第1章緒論1.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在智能化社會(huì)的進(jìn)步中，如信息技術(shù)和云計(jì)算等科技的快速增長(zhǎng)已經(jīng)滲透到了各個(gè)行業(yè)，為各類(lèi)企業(yè)提供了大量的便利與收益。然而，當(dāng)前的情況是，盡管物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在全球和社會(huì)上迅速擴(kuò)張，但它尚未廣泛地融入人們的日常生活。鑒于其在全球及社會(huì)中的迅猛擴(kuò)展趨勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)無(wú)疑會(huì)成為最具潛力的科技之一。所以各個(gè)國(guó)家都推出戰(zhàn)略規(guī)劃在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展上。智能家居其中就是一部分。這包括了許多不同的領(lǐng)域和研究?，F(xiàn)在，智能家居的研究已經(jīng)取得了大量的成果并且被應(yīng)用到了日常生活中。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信心處理和傳感器等領(lǐng)域都有所涉及。在美國(guó)，對(duì)智能家居所用到的技術(shù)開(kāi)展了一些項(xiàng)目研究如：集成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器、分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能塵埃、無(wú)線嵌入式系統(tǒng)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)傳感等[1]。關(guān)于通信協(xié)議設(shè)計(jì)的研究?？的螤柎髮W(xué)和美國(guó)南加州大學(xué)等著名的大學(xué)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)這類(lèi)協(xié)議進(jìn)行了深入的探討先后提出了多種路由算法?？的螤柎髮W(xué)在關(guān)于信息處理與管理的研究中對(duì)感知數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)方面的研究較多，設(shè)計(jì)了一個(gè)用于數(shù)據(jù)感知和查詢采用分布式查詢處理技術(shù)，名為COUGAR的用于信息處理的系統(tǒng)[2][3]。加州大學(xué)伯克利分校則設(shè)計(jì)了一個(gè)叫做TinyDB的感知數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整的連續(xù)查詢處理方法，和管理傳感器網(wǎng)絡(luò)的多查詢方法。并南加州大學(xué)提出一種數(shù)構(gòu)造算法用以計(jì)算聚集，并驗(yàn)證了無(wú)線通信機(jī)制對(duì)聚集計(jì)算的性能影響很大[4][5]。我國(guó)和國(guó)外相比智能家居的研發(fā)還相對(duì)落后，但是在近幾年國(guó)家的大力支持，以及對(duì)這個(gè)技術(shù)的扶持下，經(jīng)過(guò)企業(yè)，國(guó)家，技術(shù)等不懈努力，近幾年市場(chǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，技術(shù)逐漸成熟。從2013年到2020年間增長(zhǎng)率平均維持在14%左右。這證明這我國(guó)公民對(duì)國(guó)產(chǎn)智能家居的認(rèn)可以及相關(guān)內(nèi)容越來(lái)越完善[6][7]。國(guó)外智能門(mén)窗有PellaInsynctive、RWESmartHome、Verilock等品牌的智能門(mén)窗感應(yīng)裝置，用戶可以隨時(shí)通過(guò)手機(jī)方便地查看門(mén)窗的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并隨時(shí)掌握家中的門(mén)窗狀況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的安全性監(jiān)測(cè)[11]。SmartTint門(mén)窗智能光膜[12]，ViewGlass智能門(mén)窗[13]，ProDisplay智能門(mén)窗玻璃等動(dòng)態(tài)的智能門(mén)窗玻璃，通過(guò)點(diǎn)擊開(kāi)關(guān)按鈕或在智能手機(jī)上點(diǎn)擊按鍵，可以輕松地控制窗戶的不透明度，達(dá)到控制進(jìn)入室內(nèi)的光線和空氣[8]，同時(shí)還可以有效地保護(hù)用戶的私密性，同時(shí)也可以防止強(qiáng)光和發(fā)熱來(lái)控制室內(nèi)熱量[10]。我國(guó)的智能門(mén)窗行業(yè)相較于外國(guó)發(fā)展速度偏慢，盡管其發(fā)展趨勢(shì)仍在持續(xù)。然而，這些都是基于一些簡(jiǎn)單處理器制造的簡(jiǎn)單控制技術(shù)。隨著社會(huì)的發(fā)展，手機(jī)已經(jīng)是普及到道街小巷人人都離不開(kāi)。將智能門(mén)窗系統(tǒng)與手機(jī)相連接，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，遠(yuǎn)程控制等才是正確的智能門(mén)窗發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)不足之處：兼容性和互聯(lián)性問(wèn)題：智能門(mén)窗產(chǎn)品品牌眾多，不同品牌之間缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，導(dǎo)致產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通存在困難。用戶可能需要安裝多個(gè)APP來(lái)控制不同的智能設(shè)備，這給用戶帶來(lái)了不便。技術(shù)壁壘高：智能門(mén)窗行業(yè)需要高端技術(shù)支持，包括智能識(shí)別技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等。如果企業(yè)技術(shù)積累不足，難以開(kāi)發(fā)出具有競(jìng)爭(zhēng)力的智能門(mén)窗產(chǎn)品。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈：隨著市場(chǎng)潛力的逐漸顯現(xiàn)，越來(lái)越多的企業(yè)進(jìn)入智能門(mén)窗領(lǐng)域，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇。這對(duì)于企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)能力提出了更高的要求。成本問(wèn)題：智能門(mén)窗的研發(fā)和生產(chǎn)成本相對(duì)較高，這可能導(dǎo)致最終產(chǎn)品的售價(jià)較高，影響了智能門(mén)窗的普及率。用戶體驗(yàn)有待提升：雖然智能門(mén)窗提供了更加便捷和舒適的生活體驗(yàn)，但在用戶體驗(yàn)方面仍有提升空間，比如操作的簡(jiǎn)便性、反應(yīng)速度、智能化程度等方面。安全性問(wèn)題：智能門(mén)窗的安全性也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。隨著智能門(mén)窗的普及，如何保證其數(shù)據(jù)安全和防止被黑客攻擊成為了一個(gè)挑戰(zhàn)。售后服務(wù)和維護(hù)：智能門(mén)窗作為高科技產(chǎn)品，其維護(hù)和修理可能需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持。目前，國(guó)內(nèi)的售后服務(wù)體系可能還不夠完善，這對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的考慮因素。市場(chǎng)認(rèn)知度：雖然智能門(mén)窗的概念逐漸被人們所接受，但在一些地區(qū)和人群中，對(duì)智能門(mén)窗的認(rèn)知度仍然不高，這影響了市場(chǎng)的推廣和普及。標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化：智能門(mén)窗行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化程度還不夠，這對(duì)行業(yè)的健康發(fā)展構(gòu)成了一定的制約。1.2課題的目的以及意義就現(xiàn)在智能門(mén)窗的發(fā)展現(xiàn)狀，此設(shè)計(jì)初衷是讓人更方便的進(jìn)行開(kāi)關(guān)窗戶。通過(guò)檢測(cè)外界環(huán)境閾值進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)關(guān)，使人即使在外地同樣感覺(jué)到安心。這種類(lèi)型的窗口的主要特性包括智能化管理、防止火災(zāi)和盜竊的保護(hù)措施、簡(jiǎn)單的操控方式、遠(yuǎn)距離遙控功能及自動(dòng)化處理等等優(yōu)勢(shì)。盡管市場(chǎng)上存在許多類(lèi)似的產(chǎn)品，但是它們都是由多個(gè)部分組合構(gòu)成且使用起來(lái)較為繁瑣復(fù)雜，然而我們的這款窗口只需要輕輕觸碰開(kāi)啟按鈕就可以實(shí)現(xiàn)自主開(kāi)合的功能了。此外，該款窗口還具備能夠根據(jù)陽(yáng)光明暗程度來(lái)判斷并執(zhí)行關(guān)閉與開(kāi)放動(dòng)作的能力。此種智慧型大門(mén)系統(tǒng)的最大好處在于可以確保衣物不會(huì)因?yàn)闆](méi)有及時(shí)收取而在大風(fēng)雨中受到侵襲或者導(dǎo)致室內(nèi)出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象發(fā)生(如在大風(fēng)暴來(lái)臨之前);另外它還能保證當(dāng)夜幕低垂的時(shí)候會(huì)主動(dòng)把所有的窗子都給封閉上以保障安全無(wú)虞的環(huán)境條件得以維持下去。