探究一种基于STM32控制的家庭防盗窗结构设计

张洪铭　殷明浩　冯恺

摘要：以智能化时代为背景以及在老年化时代到来和上班一族竞争压力增大的前提下，智能家居时代针对安全方面的投入也越来越多。针对老年人出门后时常忘关窗户的情况，可能导致室内出现安全隐患，同时上班一族出差在外也不能很好的监控室内的情况。以STM32为主控制系统，通过远程监控对窗户进行自动开关，去除存在的一些安全问题，让家庭成员能出门后无后顾之忧。该家庭窗户結构设计包括：STM32单片机、网络通讯模块、锁紧装置、接近传感器、主动支架、从动支架、摄像头、电源及手持终端。该装置能利用手机终端对窗户进行远程监视，并通过手机终端让窗户做出相应反应，做到了手持终端对家用窗户的远程监控。

关键词：智能家居；防盗窗；结构设计；STM32

二胎政策的放开，已经很大程度上说明了中国的老龄化社会已经达到了很严重的地步。众所周知，在计划生育政策的实施以及区域性经济发展不平衡的前提下，导致空巢老人越来越多，中国老龄化现象越来越严重，同时由于老人的生理状态日渐低下，导致家庭安全事故频繁发生。我们都知道，目前大多数家庭的偷盗都是因为窗户的疏忽导致家庭的失窃。因此，让老人住得舒心，子女放心的问题亟待解决。

一种基于STM32控制的家庭防盗窗户结构设计以物联网为载体，通过STM32主控制系统、网络通讯模块、锁紧装置、接近传感器、主动支架、从动支架的动作来进行对防盗窗的及时监控和安全隐患的处理，用户还可以通过手持终端了解防盗窗的实时信息，将极大的解决智能家居时代的因窗户出现问题导致家庭被偷窃的问题。

1 STM32主控制系统设计

STM32主控系统包括网络通讯模块、锁紧装置、接近传感器、主动支架、从动支架、摄像头、电源及手持终端。在主控系统中，他们之间的系统逻辑关系如图1所示，当用户在外发现自己家窗户未关时，通过手持终端操作发出信息，网络通讯模块接受到信息，将信息发给中央处理系统STM32单片机，STM32单片机控制舵机1动作，此时主动支架与从动支架做出伸展动作，移动窗户，达到目标位置，接近传感器监测到信号，将信号传输到STM32主控系统，STM32主控系统控制舵机2 动作，舵机2带动螺旋锁紧装置旋转并移动而锁紧，此时接近传感器感受到窗户已锁，将信息通过网络通讯模块传到手持终端，对窗户进行远程监控。

用户在外想打开窗户通风时，通过手持终端操作发出信息，网络通讯模块接受到信息，将信息发给中央处理系统STM32单片机，此时STM32单片机发出控制信息控制舵机2动作，舵机2带动螺旋锁紧装置旋转并移动而打开，此时接近传感器感受到锁紧装置打开，将信息传输到主控系统，主控系统控制舵机1动作，此时主动支架与从动支架做出收缩动作，由摄像头拍摄的实时信息当用户感觉开窗大小合适时，点击手持终端的停止按钮，对窗户进行远程监控。

2 防盗窗结构设计

该防盗窗结构包括STM32单片机、网络通讯模块、锁紧装置、接近传感器、主动支架、从动支架、摄像头、电源及手持终端。结构示意图如图2所示，STM32单片机附于窗框上，网络通讯模块附于窗户上沿，锁紧装置能将主动支架与从动支架锁紧，接近传感器能感知窗户是否锁紧，STM32单片机通过网络通讯模块接受手持终端指令控制窗户移动，并将摄像头拍摄的信息同步反馈给手机终端，电源模块给各用电单元供电。锁紧装置采用螺旋卡孔式装置阻止主、从动支架移动，从而锁紧窗户。

3 手持终端界面的设计

选用智能手机作为手持终端，手持终端装有家庭窗户监控软件，为了考虑老年人视力较弱，该软件操作界面采用大图标按钮，并只有一级操作，无返回键。该软件操作界面有6个操作按钮、1个视频显示区。6个操作按钮分别是状态监控、关闭窗户、打开窗户、停止、现场情况和信息提醒。

4 结语

智能家居时代的安全性问题是是人们最为关注的话题，在保证人们享受科技带来便利的同时，怎样保证安全将是人们最关心的问题。利用STM32主控制系统对窗户的智能监控，很好的做到了家庭窗户对房屋安全的保证。该系统装置可以用于各处需要安装窗户的地方，用户能无忧出门，当忘记关窗或想开窗透气，用户可以通过手机终端进行远程监控，当发生非常规事件，还能通过窗户向手持终端发出提醒信息，让用户能及时了解家中情况。这是一种智能化装置，做到了家庭成员及时了解家中安全情况的和阻止偷盗事件发生的情况。

参考文献：

[1]邓皓.智能家居远程安防系统研究[J].科技创新与应用，2012，（17）：4950.

[2]黄茜，夏非.一种新型防盗窗的研究与设计[J].考试周刊， 2016.54.175.