輕松DIY一個(gè)家庭智能門(mén)窗控制系統吧

1.1 引言

隨著(zhù)21 世紀信息化時(shí)代的到來(lái)，社會(huì )信息化和家居智能化也呈現出了蓬勃發(fā)展的趨勢，越來(lái)越多的家庭開(kāi)始追求高質(zhì)量、 高科技舒適安全的家居生活, 充分享受由信息時(shí)代帶來(lái)的生活上的便利。作為智能家居系統的子系統智能門(mén)窗，是在傳統住宅的基礎上，綜合利用傳感器技術(shù)、 計算機技術(shù)、 現代通訊技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等，實(shí)現了門(mén)窗各種信息的采集、 傳輸、 處理和控制。安全舒適的家居環(huán)境是實(shí)現家居智能化的基礎和前提，而門(mén)窗作為家庭與外界互通的門(mén)戶(hù)，起著(zhù)尤為關(guān)鍵的作用，實(shí)現門(mén)窗的智能化是智能家居的第一步，也是非常重要的一步。

1.2 項目可行性分析

為了使家居生活更加舒適、 安全，采用以 AVR32為主控制芯片，融合多路傳感器的方法，突破了傳統的防盜門(mén)窗模式。綜合考慮了室內外環(huán)境的安全因素，設計了一種基于單片機系統的智能門(mén)窗，進(jìn)行了以 CO、 光照、 甲醛以及溫度傳感器為主要信號獲取單元，以照明電燈、空調、換氣窗和電動(dòng)開(kāi)窗器為執行機構的聯(lián)合調試實(shí)驗設計。

1). 本項目擬采用基于A(yíng)tmel AVR32單片機的EVK1100開(kāi)發(fā)板作為硬件平臺。該平臺有以下幾大優(yōu)勢：首先，GPIO引腳的引出，能夠方便地進(jìn)行各個(gè)執行模塊驅動(dòng)的擴展。其次，開(kāi)發(fā)板上面有多達兩個(gè)的串口，可以很方便的讓我們完成各個(gè)具體模塊的調試。再次，開(kāi)發(fā)板上面的已經(jīng)擁有部分本系統設計中所需的模塊（光線(xiàn)傳感器、溫度傳感器、LCD液晶顯示、按鍵），能夠減少硬件設計的內容，加快完成設計的進(jìn)度。

2). 在智能門(mén)窗系統中需要使用的其他部分，比如：照明電路（可以通過(guò)搭建簡(jiǎn)單的模型實(shí)現），換氣窗和可控門(mén)窗（可以通過(guò)直流電機驅動(dòng)），環(huán)境監測傳感器（當前工藝比較成熟，能夠方便地應用）。

二、需求分析

2.1 功能要求

（1）通過(guò)對室內CO濃度、甲醛濃度、濕度以及光照強度的檢測，實(shí)時(shí)顯示室內的生活環(huán)境。

（2）通過(guò)按鍵預先設置的安全參數范圍。

（3）當co濃度，甲醛濃度超過(guò)閾值參數時(shí)，智能控制換氣窗的開(kāi)關(guān)。

（4）當光照強度太弱，則檢測窗外的光照強度，智能選擇打開(kāi)窗簾或者通過(guò)單片機驅動(dòng)室內的照明電路，同理，當光照強度太強則智能選擇關(guān)閉窗簾或者關(guān)閉照明電路。

（5）當溫度太高或者太低時(shí)，則啟動(dòng)空調控制電路，驅動(dòng)空調的運行。

（6）實(shí)時(shí)監控室內生活環(huán)境。實(shí)時(shí)調節設備運行。

圖1 系統架構

2.2 性能要求

光照傳感器的精度：±5% 范圍：10-2000Lux

CO分辨率：0.05ppm

甲醛分辨率：0.05ppm

溫度傳感器準確度：±0.5%F.S

三、方案設計

3.1 系統功能實(shí)現原理

圖2統硬件結構框圖

3.2 硬件平臺選用及資源配置

硬件平臺：AVR EVK1100，資源配置：光強度傳感器，co傳感器，甲醛傳感器，直流電機，照明驅動(dòng)電路等。

3.3系統軟件流程

圖 3程序運行流程圖

3.4 系統預計實(shí)現結果

能夠實(shí)現對當前環(huán)境的監測，并能夠根據預先設置的參數，智能調節并收斂到各個(gè)執行模塊預先設定的參數。