如果發(fā)現(xiàn)周?chē)諝赓|(zhì)量較差或是溫度過(guò)高濕氣太大的情況就會(huì)自行啟動(dòng)相應(yīng)的防護(hù)機(jī)制從而達(dá)到最佳的使用效果。能連接藍(lán)牙進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，即使人不在家同樣能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)的功能。智能窗戶還有監(jiān)測(cè)是否有人功能，近程遠(yuǎn)程報(bào)警，實(shí)時(shí)觀察是否有人行竊。智能門(mén)窗系統(tǒng)（1）提升生活質(zhì)量：智能門(mén)窗系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開(kāi)啟與關(guān)閉，可以根據(jù)環(huán)境變化（例如在雨天會(huì)自動(dòng)關(guān)閉窗戶）來(lái)創(chuàng)造更為舒適的居住氛圍（2）增強(qiáng)家庭安全：集成了防盜、防火等安全功能的智能門(mén)窗能夠在遇到異常情況時(shí)及時(shí)響應(yīng)，如紅外傳感器檢測(cè)到人體入侵時(shí)觸發(fā)報(bào)警。（3）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制：用戶可以通過(guò)智能手機(jī)或其他設(shè)備遠(yuǎn)程控制智能門(mén)窗，無(wú)論身處何地都能對(duì)家中的窗戶進(jìn)行管理。（4）提高生活便利性：自動(dòng)化的功能減少了日?，嵥槭聞?wù)的處理，如忘記關(guān)窗等情況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)處理，讓用戶生活更加便捷。（5）支持環(huán)境監(jiān)控：整合的各類(lèi)傳感器不僅可以操控窗戶，還能實(shí)時(shí)追蹤室內(nèi)外的環(huán)境情況，并將相關(guān)數(shù)據(jù)展示在用戶界面上。（6）節(jié)約能源：智能門(mén)窗系統(tǒng)能夠有效利用自然資源，如在天氣晴朗時(shí)自動(dòng)打開(kāi)窗戶以利用自然光照和通風(fēng)，減少對(duì)人工照明和空調(diào)的依賴?；趕tm32單片機(jī)的智能門(mén)窗系統(tǒng)需要以單片機(jī)作為中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)窗戶的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。此外，它還能夠隨著外部環(huán)境指數(shù)的變動(dòng)而改變，具體性質(zhì)和功能如下：（1）通過(guò)dht11對(duì)環(huán)境溫度和濕度的監(jiān)控，使得窗戶能夠自動(dòng)開(kāi)啟。（2）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)窗戶的開(kāi)關(guān)。（3）手動(dòng)操作方式與初始開(kāi)關(guān)技術(shù)相同，都是通過(guò)手來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制開(kāi)關(guān)。??（4）光照傳感器，通過(guò)對(duì)光照強(qiáng)度調(diào)節(jié)閾值到達(dá)指數(shù)自動(dòng)開(kāi)關(guān)通風(fēng)（5）雨滴傳感器通過(guò)監(jiān)測(cè)外界是否有雨水，達(dá)到濕度閾值自動(dòng)關(guān)閉防止漏雨??（6）顯示屏顯示窗戶的狀態(tài)以及各類(lèi)參數(shù)的指數(shù)??（7）使用5V電源進(jìn)行供電（8）定時(shí)模式：可以通過(guò)定時(shí)控制窗戶的打開(kāi)關(guān)閉（9）藍(lán)牙無(wú)線手機(jī)端可以進(jìn)行無(wú)線傳輸控制（10）通過(guò)人體紅外傳感器進(jìn)行防盜報(bào)警1.3智能門(mén)窗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求（1）建造一個(gè)型號(hào)為單片機(jī)STM32F103C8T6的系統(tǒng)，使其成為系統(tǒng)的主控模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集以及處理分析和執(zhí)行其他部件的控制（2）監(jiān)測(cè)功能：監(jiān)控功能：實(shí)時(shí)追蹤外界光照和溫度濕度的數(shù)值，通過(guò)溫濕度傳感器來(lái)檢測(cè)目前的濕度是否偏高。人體紅外感應(yīng)系統(tǒng)被用于開(kāi)啟防盜功能后，可以檢測(cè)到有人在蜂鳴器中發(fā)出警報(bào)。（3）顯示能力：利用液晶屏oled來(lái)展現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)和狀態(tài)。（4）執(zhí)行部件：使用uln20003驅(qū)動(dòng)電機(jī)為電機(jī)提供停轉(zhuǎn)信號(hào)（5）定時(shí)功能：通過(guò)DS1302時(shí)鐘模塊進(jìn)行定時(shí)和時(shí)鐘顯示，定時(shí)后時(shí)間到后關(guān)閉（6）無(wú)線功能：通過(guò)HC05藍(lán)牙模塊對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線傳輸并且可以通過(guò)手機(jī)端進(jìn)行無(wú)線控制（7）編程步驟：使用keilc軟件進(jìn)行編譯，并借助c語(yǔ)言創(chuàng)建系統(tǒng)程序，同時(shí)運(yùn)用c語(yǔ)言對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和展示處理。

第2章智能門(mén)窗系統(tǒng)的總體功能2.1設(shè)計(jì)的主要功能用戶可以在室內(nèi)的任何地方，無(wú)需受限于位置，通過(guò)手動(dòng)操作或手機(jī)連接藍(lán)牙來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)窗的開(kāi)合控制。智能窗戶具備自動(dòng)防護(hù)功能：當(dāng)風(fēng)力達(dá)到某個(gè)臨界值或者感知到雨水，它會(huì)立即關(guān)閉窗戶，以防止室內(nèi)物品因?yàn)槭韬龆軗p。智能感應(yīng)與自動(dòng)化：配備光線、溫度和風(fēng)速等傳感器，根據(jù)不同環(huán)境條件自動(dòng)調(diào)整窗戶的開(kāi)合狀態(tài)，如自動(dòng)通風(fēng)降溫或在強(qiáng)風(fēng)天氣下關(guān)閉窗戶以防風(fēng)沙侵入。能源管理與節(jié)能：智能門(mén)窗可以根據(jù)外界環(huán)境情況自動(dòng)進(jìn)行開(kāi)關(guān)窗戶，從而實(shí)現(xiàn)使室內(nèi)溫度保持在一定數(shù)值，減少家中空調(diào)暖氣等使用，有效管理能源使用，達(dá)到節(jié)能減排的目的。防盜報(bào)警：智能門(mén)窗能在短距離內(nèi)監(jiān)測(cè)是否有人，通過(guò)遠(yuǎn)程播報(bào)以及報(bào)警信號(hào)使主人第一時(shí)間了解情況，從而減少盜竊等事情的發(fā)生。定時(shí)開(kāi)關(guān)：可以在室內(nèi)以及手機(jī)app上調(diào)節(jié)時(shí)間進(jìn)行定時(shí)開(kāi)關(guān)窗。用戶可以設(shè)定早晨或特定時(shí)間段窗戶自動(dòng)開(kāi)啟，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)通風(fēng)，以及避免用戶不在家忘記關(guān)窗戶的麻煩2.2設(shè)計(jì)的主要模塊控制總體框圖如下圖2.1所示。通過(guò)對(duì)外界情況監(jiān)測(cè)溫濕度光照雨滴等指數(shù)。按鍵調(diào)節(jié)相關(guān)指數(shù)閾值，達(dá)到閾值數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行開(kāi)關(guān)窗戶。終究，單片機(jī)負(fù)責(zé)操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行開(kāi)關(guān)設(shè)置。人體感應(yīng)功能的蜂鳴器可以發(fā)出聲光警報(bào)，同時(shí)也能通過(guò)ds1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)定時(shí)啟動(dòng)。藍(lán)牙手機(jī)端則負(fù)責(zé)無(wú)線傳輸和管理。數(shù)據(jù)將通過(guò)oled液晶顯示屏展示圖2.1系統(tǒng)程序框圖該設(shè)計(jì)的核心部分包括以下幾個(gè)方面：主控單元、雨量檢測(cè)組件、光線探測(cè)設(shè)備、馬達(dá)裝置、ULN驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)、紅外感知人形部件、DHT11溫度與濕度的收集元件、開(kāi)關(guān)及顯示設(shè)備，這些都構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的核心和信息處理的中樞;同時(shí)還包含了用于監(jiān)控外部環(huán)境參數(shù)的溫度和濕度傳感器以及光線敏感器。通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)窗口或門(mén)的開(kāi)閉操作，并設(shè)定其工作狀態(tài)為自動(dòng)模式時(shí)，可以開(kāi)啟或關(guān)閉窗戶;而顯示設(shè)備則負(fù)責(zé)展示各種數(shù)據(jù)如各項(xiàng)數(shù)值等等。

