摘 要近年来，随着微电子技术的发展，生活水平的提高，人们的需求不断上升，自动化设备慢慢的走入人们的生活。而本文根据人们的日常生活提出了一种可以实现无人在家时自动关窗的设备，其主要利用STM32单片机作为主控制器，结合光敏电阻传感器检测环境的亮度和以及雨滴传感器检测当前的环境湿度数据，并且可以使用LCD1602液晶显示屏将采集到的数据显示在屏幕上。该系统可以根据用户设定的阈值进行比较，得到执行机构的启动信号，从而实现控制系统自动关窗的控制目的。该设备主要具有方便用户，提升居民生活质量的优点。解决了用户出门在外遇到突发的降雨情况来不及回家关窗的困扰，极大的方便了用户的日常生活。
目 录
一、 绪论 1
（一）研究背景 1
（二）课题的研究现状 1
二 、系统总体设计与器件选型 2
（一）系统功能要求 2
（二）系统整体方案设计 2
（三）系统器件选型 2
三 、硬件电路的设计 5
（一）核心控制电路 5
（二）显示电路 5
（三）雨滴检测电路 6
（四）湿度检测电路 7
四 、系统软件设计 8
（一）主程序流程 8
（二）显示模块软件设计 8
（三）湿度检测软件设计 9
（四）亮度检测软件设计 10
（五）按键程序 10
（六）蓝牙软件设计 11
五 、系统调试与分析 13
（一）软件测试 13
（二）硬件调试 13
六、 结论与展望 19
（一）总结 19
（二）展望 19
参考文献 20
致谢 21
附录 22
一、 绪论
（一）研究背景
目前科学技术正处于飞速发展阶段，人们的物质生活水平也在不断的改善和提高，人们对于幸福生活的追求不止停留在物质阶段也包括精神上的享受。这一追求也体现在了人们对住房和汽车等的高安全性和智能化的需求方面。现在很多的家居都已经走向智能化甚至智慧化的道路，很多家庭都用上了智能化的家电等，智能化的 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072# 
理念也逐渐深入人心。本次设计旨在设计一款可以自动进行开关的智能化窗户，它可以根据外部环境的变化和日常生活的需要进行自动的开启和关闭。通过这种智能化的方式，可以更加方便人们的日常生活，提升生活的幸福感。本次设计选用单片机进行设计，因为其良好的工作性能和经济效益，使得单片机的在市场上得到了广泛的运用。自动关窗系统利用微计算机芯片和一些简单的外围设备进行设计制作，在成本较低的同时也能够稳定高效的实现所需功能。
目前智能家居的发展已经逐渐变成了家居设计和装修的主流，智能化的发展同时也方便了人们的生活，但是由于科技水平的限制，有些关于智能化家居的设想还没有办法实现。对于人们的日常生活来说，每日定时开关窗户，不仅有利于空气流通也可以散去屋内的异味；但是有时会造出门忘记关窗的情况，尤其是赶上恶劣天气，可能会使得室内一片狼藉。
鉴于以上所述的情况和结合人们生活中遇到的问题，本文就设计了一款基于STM32的智能关窗系统。它是单片机与各种传感器相互结合再连接报警装置等实现自动关窗功能的一款装置。在天气情况不佳时会自动检测并且实现对窗户的关闭功能，以防恶劣天气对屋内造成的不良影响；在天气晴朗时也会自动开启窗户实现室内外空气的流通。
（二）课题的研究现状
根据美国智能产品行业专业咨询公司PARKS的统计数据显示，2009年在美国家庭中安装家庭自动化设备的平均成本的区间在7,500美元至9,500美元。2012年使用家庭智能设备的美国家庭占比仅达到0.63％，这样也就给人造成了一种错觉，好像要花较长的时间才能启动智能产品市场。预计五年内，汽车家庭市场的年均增长率是6％。PARKS的数据还显示：2017年家庭网络市场总量将达到61亿美元。根据国际专家的一番论证，在2018年底，国际智能家居设备的销售额将会达到34亿美元。2021年将会达到132亿美元。
二 、系统总体设计与器件选型
（一）系统功能要求
自动关窗控制系统的主要实现的任务如下所示：
自动关窗控制系统使用的是STM32智能控制芯片，外部连接的有湿度、光敏以及雨滴检测装置、电源模块、显示模块、按键模块和报警模块等。
本次设计的智能关窗系统能实现自动检测外部环境并控制电机正转90°和反转90°，带动滑块的左右移动，自动实现打开和关闭窗户的功能。此外还提供了手动控制模式，可通过按键控制电机正转90°和反转90°，带动滑块的左右移动，手动实现打开和关闭窗户的功能。系统自带的湿度传感器会实时对空气的湿度进行检测，提前预报阴雨天气并发出报警，并且将空气的湿度和光照亮度信息通过LED屏幕显示出来。系统内安装的雨滴传感器也会在检测到雨滴时，控制电机正转90°，带动滑块右移，实现自动关窗功能。
控制系统的设计需要硬件与软件相结合的方式进行设计。
（二） 系统整体方案设计
在整个系统的设计过程中，应最先对系统的整体功能框架进行设计，只有在设计好主控制电路的情况下进而才能对其余各部分的分电路进行设计，必须要理清各个分电路和主控制电路间的信息传递走向。同时将整个系统根据功能的不同，按照模块来划分，使用这种模块化的设计方法不仅便于对各部分功能的设计也有利于后期的调试工作的进行。加入按键电路可以实现系统内部电机的转动方向，进而带动窗户内滑块的移动，从而实现窗户的开合。系统整体方案设计如图21所示。


图21 项目架构图
单片机通过对IO口进行状态的读取，从而获取按键的当前状态；单片机可以通过ADC模数转换来读取亮度和湿度传感器检测到的数值；主控芯片可以通过定时器产生的PWM波对舵机进行控制。同时与LCD显示模块通过IIC协议进行通信驱动其显示。

原文链接：http://www.jxszl.com/jsj/wlw/608423.html