智能百叶窗的设计

武玉菲 王一林 吕利

【摘 要】随着当今电子信息技术的快速发展，微电子技术得到了广泛应用。越来越多的人把注意力放在了自己的生活品质上，智能家居因此受到了更多的关注。本文主要介绍的是可以通过检测光照强度和当前环境的温度湿度来自动调节扇叶开合角度的智能百叶窗。本设计以STC15F2K60S2单片机为控制系统，使用SHT35温湿度传感器收集环境温湿度，光敏电阻传感器来实现对光线强弱的感应，雨滴传感器模块来获取下雨等天气状况，由5V步进电机+ULN2003驱动板驱动两个直流电机，此设计以C语言作为编译语言，以LCD12864液晶显示屏来显示外部环境的实时状况和百叶窗运行情况。

【关键词】微电子技术;STC15F2K60S2单片机;SHT35温湿度传感器;光敏电阻传感器;雨滴传感器模块;步进电机;LCD12864液晶显示屏。

中图分类号： TM925.01文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）25-0036-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.016

Intelligent Blinds Design

WU Yu-fei WANG Yi-lin L？譈 Li

（College of Physics and Electronic Engineering，Linyi University，Linyi Shandong 276000，China）

【Abstract】With the rapid development of electronic information technology，microelectronic technology has been widely used.More and more people are paying attention to their own quality of life，and smart homes have received more attention.This article mainly introduces the intelligent blinds that can automatically adjust the blade opening and closing angle by detecting the light intensity and the temperature and humidity of the current environment.This design uses STC15F2K60S2 single-chip microcomputer as the control system，uses SHT35 temperature and humidity sensor to collect mbient temperature and humidity，photosensitive resistor sensor to realize the induction of light intensity，raindrop sensor module to get weather conditions such as rain，driven by 5V stepper motor +ULN2003 The board drives two DC motors.This design uses C language as the compiling language，and displays the real-time status of the external environment and the operation of the blinds with the LCD12864 liquid crystal display.

【Key words】Microelectronics technology;STC15F2K60S2 microcontroller;SHT35 temperature and humidity sensor;light intensity sensor;Raindrop sensor module;Stepper motor;LCD12864 liquid crystal display-l display

0 引言

我们生活在科学技术飞速发展的时代，智能家居正逐步走进我们的生活中。智能百叶窗是根据实时环境状况而自动控制百叶窗的升降和扇叶开合角度的智能家居。对于传统窗帘来说，用户需要亲自动手对窗帘进行控制，一点点地改变窗帘的开合角度，不仅麻烦而且低效。智能百叶窗可根据室外光线的强弱、室外温度的变化以及湿度的改变自动调节扇叶的开合角度，免去了需要手动开关的麻烦。

1 项目简介

本项目研究旨在设计一款实用性强、使用更人性化的智能百叶窗，可以对室内外的光照强度、温湿度以及下雨等天气状况进行监测，根据实时情况来自动调节扇叶开合角度，以达到令使用者舒适的自然光照强度。该设计可以解决亲自动手开关窗帘、出门在外碰到急雨天气未关窗以及出门在外无法开窗通风等问题。

2 设计思想

使用传感器模块对环境的温湿度、室内外的光线强弱及晴雨等天气状况进行实时监测，并将所得到的监测值发送给控制系统，控制系统对监测值进行处理，将处理结果传送给驱动系统，实现对百叶窗电机组件的控制，从而使电机驱动扇叶转动。

3 工作原理

3.1 系统结构设计

该设计以STC15F2K60S2单片机为基础，用光敏电阻传感器来收集光照强度的数据、SHT35温湿度传感器收集环境温湿度、雨滴传感器来感应晴雨等天气状况，将传感器模块得到的信号传输到STC15F2K60S2单片机组成的控制中心。STC15F2K60S2单片机作为控制系统将处理结果传输给由5V步進电机+ULN2003驱动板组成的执行部件，用来驱动两个直流电机，实现对百叶窗扇叶开合角度的控制。本设计以C语言作为编译语言，使用LCD12864液晶显示屏来显示外部环境的实时状况和百叶窗的运行情况。

3.2 关键功能

该设计可以根据自然光照强度的不同，外部环境的湿润程度，是否下雨等天气状况来自动调节百叶窗扇叶的开合程度。其功能的具体表现为：自动检测光线强弱、温度高低、室外环境的湿度以及晴雨等天气状况，从而通过单片机控制步进电机来自动调节百叶窗的开合程度。百叶窗根据环境需要可以进行升降和扇叶的0～180度的翻转，扇叶的开合角度能够根据具体情况自动调节，当扇叶转为与地面平行时，可获得最好的通风效果。当雨滴模块监测有雨水，或湿度传感器检测到空气湿度大于80%时，智能百叶窗系统会自动关窗，当叶片完全闭合时，可阻挡雨水的侵袭。控制中心将传感器的检测值进行效果评估，并传送给对应的电机控制器，电机控制器收到控制指令后控制步进电机旋转一定的角度，从而调节百叶窗扇叶的开合角度，这样就完成了一次调整动作。

4 结束语

本文介绍了一款基于STC15F2K60S2单片机的百叶窗的设计，较为详细的提供了本款百叶窗的设计步骤。本产品以光敏电阻传感器、DHT21温湿度传感器模块、雨滴传感器模块作为传感模块，将传感器模块得到的模拟信号经过A/D转换器转变为数字信号，然后将数字信号送入STC15F2K60S2单片机组成的控制中心进行处理。STC15F2K60S2单片机作为控制芯片，将处理结果送入由5V步进电机+ULN2003驱动板组成的执行部件来驱动两个直流电机，从而实现对百叶窗扇叶开合角度的控制。

【参考文献】

[1]孙勇，杨文月，赵宇新.自动窗帘控制系统设计[J].微型机与应用，2010，13：15-17.

[2]卢亚平，宋天麟.具有环境检测的智能窗帘设计[J].电气自动化，2015，37（3）：92-94.

[3]欧阳宇轩.智能窗帘系统设计[J].电子技术与软件工程，2013（15）：194.

[4]张玮，陈娇，张利斌.一种基于物联网的智能窗帘[P].CN204033024U，2014.

[5]王洪亮，于伸.智能家具的研究与探索[J].东北林业大学材料科学与工程学院，2005（6）：59-62.