第3章智能門(mén)窗系統(tǒng)的模塊功能設(shè)計(jì)3.1光線水位采集模塊lm393比較器的主要功能是進(jìn)行雨滴傳感器和光敏的比對(duì)，通過(guò)輸出電壓高低來(lái)確定當(dāng)前是否有降雨或者光線強(qiáng)度。其工作原理如下：1.工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源：2—36V,雙電源：±1—18V2.消耗電流小，Icc=0.8mA3.輸入失調(diào)電壓小，VIO=±2mV4.共模輸入電壓范圍寬，Iic=0—Vcc-1.5V5.輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容6.輸出可以用開(kāi)路集電極連接“或”門(mén)LM393的引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖展示了DIP8和SOP8兩種不同類(lèi)型的封裝形式，分別為雙列直插式8腳塑料和微型雙列8腳塑料。圖3.1LM393內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如同眾多高性能的比較器一樣，LM393也具備極高的放大能力和寬泛的頻域特性。然而，如果由于寄生電容引起的耦合影響而產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，這可能會(huì)成為問(wèn)題所在。這種狀況只可能出現(xiàn)在比較器的操作狀態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，而且即使采取了去除電壓輸出的間隔、濾波器以及調(diào)整電壓等措施也不能解決這個(gè)問(wèn)題。然而，使用PCB的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)能夠有效降低輸出寄生電容的影響。當(dāng)進(jìn)出電阻值低于10k時(shí)，能減小反饋信號(hào)并稍微增強(qiáng)正反饋以加速切換過(guò)程，從而防止因寄生電容引起的不穩(wěn)定情況。為了避免由于直接連接到集成電路引腳上的電阻所引發(fā)的振蕩，我們應(yīng)該采用延遲策略。但對(duì)于需要短時(shí)間內(nèi)完成切換的輸入脈沖波形信號(hào)，無(wú)需應(yīng)用延遲策略。所有未被利用到的接口應(yīng)該連接到地面線;對(duì)于LM393來(lái)說(shuō)，其設(shè)定了一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)的穩(wěn)定性和工作狀態(tài)不受供電量的影響很大一部分電力無(wú)需通過(guò)附加濾波元件來(lái)供給，而且VCc可以在低于雙邊口徑信號(hào)值的前提下供應(yīng)而無(wú)損于設(shè)備性能。對(duì)正側(cè)而言，任何大于或等于?0.3V的入射能量需要有防護(hù)措施以防止損壞儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該芯片具有一種獨(dú)特的開(kāi)放式收集方式——多個(gè)采集單元可實(shí)現(xiàn)ORing功能并允許N型PNP接收器的Ee直接接到GND上。由于SPC是打開(kāi)的狀態(tài)并且有可能受到驅(qū)動(dòng)力及部件Beta系數(shù)的約束從而影響了最大漏泄率。一旦流量達(dá)到了最高閾值即16mA(maximumcurrent),則出力將會(huì)迅速提升至高水平因而出力的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)也會(huì)停止運(yùn)行。約占總阻抗百分之六十左右的gammaSAT能有效控制過(guò)沖現(xiàn)象的發(fā)生使得最終結(jié)果保持在一個(gè)相對(duì)較低的位置。如果當(dāng)前承載功率非常小的話那么此時(shí)的電子轉(zhuǎn)換效率就能夠維持住最低標(biāo)準(zhǔn)也就是“空”級(jí)別3.1.1液滴檢測(cè)我們的降雨監(jiān)測(cè)主要依賴于雨滴傳感器的數(shù)據(jù)收集并利用LM393的比較器來(lái)做出決定。一旦有水分接觸到傳感器的水位傳感器會(huì)引發(fā)壓力變化，而這種壓力的變化與被濺濕表面的大小成正比，進(jìn)而影響LM393對(duì)電壓的比較結(jié)果。如果發(fā)現(xiàn)存在液態(tài)物質(zhì)，LM393則會(huì)給出負(fù)電壓，此時(shí)微控制器便會(huì)執(zhí)行關(guān)窗操作。同樣地，對(duì)于光線傳感器的運(yùn)作機(jī)制也是如此，詳見(jiàn)圖3.2。圖3.2LM393比較器3.2光照采集電路圖3.10展示了如何使用光敏電阻來(lái)檢測(cè)外部光線的強(qiáng)度。這種類(lèi)型的電阻被稱為負(fù)響應(yīng)型光敏電阻，其特性是隨著光線變亮，電阻值會(huì)降低;反之亦然，即當(dāng)光線暗淡時(shí)，電阻值會(huì)上升至數(shù)百到數(shù)十萬(wàn)歐姆之間的區(qū)間。換句話說(shuō)，如果光線非常強(qiáng)烈，它可以達(dá)到數(shù)百歐姆，而在完全無(wú)光的環(huán)境下，它的電阻可能超過(guò)十萬(wàn)歐姆。我們使用11k的電阻進(jìn)行上拉電阻。圖示展示了我們所配備的光敏電阻。當(dāng)陽(yáng)光照射得更強(qiáng)烈，電阻值就會(huì)降低，進(jìn)而導(dǎo)致電路產(chǎn)生的電壓信號(hào)也相對(duì)較小。但是，如果陽(yáng)光照射的強(qiáng)度減弱，電阻值就會(huì)增加并且電壓信號(hào)也會(huì)上升。這些不同的電壓值將被傳送到單片機(jī)的內(nèi)部ad以判斷是否需要開(kāi)關(guān)窗戶。圖3.3光敏電阻3.3溫濕度模塊OTPOTPMCU電阻式感濕元件NTCGNDNCDATAOTPOTPMCU電阻式感濕元件NTCGNDNCDATAVCC圖3.4DHT11內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖此傳感器包含ntc測(cè)溫元件和電阻式感濕元件，分別對(duì)溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，工作電壓的范圍在3.5-5.5V之間，運(yùn)輸?shù)臄?shù)據(jù)為數(shù)字限號(hào)，且數(shù)字信號(hào)不需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，這點(diǎn)比其他傳感器方便很多，簡(jiǎn)化的整體的硬件設(shè)計(jì)。此傳感器內(nèi)置自動(dòng)儲(chǔ)存和處理功能，用于保存和處理溫度和濕度數(shù)據(jù)。除此之外，它還配備了四個(gè)外部接口，具體的接口功能請(qǐng)參考下表3.1。

表3.1DHT11引腳介紹引腳號(hào)引腳名稱引腳功能1VCC供電電源正極2DATA單總線串型數(shù)據(jù)線3NC懸空腳4GND接地腳1號(hào)和4號(hào)引腳的功能是為傳感器提供電源，2號(hào)引腳則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，而3號(hào)引腳則處于懸掛狀態(tài)，無(wú)需連接到電路中。這種傳感器被廣泛應(yīng)用，可以在氣象站、家居、溫濕度調(diào)節(jié)器、醫(yī)療設(shè)備以及汽車(chē)等領(lǐng)域找到它的身影。但與其他傳感器相比，它的測(cè)試數(shù)據(jù)精度不夠高，測(cè)量范圍也不夠?qū)拸V。濕度可測(cè)范圍為20%到90%相對(duì)濕度，溫度可測(cè)范圍在0攝氏度到50攝氏度之間。濕度測(cè)試精度為加減5%相對(duì)濕度，溫度測(cè)試精度為加減2攝氏度。請(qǐng)看下圖3.5，這里展示了溫濕度傳感器模塊的電路圖。圖3.5DHT11溫濕度傳感器3.4藍(lán)牙傳輸模塊hc05藍(lán)牙模塊能夠通過(guò)無(wú)線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶的手機(jī)上進(jìn)行展示，同時(shí)也可以通過(guò)手機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。這個(gè)部分的主要優(yōu)點(diǎn)在于其作為主從一體的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)與具備藍(lán)牙功能的智能手機(jī)或計(jì)算機(jī)等設(shè)備的連接匹配，相較于其他的同類(lèi)產(chǎn)品，它的表現(xiàn)更為出色。該模塊所支持的通信速率覆蓋了廣泛的區(qū)間，包括4800到1382400之間的所有值，并且它與單一芯片系統(tǒng)的兼容度高，只要滿足3.3V或者5V的電源要求即可。這種設(shè)計(jì)非常便捷易用，而且十分靈活，因此對(duì)于我們的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是非常合適的選擇。在構(gòu)建微網(wǎng)絡(luò)的前期階段，所有的硬件已經(jīng)就緒。在這個(gè)狀況下，每一秒鐘有超過(guò)一半的時(shí)間(即1.28s)用于監(jiān)測(cè)那些尚未連線上的設(shè)備的消息情況。當(dāng)這些設(shè)備被激活之后，可以設(shè)定32種不同的頻率來(lái)調(diào)整監(jiān)視的信息。主設(shè)備完成其初始化的步驟以后，就能順利地啟動(dòng)連接的過(guò)程。對(duì)于已知的設(shè)備地址的情況，可以通過(guò)頁(yè)面的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)連接;而對(duì)未知地址的設(shè)備，則是利用頁(yè)面信息的搜索功能來(lái)達(dá)成連接的目的。在微網(wǎng)的環(huán)境里，如果某個(gè)設(shè)備沒(méi)有執(zhí)行任何的數(shù)據(jù)交換任務(wù)的話，那么就會(huì)自動(dòng)切換到節(jié)電的狀態(tài)。