OUT]GNDGNDOUT2KE2國][N4El《flXiME開。佗麻〉0UT4G1TDGHD0UT3IL'Tli過劫機照我圖3L293D與直流電動機連接電路無線遙控模塊nRF905有兩種工作模式和兩種節能模式。兩種工作模式分別是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM發送模式，兩種節能模式分別是關機模式和空閑模式。nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN和PWR_UP三個引腳決定［10］。圖4無線控制電路ec-xn 圖4無線控制電路ec-xn nscIk&omDu-r^wpnextos^m

kcs光傳感器模塊利用無線遙控實現窗的開關及窗簾的開度的控制及實現開度顯示（順序實現

窗簾的“全關一位置1—位置2—全開一位置2—位置1—全關”，每兩種開度操作之間間隔一定時間，存儲這個過程，可重復實現這個過程）；利用光敏器件，根據不同的環境照度實現窗簾的四種開度，定位精度1%。PHOTODIO圖PHOTODIO圖5光傳感器電路位置傳感器模塊通過下落鐵塊產生的脈沖控制窗簾的位置，如圖所示為位置傳感器VCC位置傳感器圖6位置傳感器電路研究難點.如何完成各部件的調試工作。.軟件設計部分，繪制系統流程圖。.編寫主程序。.繪制電路圖。.3預期達到的目標實現各個部件的調試，設計完成后，能利用無線遙控實現窗的開關及窗簾的開度的控制及實現開度顯示（順序實現窗簾的“全關一位置1—位置2—全開一位置2—位置1—全關”，每兩種開度操作之間間隔一定時間，存儲這個過程，可重復實現這個過程）；利用光敏器件，根據不同的環境照度實現窗簾的四種開度。另外可增加溫度傳感器，自動實現窗的開關。4研究工作詳細工作進度和安排2010年n月26至2011年1月10日：查閱相關文獻，完成文獻綜述和外文翻譯；2011年1月10至2011年2月28：完成開題報告；2011年2月28至2011年3月22日：完成設計方案和軟硬件的初步調試；2011年3月22至2011年4月22日：完成設計方案的優化和軟硬件的實現;2011年4月22至2011年5月22日：完成畢業論文的撰寫。5參考文獻[1]馮旭升淺談智能窗簾機及其應用[J].甘肅：中國住宅設施，2004.[2]胡漢才.單片機原理及其接口技術[M].北京:清華大學出版社,1996.[3]何立民.單片機應用技術選編[M].北京:北京航空航天大學出版社,1996.[4]馮旭升.奧蘭AL—CK01智能窗簾機[J].住宅科技，2003,(11)[5]郭光立.光控自動窗簾[J].家庭電子，1999：55~56[6]陳莉，王宇，張微微.自動啟閉窗簾控制器的設計[J].科技情報開發與經濟，2007[7]瞿貴榮.電動窗簾紅外遙控電路[J].家庭電子，2005[8]廖威.基于單片機的窗簾升降器模擬裝置的設計和實現[J].科技信息(科學教研)，2007[9]郭成林.AT89系列