針對(duì)單片機(jī)（MCU）綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),以單片機(jī)為核心,設(shè)計(jì)了智能窗戶(hù)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有藍(lán)牙無(wú)線通信功能,可通過(guò)手機(jī)App控制窗戶(hù)的打開(kāi)和閉合。在打開(kāi)狀態(tài)下,可根據(jù)傳感器的檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)控制窗戶(hù)閉合。使用雨滴傳感器、濕度傳感器TH11、PM2.5傳感器等進(jìn)行環(huán)境檢測(cè),通過(guò)LCD進(jìn)行狀態(tài)顯示,采用App Inventor進(jìn)行手機(jī)App的設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目緊密結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,多知識(shí)點(diǎn)結(jié)合,易于發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性和創(chuàng)造性,取得了較好的效果。 

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

系統(tǒng)功能框圖

72實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理以通過(guò)雨滴檢測(cè)等自動(dòng)關(guān)閉窗戶(hù)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。圖1系統(tǒng)功能框圖2智能窗戶(hù)功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)2.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)智能窗戶(hù)的打開(kāi)和關(guān)閉通過(guò)推窗器控制，其核心器件為電機(jī)，自帶過(guò)流保護(hù)裝置，在窗戶(hù)完全打開(kāi)或閉合時(shí)，自動(dòng)停止運(yùn)行，實(shí)物如圖2所示。圖2推窗器控制的智能窗戶(hù)推窗器的驅(qū)動(dòng)使用大功率H橋驅(qū)動(dòng)模塊，其H橋示意圖如圖3所示。單片機(jī)的控制引腳通過(guò)輸入端IN1、IN2、IN3、IN4實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、停止控制。當(dāng)IN1、IN4為高電平，IN2、IN3為低電平時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，推窗器打開(kāi)窗戶(hù)；當(dāng)IN1、IN4為低電平，IN2、IN3為高電平時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，推窗器關(guān)閉窗戶(hù)；IN1、IN2或IN3、IN4同時(shí)為高電平，其他輸入為低電平時(shí)，為停止?fàn)顟B(tài)；IN1、IN3或IN2、IN4不能同時(shí)為高，否則將燒毀H橋電路。圖3電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理框圖2.2雨滴檢測(cè)傳感器下雨時(shí)，智能窗戶(hù)的雨滴傳感器可以有效解決雨天忘記關(guān)窗的問(wèn)題，其原理圖如圖4所示。圖4雨滴傳感器原理圖傳感器的感知部分為互不導(dǎo)通的導(dǎo)線網(wǎng)，當(dāng)沒(méi)有雨時(shí)，導(dǎo)線網(wǎng)處于斷路狀態(tài)，三極管Q1無(wú)法導(dǎo)通，傳感器輸出為低電平；當(dāng)雨滴落在導(dǎo)線網(wǎng)上，導(dǎo)致電路短路，三級(jí)管Q1導(dǎo)通，傳感器輸出為高電平。MCU通過(guò)檢測(cè)雨滴傳感器的電平來(lái)判斷下雨?duì)顟B(tài)，并根據(jù)電平變化，控制推窗器關(guān)閉或打開(kāi)窗戶(hù)。2.3PM2.5檢測(cè)近年來(lái)，霧霾的危害越來(lái)越受到人們的重視。智能窗戶(hù)具有PM2.5檢測(cè)功能，可以在PM2.5濃度過(guò)高時(shí)自動(dòng)將窗戶(hù)關(guān)閉，從而減小霧霾對(duì)人們健康造成的傷害。霧霾的檢測(cè)使用GP2Y1010AU0F，其是一種光學(xué)粉塵傳感器[9]，結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。傳感器內(nèi)部有紅外發(fā)射和接收管，根據(jù)灰塵的濃度不同，接收管會(huì)輸出不同值的模擬電壓，經(jīng)過(guò)放大后輸出，單片機(jī)