此時(shí)，主設(shè)備會(huì)把自身配置成維護(hù)模式，而在這個(gè)期間內(nèi)只會(huì)有內(nèi)部的計(jì)時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行;同樣，從設(shè)備也有可能轉(zhuǎn)換至維護(hù)模式。只要設(shè)備脫離了維護(hù)模式，便能立即展開(kāi)數(shù)據(jù)的傳送活動(dòng)。在處理多個(gè)微網(wǎng)或者管控低功率設(shè)備的時(shí)候，常常使用此類(lèi)的維護(hù)策略。此外，還有兩類(lèi)低功耗的使用模式：睡眠與監(jiān)控?；谒{(lán)牙的基礎(chǔ)通信技術(shù)，它能夠支持第一種模式以傳遞語(yǔ)音信息，第二種模式用來(lái)發(fā)送小規(guī)模的數(shù)據(jù)包，至于溫度等環(huán)境參數(shù)則可通過(guò)非連接的方式進(jìn)行傳輸。采用跳頻及時(shí)隙多址技術(shù)的藍(lán)牙通訊方式擴(kuò)大了無(wú)線電的覆蓋范圍。為了擴(kuò)展其使用空間，我們必須借助偽隨機(jī)代碼序列來(lái)實(shí)施頻移鍵控(也稱之為跳頻)。傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中的主要振蕩器的頻率是恒定的。要使載波頻率產(chǎn)生變化，就需要接收跳頻信號(hào)，然后依據(jù)相應(yīng)的指示調(diào)整主振蕩器頻率。跳頻設(shè)備能夠捕捉到跳頻信號(hào)，其中包含有跳頻命令生成器和頻率合成器。如果把跳頻設(shè)備看作是一個(gè)主振蕩器的話，那么它就跟普通的發(fā)射裝置沒(méi)有區(qū)別。我們可以以模擬或者數(shù)字的形式傳遞信息，經(jīng)過(guò)調(diào)制之后得到穩(wěn)定的頻率調(diào)幅信號(hào)，接著將其與頻率合成器的主載波頻率信號(hào)相融合。最終產(chǎn)生的滿足射頻頻道要求且可調(diào)控的載波頻率信號(hào)被送出。由高通濾波器反向饋回，最后透過(guò)天線發(fā)出信號(hào)，這就是所說(shuō)的穩(wěn)定頻率信號(hào)。而對(duì)于時(shí)隙多址來(lái)說(shuō)，就是將時(shí)間劃分為互不重復(fù)的幀，然后再對(duì)每個(gè)幀進(jìn)行細(xì)分成無(wú)法相互干擾的通道，這樣就能一一對(duì)應(yīng)不同的用戶，依靠這些通道來(lái)識(shí)別各種信號(hào)從而達(dá)到多個(gè)地址之間的聯(lián)系。如下圖3.6所示。圖3.6藍(lán)牙模塊介紹圖3.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊我們?cè)诓僮鞔皯糸_(kāi)關(guān)時(shí)，需要利用uln2003來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，具體參見(jiàn)圖3.7.圖3.7步機(jī)電機(jī)模塊介紹圖48型的步進(jìn)電動(dòng)馬達(dá)來(lái)說(shuō)，其工作原理就是把電子指令轉(zhuǎn)變成為轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力源泉。通常情況下，每當(dāng)我們向該驅(qū)使設(shè)備發(fā)送出一串?dāng)?shù)字信息的時(shí)候，就會(huì)讓這個(gè)裝置按照預(yù)設(shè)的路徑以特定幅度完成一定數(shù)量的角度變化(即所謂的"一步")并保持在這個(gè)位置不動(dòng);而這種移動(dòng)距離則完全取決于我們所發(fā)出的數(shù)據(jù)量大圖小及持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短等因素的影響程度了。此外，如果我們將這些數(shù)值調(diào)整得恰如其分的話，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行節(jié)奏與加速減緩效果等方面都能夠做到精準(zhǔn)地調(diào)控呢！至于說(shuō)這臺(tái)機(jī)器本身的工作方式嘛？那可就多了去了：比如最常見(jiàn)的就是那種由四個(gè)線圈組成且具有雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案啦——這就是大家常說(shuō)的“ABC”三元件式設(shè)計(jì)啊!而另外一種比較流行的則是采用了一種叫做“AABBCCDDAA”的循環(huán)操作方法哦~不過(guò)話說(shuō)回來(lái)哈，因?yàn)槲覀兊奈⑻幚砥鞯妮敵龆丝谒芴峁┑墓β蕦?shí)在有限的原因所在所以必須借助ULN2003這樣的電路模塊才能將其進(jìn)一步擴(kuò)大化后才有可能順利對(duì)接上去喲。四相八拍模式下，每拍代表一次旋轉(zhuǎn)角度。步進(jìn)電機(jī)需通過(guò)特定數(shù)量的脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)其磁場(chǎng)的完整循環(huán)。所以，八拍代表的是從a到a的流程，而四拍則象征著一個(gè)完整的過(guò)程，也就是θ=360°/(50×4)=1.8°（通常被稱為全步）和θ=360°/(50×8)=0.9°（也被叫做半步）。ABCD是此種模式下的四個(gè)階段。在實(shí)際應(yīng)用中，為了使電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須對(duì)ABCD這四個(gè)階段供電。關(guān)于步進(jìn)電機(jī)的特性，主要有以下幾點(diǎn)：受限于電壓強(qiáng)度、電流量、溫度變動(dòng)及波形變換等因素，步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)量并無(wú)固定范圍。盡管步進(jìn)電機(jī)在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度上都會(huì)存在理論誤差，但這些誤差不會(huì)像傳統(tǒng)設(shè)備那樣累積。因?yàn)槊總€(gè)旋轉(zhuǎn)圈的總誤差是零。所以，長(zhǎng)期累積的步距誤差無(wú)法被消除。3.5.1ULN2003步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：步進(jìn)電機(jī)需要被驅(qū)動(dòng)才能正常工作。因?yàn)榈谝浑娐分械碾娏鬏^小，單片機(jī)需要發(fā)出步進(jìn)電機(jī)指令，并由控制單元來(lái)進(jìn)行控制。因此，我們需要借助驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)進(jìn)行控制和處理。ULN2003是一種耐壓、電流大的復(fù)合晶體管，由7個(gè)硅NPN類(lèi)型的晶體管組成，在5V工作電壓條件下與CMOS或TTL電平特性兼容。它能直接處理邏輯電平信號(hào)。ULN2003能夠提供步進(jìn)電機(jī)脈沖信號(hào)。ULN2003采用了7個(gè)NPN達(dá)林頓連接晶體管，適用于低邏輯電平數(shù)字電路中的負(fù)載，如燈、繼電器、打印機(jī)錘等，具有大電流、高電壓的需求。它被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、工業(yè)和消費(fèi)品領(lǐng)域，設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)TTL系列。我們利用單片機(jī)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的邏輯緩存器進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理。電機(jī)速率及方向可通過(guò)脈沖調(diào)控實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。單片機(jī)連接至ULN2003的方式為IN1IN2IN3IN4，其中單片機(jī)輸出的電流會(huì)經(jīng)過(guò)OUT1OUT2OUT3OUT4傳導(dǎo)給電機(jī)的四個(gè)相位(即ABCD)。而ULN2003的輸入電流則只依賴于來(lái)自單片機(jī)的微小電流，借助達(dá)林頓電路設(shè)計(jì)，使得其能承受高達(dá)500mA的灌溉電流。同時(shí)，它具有5V驅(qū)動(dòng)的能力且具備50V的抗壓性能。如下圖3.5所示。圖3.8ULN2003管腳連接圖uln2003的核心特性包括：如果沒(méi)有其他的限制條件，tamb=25℃是最大的溫度范圍，具體數(shù)值可以參考表3.2。表3.2電機(jī)詳細(xì)數(shù)值參數(shù)名稱符號(hào)數(shù)值單位輸入電壓VIN30V輸入電流IIN25mA功耗PD1W工作環(huán)境溫度Topr-20to+85℃貯存溫度Tstg-55to+150℃3.6防盜報(bào)警模塊選擇當(dāng)安全系統(tǒng)啟動(dòng)并開(kāi)始監(jiān)控人類(lèi)熱源的時(shí)候，它會(huì)持續(xù)地對(duì)任何可能的人體存在做出反應(yīng)。警報(bào)系統(tǒng)的構(gòu)成包括了三種不同的模式：聲音警告(通過(guò)音調(diào)發(fā)出)、震顫式警示及手機(jī)通知提醒。接下來(lái)我們將詳細(xì)闡述聲波喇叭的功能機(jī)制，它是種能夠產(chǎn)生噪音的聲音部件，只要有電力供應(yīng)就能工作得很好且易于操控。市場(chǎng)上有很多不同類(lèi)型的聲波喇叭可供挑選;而選用能接受五伏特輸入功率的那款則更為實(shí)用方便。我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用過(guò)程中還需注意一個(gè)小細(xì)節(jié)——若覺(jué)得它的發(fā)出的音頻不足以引起人們的關(guān)注的話可以移除位于揚(yáng)聲器的底端的一層薄膜來(lái)增強(qiáng)效果。本設(shè)計(jì)的目的是利用這個(gè)裝置能在發(fā)現(xiàn)人的時(shí)候就立即觸發(fā)生成預(yù)警信號(hào)。如上文提到的那樣，該設(shè)備是由三個(gè)組件共同構(gòu)建而成，其中一個(gè)是值一千歐姆的大容量電阻作為分壓網(wǎng)絡(luò)的一部分，另一個(gè)則是N型的三級(jí)晶閘管負(fù)責(zé)增大輸出流量與幅度以便滿足需要更大的能量需求從而達(dá)到更強(qiáng)的提示作用，第三個(gè)就是那個(gè)具有良好性能表現(xiàn)的聲波喇叭本身啦！三級(jí)晶閘管采用了的是一種常見(jiàn)的類(lèi)型即N型的二級(jí)晶閘管，主要是為了實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大輸送量并且調(diào)整出合適的頻率響應(yīng)范圍等一系列重要的參數(shù)設(shè)置使得最終的效果更加完美無(wú)瑕疵才選用了這種型號(hào)呢。圖3.7蜂鳴器報(bào)警介紹圖3.7按鍵控制模塊由三組小型開(kāi)關(guān)串連構(gòu)成的單片機(jī)按鍵操控系統(tǒng)中，其中一部分與單片機(jī)的雙方向輸入輸出接口相連，而另外一側(cè)則直接接觸地面。一旦啟動(dòng)該開(kāi)關(guān)，那么此時(shí)的輸入輸出端口就會(huì)切換至高電位狀態(tài);反之，若關(guān)閉它，則會(huì)使輸入輸出端口觸及大地，從而實(shí)現(xiàn)從高電壓轉(zhuǎn)為低電壓的過(guò)程，同時(shí)把這個(gè)低電壓信息反饋給單片機(jī)。對(duì)于按鍵開(kāi)關(guān)的監(jiān)測(cè)方式來(lái)說(shuō)，主要是通過(guò)對(duì)高、低電位的識(shí)別來(lái)完成的。然而，因?yàn)樗囊苿?dòng)速度問(wèn)題，難免會(huì)有一些偏差出現(xiàn)，所以我們?cè)诰帉?xiě)相關(guān)按鍵功能代碼的時(shí)候，需要額外的加入一個(gè)消除抖動(dòng)的程序，以此提升精準(zhǔn)度。如上圖3.10所示，就是關(guān)于按鍵控制系統(tǒng)的原理圖：如下圖3.10所示：圖3.10按鍵控制系統(tǒng)3.8OLED顯示模塊作為新型的光源與顯示技術(shù)，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)以穩(wěn)定且綠色的有機(jī)薄膜電致發(fā)光裝置為基礎(chǔ)，由多個(gè)有機(jī)膜組成，并置于陽(yáng)極和陰極之間。一旦通入電流，這些有機(jī)物質(zhì)便能產(chǎn)生光線。OLED使用了標(biāo)準(zhǔn)的矩陣交錯(cuò)屏幕布局，它被設(shè)置在了交替排布的陽(yáng)極和陰極中間。通過(guò)挑選合適的陽(yáng)極和陰極搭配可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)OLED的開(kāi)啟或關(guān)閉。由于OLED是基于電流驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，因此可以通過(guò)調(diào)整電流大小來(lái)調(diào)節(jié)顯示器的明暗程度。在全球范圍內(nèi)，中國(guó)的Solomon公司和美國(guó)Clare公司擁有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。OLED可以在通訊、電腦、家用電器、工用產(chǎn)品、商用設(shè)施以及交通運(yùn)輸?shù)确矫娴玫綇V泛運(yùn)用。圖1展示了液晶顯示模塊電路結(jié)構(gòu)。P5是設(shè)計(jì)為4個(gè)插座的一個(gè)針頭，主要用以與OLED液晶顯示器相連。而5V則代表著接入的5V電源;SCL和SDA則是分別對(duì)應(yīng)于顯示器的兩個(gè)接口，它們都由單片機(jī)中的B6和B7引腳控制，并負(fù)責(zé)傳遞串行的時(shí)鐘信息和數(shù)據(jù)。如下圖3.11所示圖3.11oled模塊介紹圖oled是一種128×64像素的點(diǎn)陣顯示屏，其接口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易用，可用于顯示字符和圖形。該顯示屏具有以下特點(diǎn)：（1）128×64點(diǎn)陣單色圖像展示模塊（2）由于高亮度、鮮明的對(duì)比度和廣大的視野，快速的反應(yīng)速度以及寬廣的溫度范圍，功耗極低。（3）8位的并行處理器接口擁有讀寫(xiě)操作時(shí)序，且能直接與8位微處理器相連。（4）這個(gè)模塊內(nèi)含128×64的顯示數(shù)據(jù)ram。每一個(gè)ram都代表了oled屏幕的亮度和暗度狀態(tài)。（5）整合了solomensd1306oled驅(qū)動(dòng)器。（6）模塊所需能源：90mw（占素點(diǎn)亮度的三分之一，沒(méi)有偏振片，亮度為100cd/m2）（7）模塊的邏輯電源電壓為vdd+3v±10%。（8）電壓范圍vc3是驅(qū)動(dòng)oled顯示屏的關(guān)鍵。3v~5v。若需展示現(xiàn)有的信息，只需要依照OLED的步驟來(lái)執(zhí)行OLED的呈現(xiàn)操作就可以了。對(duì)于文字或者圖像的字符集，我們必須自行創(chuàng)建。你可以挑選出一款字模抽取工具，并依據(jù)OLEDRAM地址架構(gòu)的選擇垂直型字模抽取方式。因?yàn)镺LED模塊的字節(jié)排列是顛倒的，所以應(yīng)該設(shè)定成字節(jié)反轉(zhuǎn)的狀態(tài)。關(guān)于字體、字體、尺寸及顯示效果(如下劃線與刪除線)可以根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)模具抽取生成的每個(gè)字符的點(diǎn)陣顯示碼，最終，基于OLED屏上實(shí)際的效果，對(duì)這些碼進(jìn)行修改以便獲取到需要的字符集。參考圖3.12就可以看到這個(gè)過(guò)程。通過(guò)生成所需顯示的文本字符庫(kù)，將字符代碼寫(xiě)入OLED顯示程序，并將其保存在SSD1306的GDDRAM模塊中，以確保顯示效果穩(wěn)定。例如，漢字“漢”×高=16×16(32B顯示碼)。提取字模為:CharcodeHan[]={0x00,0x10,0x61,0x06,0xC0,0x30,0x02,0x3E,0xC2,0x02,0x82,0x62,0x1F,0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x02,0x3F,0x20,0x20,0x10,0x08,0x05,0x02,0x05,0x08,0x10,0x30,0x10,0x00,}圖3.12oled電路圖

第4章智能門(mén)窗系統(tǒng)主控程序設(shè)計(jì)4.1主程序流程自系統(tǒng)的啟動(dòng)及外部設(shè)備配置完成以后，我們便利用按鈕和自動(dòng)化方式檢測(cè)環(huán)境中的陽(yáng)光與降雨情況，以此確定是否需要把窗戶開(kāi)啟或者關(guān)閉。接著，我們會(huì)評(píng)估是否存在降雨現(xiàn)象并觀察到足夠的日照強(qiáng)度，如果滿足這些條件，就會(huì)選擇讓衣服外出晾干;否則則會(huì)將其收回。此系統(tǒng)還具備手動(dòng)、預(yù)定時(shí)間以及自動(dòng)操作等多種功能選項(xiàng)。如下圖4.1所示，LCD屏幕實(shí)時(shí)展示了相關(guān)數(shù)據(jù)。圖4.1oled程序流程圖4.2液晶顯示程序流程為了使液晶屏幕能順利運(yùn)行，我們首先要輸入管理命令，接著是所需展示的信息。在此前，需使用特定的指令檢查液晶屏幕是否處于運(yùn)作狀態(tài)。若已啟動(dòng)，則須靜待其結(jié)束工作的通知，只有當(dāng)收到這個(gè)信息后才能繼續(xù)輸入管理命令及數(shù)據(jù)。液晶顯示模塊程序流程圖如下圖4.2所示。圖4.2液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)流程圖4.3按鍵時(shí)鐘程序流程我們需要理解的是，按鈕單元具有四根導(dǎo)線，它們之間存在著相似的關(guān)系。因此，當(dāng)我們構(gòu)建電路時(shí)，只需連上兩個(gè)端子即可。其基本的工作機(jī)制是識(shí)別信號(hào)的正負(fù)極狀態(tài)。當(dāng)我們的按鈕被觸發(fā)時(shí)，微控制器的輸入/輸出接口會(huì)將其讀取成負(fù)電壓。這種變化會(huì)導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的功能動(dòng)作被執(zhí)行。若要確定按鈕是否已被激活，我們可以使用以下條件語(yǔ)句："if(K1==0)"來(lái)測(cè)試，并在滿足該條件的條件下循環(huán)等待直到再次變?yōu)榉羌せ顮顟B(tài)。同樣地，對(duì)于第二個(gè)按鈕，可以使用"if(K2==0)"和"delay_key()"函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的效果。最后，若想檢查第三個(gè)按鈕的狀態(tài)，則可采用"if(K3==0)"并配合適當(dāng)?shù)难訒r(shí)處理。如需清除計(jì)數(shù)器，只要按動(dòng)第三個(gè)按鈕便能完成。詳細(xì)步驟可見(jiàn)下圖4.3。圖4.3按鍵時(shí)鐘流程圖4.3.1DS1302控制字符的介紹如下表4.1所示表5.1測(cè)試數(shù)據(jù)765432101RAMA4A3A2A2A0RDCKWR在執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入任務(wù)時(shí)，必須確保控制字的最大有效位置是邏輯1，否則無(wú)法將數(shù)據(jù)輸入到ds1302中。當(dāng)數(shù)值為0時(shí)，它表示儲(chǔ)存了日歷時(shí)鐘的信息，而數(shù)值為1則代表儲(chǔ)存了ram的信息。5操作單元的地址被標(biāo)記為-1。設(shè)定為0是最基本的有效位，這意味著需要進(jìn)行寫(xiě)入操作；而設(shè)置為1則表示需要執(zhí)行讀取操作。數(shù)據(jù)獲?。涸诳刂谱趾髎clk的下降邊界，輸入ds1302的數(shù)據(jù)；輸入的數(shù)據(jù)范圍是從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)。