72實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理以通過(guò)雨滴檢測(cè)等自動(dòng)關(guān)閉窗戶(hù)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。圖1系統(tǒng)功能框圖2智能窗戶(hù)功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)2.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)智能窗戶(hù)的打開(kāi)和關(guān)閉通過(guò)推窗器控制，其核心器件為電機(jī)，自帶過(guò)流保護(hù)裝置，在窗戶(hù)完全打開(kāi)或閉合時(shí)，自動(dòng)停止運(yùn)行，實(shí)物如圖2所示。圖2推窗器控制的智能窗戶(hù)推窗器的驅(qū)動(dòng)使用大功率H橋驅(qū)動(dòng)模塊，其H橋示意圖如圖3所示。單片機(jī)的控制引腳通過(guò)輸入端IN1、IN2、IN3、IN4實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、停止控制。當(dāng)IN1、IN4為高電平，IN2、IN3為低電平時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，推窗器打開(kāi)窗戶(hù)；當(dāng)IN1、IN4為低電平，IN2、IN3為高電平時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，推窗器關(guān)閉窗戶(hù)；IN1、IN2或IN3、IN4同時(shí)為高電平，其他輸入為低電平時(shí)，為停止?fàn)顟B(tài)；IN1、IN3或IN2、IN4不能同時(shí)為高，否則將燒毀H橋電路。圖3電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理框圖2.2雨滴檢測(cè)傳感器下雨時(shí)，智能窗戶(hù)的雨滴傳感器可以有效解決雨天忘記關(guān)窗的問(wèn)題，其原理圖如圖4所示。圖4雨滴傳感器原理圖傳感器的感知部分為互不導(dǎo)通的導(dǎo)線網(wǎng)，當(dāng)沒(méi)有雨時(shí)，導(dǎo)線網(wǎng)處于斷路狀態(tài)，三極管Q1無(wú)法導(dǎo)通，傳感器輸出為低電平；當(dāng)雨滴落在導(dǎo)線網(wǎng)上，導(dǎo)致電路短路，三級(jí)管Q1導(dǎo)通，傳感器輸出為高電平。MCU通過(guò)檢測(cè)雨滴傳感器的電平來(lái)判斷下雨?duì)顟B(tài)，并根據(jù)電平變化，控制推窗器關(guān)閉或打開(kāi)窗戶(hù)。2.3PM2.5檢測(cè)近年來(lái)，霧霾的危害越來(lái)越受到人們的重視。智能窗戶(hù)具有PM2.5檢測(cè)功能，可以在PM2.5濃度過(guò)高時(shí)自動(dòng)將窗戶(hù)關(guān)閉，從而減小霧霾對(duì)人們健康造成的傷害。霧霾的檢測(cè)使用GP2Y1010AU0F，其是一種光學(xué)粉塵傳感器[9]，結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。傳感器內(nèi)部有紅外發(fā)射和接收管，根據(jù)灰塵的濃度不同，接收管會(huì)輸出不同值的模擬電壓，經(jīng)過(guò)放大后輸出，單片機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于智能家居的電工電子實(shí)訓(xùn)改革[J]. 劉晨,鮑玉斌,劉佳良,張立立,任曉光.  實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2018(05)
[2]基于ZigBee技術(shù)的多傳感器智能窗設(shè)計(jì)[J]. 李敏,孫學(xué)龍,李均,黨炫楊.  實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2018(05)
[3]基于App Inventor設(shè)計(jì)的藍(lán)牙通信實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)[J]. 高明華,肖佳豪,許麗金,張玥,張玲娜.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2018(03)
[4]物聯(lián)網(wǎng)智能家居的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 顏珂斐,杜娥.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2018(03)
[5]面向工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[J]. 白煜,李香萍,劉開(kāi)華.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2017(07)
[6]基于單片機(jī)和虛擬儀器的粉塵濃度檢測(cè)裝置[J]. 張飛,錢(qián)金法.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2017(04)
[7]基于開(kāi)放實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維模式的探索[J]. 張立立,楊文谷,李大宇,王明全.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2016(07)
[8]室內(nèi)環(huán)境智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張靜,石煜,楊繼森,彭強(qiáng),薛亮.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2016(07)
[9]單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J]. 戴麗佼.  實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2015(06)
[10]基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J]. 王海,王志紅,梁科,張穎.  實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2015(06)



本文編號(hào)：3653330