數(shù)據(jù)輸入從最低位開(kāi)始，經(jīng)過(guò)SCLK上升沿控制，寫(xiě)入DS1302中，具體操作請(qǐng)參考圖4.4。圖4.4ds1302控制流程圖4.4報(bào)警蜂鳴器提醒流程執(zhí)行主函數(shù)之后，我們會(huì)持續(xù)檢查坐姿的正確性以及時(shí)間是否已經(jīng)到達(dá)。首先，我們會(huì)通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定好提醒時(shí)間，然后檢查是否已經(jīng)到達(dá)了預(yù)設(shè)的時(shí)間。如圖4.5所示，報(bào)警流程圖如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)輸出高電平蜂鳴器報(bào)警是否觸發(fā)報(bào)警單片機(jī)輸出高電平蜂鳴器報(bào)警是否觸發(fā)報(bào)警條件報(bào)警程序入口返回YNY4.5人體紅外感應(yīng)流程通常使用的是熱釋電傳感器作為紅外傳感器(如照片中展示的設(shè)備)，該裝置的前端裝有過(guò)濾器，用于消除超過(guò)1至14微米范圍之外的人體輻射的熱量，從而增強(qiáng)其抵抗外部干擾的能力。此外，通過(guò)在前部添加菲涅爾透鏡來(lái)提升敏感度是常用的方法(菲涅爾是一位來(lái)自法國(guó)的物理學(xué)家)。一旦檢測(cè)到了人造紅外線的存在，這個(gè)傳感器就會(huì)產(chǎn)生高電壓。然后，三極管開(kāi)始工作。最后，它向單片機(jī)發(fā)送出高電壓信息。這可以參考圖像4.6中的描述。圖4.6人體紅外感應(yīng)流程圖4.6光敏采集程序設(shè)計(jì)一旦光敏器件收集了現(xiàn)有的信息，它會(huì)將其模擬信號(hào)傳遞至微控制器的AD引腳以執(zhí)行處理任務(wù)。完成初始化之后，我們利用模數(shù)轉(zhuǎn)換來(lái)獲得實(shí)時(shí)的濕度值，此處選用的設(shè)備是A10。接下來(lái)，我們會(huì)提取并解讀這些數(shù)據(jù)，每個(gè)字節(jié)包含八個(gè)比特，我們將逐位地解析它們，并將得到的結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，進(jìn)而計(jì)算出實(shí)際的電壓值。首先對(duì)ADC引腳進(jìn)行初始設(shè)置，接著啟動(dòng)ADC讀取數(shù)據(jù)，即AD_Value_Temp=Read_ADC(0);隨后，我們要讀取經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，自高位向低位順序輸出(D7-D0)，如下圖4.7所示。圖4.7光敏采集程序設(shè)計(jì)流程圖4.7DHT11溫濕度程序設(shè)計(jì)伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，許多電子產(chǎn)品諸如車(chē)輛、冷氣系統(tǒng)、干燥裝置及烤箱已逐漸融入人們的日常生活之中并成為了必需品。然而，為了滿足各種家電對(duì)特定氣候條件的要求，例如恒定或可變的環(huán)境參數(shù)——比如氣溫和相對(duì)濕度的測(cè)量變得至關(guān)重要了。所以，對(duì)于這種需求而言，用于檢測(cè)此類(lèi)條件的數(shù)字化儀器的使用范圍也在不斷擴(kuò)大。新型數(shù)碼儀器的特點(diǎn)在于無(wú)需額外添加任何外部模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)化單元且具有標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出界面設(shè)計(jì)，這使得其更易于操作從而獲得了更多的實(shí)際運(yùn)用機(jī)會(huì)。采用簡(jiǎn)單的一條單一通訊線路的設(shè)計(jì)方案被用在了DHT系列的產(chǎn)品當(dāng)中：它只利用一條單獨(dú)的數(shù)據(jù)線上實(shí)現(xiàn)信息的傳遞及其相關(guān)功能的管理工作。此外，此種模式下的信息交流并不依賴復(fù)雜的外部電路而是由一種開(kāi)放式的或是處于“關(guān)閉”狀態(tài)的三元門(mén)控開(kāi)關(guān)所完成的工作任務(wù)。一般情況下會(huì)建議用戶在外部的電源供應(yīng)部分增加大約五千一百歐姆左右的增壓電阻以便確保當(dāng)沒(méi)有新的信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)候可以保持這條線的邏輯值始終維持在一個(gè)高的水平位置之上。因?yàn)檫@個(gè)原因的存在導(dǎo)致的結(jié)果就是一旦有某個(gè)特定的目標(biāo)物體向著這款智能型探測(cè)頭發(fā)出請(qǐng)求后就會(huì)立即得到相應(yīng)的回應(yīng)動(dòng)作發(fā)生的情況出現(xiàn)的發(fā)生情況出現(xiàn)的這種情況發(fā)生的狀況下產(chǎn)生的結(jié)果就變成了只要能夠按照規(guī)定的程序步驟去執(zhí)行相關(guān)的命令指令就可以順利地獲取出準(zhǔn)確的信息內(nèi)容出來(lái)出來(lái)的這樣的效果產(chǎn)生了之后帶來(lái)的影響也就自然形成了這樣的一種局面出現(xiàn)了初始化dht11，接收應(yīng)答脈沖，進(jìn)行掃描，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)并執(zhí)行讀操作等步驟構(gòu)成了溫濕度采集程序。詳細(xì)的程序和流程圖請(qǐng)參見(jiàn)圖4.8。bitinit_DTH11(){ bitflag; ucharnum; DQ=0; delay_ms(19); //>18ms DQ=1; for(num=0;num<10;num++); //20-40us for(num=0;num<12;num++); flag=DQ; for(num=0;num<11;num++); //DTH響應(yīng)80us for(num=0;num<24;num++); //DTH拉高80us returnflag;}ucharDTH11_RD_CHAR(){ ucharbyte=0; ucharnum; ucharnum1; while(DQ==1); for(num1=0;num1<8;num1++) { while(DQ==0); byte<<=1; //高位在前 for(num=0;DQ==1;num++); if(num<10) byte|=0x00; else byte|=0x01; } returnbyte;}voidDTH11_DUSHU(){ ucharnum; if(init_DTH11()==0) { CHAR();DTH11_RD_DTH."DTH11_RD_CHAR();shidu=".CHAR();DTH11_RD_DTH.CHAR();DTH11_RD_DTH.當(dāng)num小于17時(shí)，執(zhí)行空語(yǔ)句；最終在BIT輸出完成后，將總線拉低50微秒。 DQ=1; }}4.8溫濕度傳感器流程圖4.8藍(lán)牙無(wú)線傳輸程序設(shè)計(jì)我們使用了HC-05的無(wú)線通訊模組來(lái)實(shí)現(xiàn)微控制器與智能終端間的交流媒介。當(dāng)我們將該裝置電源開(kāi)啟時(shí)，它的指示燈將會(huì)開(kāi)始快速地亮滅。與此同時(shí)，MCU中的相關(guān)部分也已啟動(dòng)并準(zhǔn)備接收信號(hào)傳遞的數(shù)據(jù)流。這個(gè)過(guò)程主要是利用串行接口完成信息的交互工作。經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)置之后，所展示的內(nèi)容變?yōu)榱?WELCOME:"這一段代碼。接下來(lái)執(zhí)行一段延時(shí)的操作函數(shù)voidHC-05delay(uintz);接著調(diào)用發(fā)送指令的功能函數(shù)RART_com(ucharcom);再寫(xiě)入所需的信息到writedata(uchardate)這個(gè)功能中去。緊隨的是一次完整的配置處理voidHC-05(),在此過(guò)程中需要循環(huán)遍歷八個(gè)元素并將它們依次送出toreadbytefor(i=0;i<8;i++),最后一步就是讓我們的移動(dòng)端尋找附近的所有可用的連接點(diǎn)，此時(shí)它應(yīng)該能發(fā)現(xiàn)名為CH-05的藍(lán)色外設(shè)。選定目標(biāo)以后按下“Addbletoothdevice”按鈕或者鼠標(biāo)左鍵即可進(jìn)入下一個(gè)步驟，在此階段用戶需提供正確的匹配密鑰也就是數(shù)字'1'和‘2’、‘3’等組成的一位數(shù)碼即一二三四五六七八九十十一十二十三十四十五十六十七十八十九二十三十等等以此類(lèi)推直到結(jié)束為止。一旦成功驗(yàn)證完畢便可以順利連線并且能夠正常運(yùn)行程序從而獲取實(shí)時(shí)地理坐標(biāo)及當(dāng)前日期的時(shí)間值。下面附有關(guān)于hc-05的工作原理示意圖如下4.9所示。圖4.9HC-05藍(lán)牙通信流程圖4.9步進(jìn)電機(jī)控制電機(jī)流程圖對(duì)于此次設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)是操控馬達(dá)的正負(fù)旋轉(zhuǎn)。一旦系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行，我們需確定馬達(dá)是否有必要朝向正方向運(yùn)轉(zhuǎn)，如果答案是肯定的，那么我們將按照順序?qū)B、BC、CD、DA供電以達(dá)到正向運(yùn)動(dòng)的目的;當(dāng)完成正向動(dòng)作之后，我們會(huì)設(shè)定延遲三秒鐘的時(shí)間讓馬達(dá)轉(zhuǎn)向逆向，也就是按次序?qū)B、AD、CD、CB進(jìn)行充電。如下圖4.10所示，這是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的子流程圖。圖4.10，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)主流程圖本系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序如下：voiddelay_uint(uintq){ while(q--);}voidbujindj() //步進(jìn)電機(jī)函數(shù){if(flag_z_f!=0) {if(flag_z_f==1) //開(kāi) {bjdj_value++; if(bjdj_value>=127) {flag_z_f=0; P2=P2&0xf0; //讓4個(gè)IO口都不輸出 }} if(flag_z_f==2) //關(guān) {if(bjdj_value<=1) {flag_z_f=0; bjdj_value=1; P2=P2&0xf0; //讓4個(gè)IO口都不輸出 } bjdj_value--; } for(i=0;i<4;i++)//4相 {if(flag_z_f==2) //關(guān) P2=zheng[i];// elseif(flag_z_f==1)//開(kāi) P2=fan[i];//改變delay_uint(700)的參數(shù)，可以對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。}}}當(dāng)手將光強(qiáng)傳感器遮擋，使得外部的光線低于預(yù)設(shè)的30cd閾值時(shí)，電機(jī)會(huì)反向旋轉(zhuǎn)并回到窗戶。

第5章系統(tǒng)測(cè)試5.1系統(tǒng)測(cè)試數(shù)值通過(guò)操作系統(tǒng)的按鍵來(lái)設(shè)定閾值，例如將濕度上限閾值rh設(shè)為50。當(dāng)dht11模塊感知到濕度低于50時(shí)，指示燈不會(huì)亮起，電機(jī)也無(wú)法啟動(dòng)；而當(dāng)dht11模塊感知到濕度超過(guò)50時(shí)，指示燈會(huì)亮起，電機(jī)開(kāi)始工作。當(dāng)設(shè)置的濕度光照閾值為50/30時(shí)，實(shí)際濕度和光照參數(shù)為48/28時(shí)候，實(shí)際數(shù)值低于設(shè)定閾值所以指示燈不亮，且電機(jī)不運(yùn)作也就是說(shuō)窗戶任然處于關(guān)閉狀態(tài)不會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟進(jìn)行通風(fēng)。當(dāng)設(shè)置閾值不變時(shí)，光照和濕度實(shí)際指數(shù)大于或者等于設(shè)置閾值時(shí)，指示燈亮起且電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是窗戶自動(dòng)關(guān)閉。如下表5.1所示。表5.1測(cè)試數(shù)據(jù)序號(hào)濕度閾值/光照閾值實(shí)際濕度/實(shí)際光照指示燈電機(jī)150/3048/28不亮停止250/3049/29不亮停止350/3050/30點(diǎn)亮運(yùn)轉(zhuǎn)5.2測(cè)試結(jié)果分析實(shí)物圖如下圖5.1所示，分別由溫濕度傳感器，水滴傳感器，光敏電阻，防盜報(bào)警器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，oled顯示屏幕，stm32單片機(jī)，實(shí)物按鍵，電路板等等組成。經(jīng)過(guò)測(cè)試設(shè)置實(shí)物第一個(gè)按鍵為切換選項(xiàng)，第二個(gè)按鍵進(jìn)行確定調(diào)節(jié)選項(xiàng)，第三個(gè)按鍵為防盜模式開(kāi)啟以及關(guān)閉，第四個(gè)按鍵為手動(dòng)開(kāi)關(guān)按鍵。此產(chǎn)品分為三個(gè)模式分別為，自動(dòng)模式手動(dòng)模式以及定時(shí)模式。如下圖5.2所示。屏幕中還顯示有通過(guò)傳感器檢測(cè)到的當(dāng)前溫度濕度光照強(qiáng)度數(shù)值參數(shù)，也顯示了防盜模式是否開(kāi)啟，實(shí)物圖中中級(jí)紅藍(lán)色信號(hào)燈為主芯片正常進(jìn)行的信號(hào)左邊為藍(lán)牙是否連接的信號(hào)燈。圖5.1實(shí)物圖圖5.2屏幕功能顯示通過(guò)實(shí)物可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以及可以調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度閾值。調(diào)節(jié)頁(yè)面如圖5.3所示。圖5.3濕度光照調(diào)節(jié)界面圖通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的光照濕度閾值的調(diào)節(jié)，以及當(dāng)前現(xiàn)實(shí)生活中的濕度以及光照強(qiáng)度，傳感器將感應(yīng)信號(hào)傳送到單片機(jī)中，單片機(jī)將傳來(lái)信號(hào)與當(dāng)前設(shè)置閾值進(jìn)行比較，如果實(shí)際濕度指數(shù)等于或者大于設(shè)置閾值時(shí)，單片機(jī)將傳輸給電機(jī)關(guān)閉信號(hào)。如果實(shí)際光照指數(shù)等于或大于設(shè)置閾值時(shí)，單片機(jī)將傳輸電機(jī)關(guān)閉信號(hào)。因?yàn)檫x用的光敏電阻為負(fù)指數(shù)電阻。所以更加適合應(yīng)用于本產(chǎn)品之中。通過(guò)屏幕還可以設(shè)置自動(dòng)開(kāi)關(guān)窗戶時(shí)間，定時(shí)模式如上圖5.2所示，設(shè)置當(dāng)前時(shí)間通過(guò)第一個(gè)按鈕進(jìn)行選擇以及第二個(gè)按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。設(shè)置定時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)間界面如下圖5.4所示。通過(guò)時(shí)間的調(diào)節(jié)，以及定時(shí)模式的開(kāi)啟，產(chǎn)品將會(huì)通過(guò)設(shè)置時(shí)間閾值，將信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)中，使其窗戶進(jìn)行開(kāi)關(guān)功能。圖5.4設(shè)置時(shí)間界面通過(guò)藍(lán)牙模塊，產(chǎn)品可以與手機(jī)相連接，手機(jī)界面如圖5.5所示。手機(jī)APP上可以實(shí)時(shí)關(guān)注當(dāng)前溫濕度以及光照的指數(shù)，在藍(lán)牙連接成功狀態(tài)下，可以通過(guò)手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以及遠(yuǎn)程設(shè)置相關(guān)參數(shù)的閾值，遠(yuǎn)程進(jìn)行防盜模式開(kāi)啟或者關(guān)閉，以及遠(yuǎn)程發(fā)現(xiàn)窗戶附近是否有人。。極大方便了我們的生活，解決了生活中部分問(wèn)題。圖5.5手機(jī)APP界面5.3系統(tǒng)性能評(píng)估我們通過(guò)外界環(huán)境情況，溫度和濕度變化時(shí)，比如夜晚或者白天，還有是否周?chē)腥舜嬖凇?duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控能力進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地跟蹤環(huán)境因素的變化。并能夠做出相應(yīng)的處理以及報(bào)警。體現(xiàn)了該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)性能好。測(cè)試了系統(tǒng)對(duì)門(mén)窗的遠(yuǎn)程控制功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制響應(yīng)速度快，操作簡(jiǎn)單，能夠滿足實(shí)際使用需求。我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，觀察系統(tǒng)在連續(xù)工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性和可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，沒(méi)有出現(xiàn)崩潰或故障情況，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。模擬了外界處于晚上、外界陽(yáng)光很好，外界下雨等情況，測(cè)試了系統(tǒng)的報(bào)警和處理性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并采取相應(yīng)的措施，有效地保障了室內(nèi)的安全。

結(jié)論本文構(gòu)想了一種基于單片機(jī)的智能開(kāi)窗系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要依賴于溫度和濕度傳感器dth11來(lái)運(yùn)行，同時(shí)采用stm32作為核心控制芯片。我們?cè)诖嘶A(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一個(gè)智能化的開(kāi)窗系統(tǒng)，其過(guò)程是：先由溫濕度傳感器收集外部環(huán)境信息并將之轉(zhuǎn)換成電子數(shù)據(jù)，接著把這些數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)以便對(duì)其做出決策，最終執(zhí)行相應(yīng)操作。文章詳細(xì)闡述了軟硬兩方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容，并對(duì)各部分硬件電路的功能做了深入剖析，其中包含了溫濕度傳感器的組件、按鈕設(shè)定單元、電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的部件以及顯示狀態(tài)的LED燈等。此外，我們也針對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求對(duì)軟件的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行了詳盡描述。我們的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了，并在Proteus中進(jìn)行了仿真測(cè)試，同時(shí)也用軟件代碼模擬了真實(shí)情況，因此具有較高的借鑒價(jià)值。這種設(shè)計(jì)不僅實(shí)用，還具有很好的可插拔性和兼容性，可以輕松地添加新的接口或者傳感器模塊來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的效能，并且也適合整合到智能家庭系統(tǒng)中。此產(chǎn)品具備以下幾項(xiàng)特性。（1）時(shí)刻監(jiān)控是否有降雨；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境光照強(qiáng)度。（2）通過(guò)溫濕度傳感器檢測(cè)當(dāng)前濕度是否過(guò)高（3）經(jīng)過(guò)人體紅外感應(yīng)檢測(cè)啟動(dòng)防盜功能后，我們發(fā)現(xiàn)有人使用蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。（4）使用hc05藍(lán)牙模塊，可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，同時(shí)可以在手機(jī)端進(jìn)行無(wú)線控制。（5）利用調(diào)整溫度、濕度和光照強(qiáng)度的設(shè)定值，以便監(jiān)控外界指數(shù)并自動(dòng)啟動(dòng)。（6）通過(guò)DS1302時(shí)鐘模塊進(jìn)行定時(shí)和時(shí)鐘顯示，定時(shí)后時(shí)間到后關(guān)閉（7）顯示功能：通過(guò)液晶屏OLED對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)及系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行指示；本產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)易化：針對(duì)現(xiàn)代快節(jié)奏的生活方式，我們專(zhuān)門(mén)為工作繁忙的人群打造了這款智能晾衣架。因此，這個(gè)設(shè)計(jì)的核心原則便是簡(jiǎn)潔明了的使用體驗(yàn)，這樣一來(lái)，疲憊了一天的職場(chǎng)人就不會(huì)被瑣碎的事情所困擾。畢竟，這項(xiàng)創(chuàng)新的目的在于處理日常生活中的小問(wèn)題，如果使用過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，那便與我們最初的設(shè)計(jì)理念背道而馳了。因此，這一設(shè)計(jì)務(wù)必保持其簡(jiǎn)易化的特性。（2）成本效益：這個(gè)方案具有巨大的商業(yè)潛力，可以在日常生活中使用。因此必須確保設(shè)計(jì)的合理性。合理的規(guī)劃和優(yōu)化對(duì)降低成本至關(guān)重要，因?yàn)槲覀円_(kāi)發(fā)的是一款智能化窗戶，作為一種家居用品，其定價(jià)必然不會(huì)過(guò)高。此外，消費(fèi)者通常偏向于購(gòu)買(mǎi)那些具備較高性價(jià)比的產(chǎn)品。因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)力求品質(zhì)優(yōu)良且售價(jià)適中。這意味著我們需要在技術(shù)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)效益之間取得平衡。（3）應(yīng)用性：此項(xiàng)設(shè)計(jì)的目的是作為一種工具，所以我們?cè)跇?gòu)思時(shí)需要更多地考慮到實(shí)際用途，而非創(chuàng)造無(wú)用或繁瑣的功能。這個(gè)設(shè)計(jì)主要面向頻繁戶外晾曬衣物的群體，因而在設(shè)計(jì)過(guò)程中的優(yōu)化和改進(jìn)也包括增加有用的特性，剔除過(guò)多的、沒(méi)有必要的內(nèi)容。（4）保障安全和可靠性：由于智能窗戶主要應(yīng)用在家庭環(huán)境中，因此必須確保其安全和可靠。無(wú)論是電子元件的設(shè)計(jì)、電路的布局還是材料的選擇都需要注重提升其安全和可靠性。在此基礎(chǔ)上，還有很多不足之處（1）增強(qiáng)系統(tǒng)配電設(shè)計(jì)。鑒于系統(tǒng)設(shè)計(jì)并未詳細(xì)闡述電力供應(yīng)的問(wèn)題，在目前的研究階段，我們可以利用家用市電進(jìn)行降壓整流來(lái)滿足系統(tǒng)的電力需求。如果考慮到系統(tǒng)的更多功能，我們可以增加太陽(yáng)能供電，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（2）考慮系統(tǒng)的安裝要求，根據(jù)實(shí)際情況做相應(yīng)調(diào)整，考慮到各種家庭環(huán)境和使用場(chǎng)景。（3）從長(zhǎng)期的視角來(lái)評(píng)估系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。盡管智能家居經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的進(jìn)步，但是整套智能家居系統(tǒng)的執(zhí)行還不夠完善。在設(shè)計(jì)各個(gè)系統(tǒng)模塊時(shí)，需要考慮未來(lái)的發(fā)展方向，并從長(zhǎng)期的視角去思考系統(tǒng)的實(shí)用性。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從題目的選定到方案的論證再到畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成歷時(shí)將近四個(gè)月，在這四個(gè)月的時(shí)間內(nèi)我用自己最飽滿的熱情和最認(rèn)真的態(tài)度來(lái)對(duì)待。很多問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，但是真正在實(shí)踐過(guò)程中卻舉步維艱、問(wèn)題百出，尤其是在程序調(diào)試的階段要有極大的耐心，但是這個(gè)過(guò)程也很大程度上的提高了我分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在畢設(shè)的實(shí)踐中也提高了我的動(dòng)手能力，強(qiáng)化了自己的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)。與此同時(shí)，我也發(fā)現(xiàn)了很多身上不足的地方，例如專(zhuān)業(yè)軟件使用得不夠熟練、編程能力不夠、動(dòng)手實(shí)踐能力較弱等，我會(huì)在今后的學(xué)習(xí)實(shí)踐中不斷加以提高。

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附錄控制系統(tǒng)代碼：#include<stdint.h>/*definecompilerspecificsymbols*/#ifdefined(__CC_ARM)#define__ASM__asm/*!<asmkeywordforARMCompiler*/#define__INLINE__inline/*!<inlinekeywordforARMCompiler*/#elifdefined(__ICCARM__)#define__ASM__asm/*!<asmkeywordforIARCompiler*/#define__INLINEinline/*!<inlinekeywordforIARCompiler.OnlyavaiableinHighoptimizationmode!*/#elifdefined(__GNUC__)#define__ASM__asm/*!<asmkeywordforGNUCompiler*/#define__INLINEinline/*!<inlinekeywordforGNUCompiler*/#elifdefined(__TASKING__)#define__ASM__asm/*!<asmkeywordforTASKINGCompiler*/#define__INLINEinline/*!<inlinekeywordforTASKINGCompiler*/#endif驅(qū)動(dòng)ADC部分：voidAdc_Init(void){ ADC_InitTypeDefADC_InitStructure; GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_ADC1 ,ENABLE); //使能ADC1通道時(shí)鐘 RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);//設(shè)置ADC分頻因子672M/8=9,ADC最大時(shí)間不能超過(guò)14M GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入引腳 GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); ADC_DeInit(ADC1);//復(fù)位ADC1,將外設(shè)ADC1的全部寄存器重設(shè)為缺省值 ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent; //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在獨(dú)立模式 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE; //模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在單通道模式 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABL