智能遥控窗帘系统的设计毕业论文.doc

来源：五一七教育网

题目智能遥控窗帘系统的设计

毕业论文﹙设计﹚任务书

院(系) 物电学院专业班级通信1103 学生姓名赵京一、毕业论文﹙设计﹚题目智能遥控窗帘系统的设计二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2014 年 11 月 26 日起至 2015 年 6 月 15 日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物理与电信工程学院实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：

智能家居系统是一个大的社会系统工程，我们应当加快我国智能家居标准化进程。自动窗帘系统作为智能家居中一个很重要的部分,需要在我国智能家居这一领域,建立起一个新兴、健康的产业链。因此，本课题主要采用单片机与无线收发模块完成，可实现窗帘手动、自动、遥控、定时的窗

帘的开度的控制。

本次毕业设计要求：

1.采用单片机控制电机实现窗帘手动、自动、无线遥控的窗帘的开度的控制； 2.完成系统的软硬件设计。

五、毕业论文﹙设计﹚应收集资料及参考文献：

阅读和学习关于单片机应用、数据采集和远程监控方面的专业资料，参阅的外文文献不少于

3篇。

六、毕业论文﹙设计﹚的进度安排：

1月10日─3月20日：查阅资料，完成外文翻译原文和开题报告。 3月21日——4月20日：完成系统的硬件及软件的基本设计并提交中期检查报告。 4月21日——5月20日：进一步完善系统的硬件及软件的设计，准备作品验收。 5月21日——6月15日：撰写、修改毕业设计论文，准备并完成答辩。

指导教师系(教研室) 系(教研室)主任签名批准日期接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名

智能遥控窗帘系统的设计

赵京

（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业 2011级3班，陕西汉中 723003）

指导教师：魏瑞

[摘要]智能遥控属于电子及信息科学的一个重要分支，并且在现代家居中有着较好的发展前景。本文论述了将一个

基于光照检测的自动控制和手动控制结合可共同作用的智能遥控窗帘系统。该系统核心采用的是单片机STCC52，其次利用了光照传感器、键盘显示接口电路以及信号调理电路等外围电路，整个系统在各模块的配合下可实现手动控制、自动控制等功能。并通过红外遥控器，控制实现该系统的各个功能。该设计在理论层面上，用程序语言驱动各模块工作，实现系统的内在联系，并使用Protues软件进行仿真设计。整个电路布线简单，易操作。

[关键词]自动控制;STCC52;红外解码

The Design of the capacity remote control curtain

ZhaoJing

(Grade 2011,Class3,Major of Communication Engineering ,Dept of Electrinics and Information

Engineering Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shanxi)

Tutor:Wei Rui

abstract：Intelligent Remote belong to a branch of electronics and information science, and has good prospects in the

modern home. This article discusses the detection of a light-based automatic control and manual control can be combined with intelligent remote control curtains interaction system. The core of the system uses a single-chip STCC52, followed by use of the light sensor, keyboard and display interface circuits, and signal conditioning circuits and other peripheral circuits, the whole system in cooperation with each module allows manual control, automatic control and other functions. By infrared remote control to achieve the system's various functions. The design at the theoretical level, with a programming language to drive each module to achieve internal relations system and use Protues simulation software design. The entire circuit wiring is simple, easy to operate.

keywords：automatic control; STCC52; infrared decoding

III

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引言 ........................................................................................................... 6 1 方案选择 .................................................................................................. 7

1.1 设计目的要求 .............................................................................. 7 1.2 方案选择 ...................................................................................... 7 2 硬件设计 ................................................................................................ 10 2.1 系统的总体结构设计 ................................................................ 10 2.2 单片机最小系统 ........................................................................ 11 2.3 外围电路 .................................................................................... 13

2.3.1 键盘电路 ........................................................................ 13 2.3.2指示灯显示电路 ............................................................. 14 2.3.3 红外线接收电路 ............................................................ 14 2.4 模块介绍 .................................................................................... 15

2.4.1 光敏传感器 .................................................................... 15 2.4.2 步进电机 ........................................................................ 16 2.4.3 电压比较部分 ................................................................ 16

3 软件设计 ................................................................................................ 18

3.1 主程序设计 ................................................................................ 18 3.2主要子程序设计 ......................................................................... 19

3.2.1 键盘程序设计 ................................................................ 19 3.2.2 步进电机程序设计 ........................................................ 20

4 仿真与调试 ............................................................................................ 21

4.1 软件介绍与使用 ........................................................................ 21

4.1.1 KEIL软件介绍 ............................................................... 21 4.1.2 KEIL软件的使用 ........................................................... 21 4.2 注意事项 .................................................................................... 22 4.3 安装调试 .................................................................................... 22 5 总结....................................................................................................... 24 致谢 ........................................................................................................... 25 参考文献 .............................................................................................. 26 附录A .......................................................................................................... 27 附录B .......................................................................................................... 39

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引言

21世纪是一个信息化时期，学问与科技成为时代的潮水，在它们的促使下，智能化也因此取得了很大的进步，其感化在社会生活中日趋得到彰显。智能控制系统在现代技术的有机结合，起着重要的作用，如计算机技术，网络通信技术和综合布线技术。在通讯技能、计算机技能、网络技能、智能控制技能的迅猛发展潮水下，家庭生活达成了现代化与智能化，居家情况也变得更为舒适与安闲。智能化产物的策划在转换人们工作方式与生活习惯的同时，让人们对生活质量的提高提出了更多的要求，便利、安逸成为了人们所寻求的生活方式，在现今家庭生活环境中，居家情况早已不单单在物理空间上，人们更多关注的是一个平安、便利、安逸的环境。智能化的电子产品和计划将以前的被迫稳定物体转变为人们可以容易运用自如的器材，这些产物具备供给全方位的信息互换的效益，不光是能够优化人们的生活方式，辅助人们公道的分配时间，巩固居家环境的安全性，乃至能够为各类动力花费节省资本。

在智能化产物中，单片机的使用仍旧愈来愈普遍，单片机以它体积小、质地轻、耗电省、可靠性高、价钱便宜等长处，开始不断发展，并普遍应用于仪器边幅、家用电器、疗养设备、航天航空范畴、工业专用设备的经管及过程控制等范畴，在很多的大中型的电气设备以及小型的电子产品中也用到了单片机进行控制。而该体系选用的主控器件STCC52，恰是运算与控制单位的整合体。体系的总体主要由硬件和软件两部分组成。硬件个别由单片机增添的外围电路和各类完成单片机体系控制功能的接口电路构成；软件部分主要由单片机体系达成它特定控制功能的种种流程程序构成。本设计中论述了自动窗帘控制系统的硬件制作和软件设计过程，以达到最大可能满足不同人对窗帘开闭的不同要求。同时，该体系在针对人们日常需求的设计开发外，还提出多种解决方案，在考虑了经济性和简便性的前提下，可能够供往后对控制系统的作用进行扩大发展。

鉴于人们对智能化的需求以及对便利舒适生活的追求，智能窗帘控制系统改变了传统窗帘的不便之处，它能够根据外界光照不同的强度来自动控制窗帘的开关，并通过红外遥控器的无线收发功能完成智能控遥控，更加便捷了使用时的简单与舒适。

本次毕业设计采用光敏传感器检测光照强度的变化，并且将光敏检测模块电阻的变化转化为电压变化，然后经过运算比较器将变化的电压信号传入单片机，单片机通过电机驱动电路驱动步进电机的正转或者反转实现窗帘的开关。本设计正是把利用STCC52 单片机的优点以及简单实用性，顺利的完成了对智能遥控控制的设计要求，并且为智能化的家居设备提供了良好的基础。此外，该系统可进行扩展，比如可以加上防火，防盗，甚至室内煤气浓度监测等功能，还可以联网接入整个智能家居系统，使该系统更具有实用性，而且也完善了系统。

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1 方案选择

1.1 设计目的要求

智能家居系统是一个大的社会系统工程，我们应当加快我国智能家居标准化进程。自动窗帘体系作为智能家居一个很重要的部分，必须在我国智能家居这一领域建立起一个新兴、健全的产业链。于是本课题主要利用单片机与红外线收发模块实现，该体系拥有普通的窗帘控制系统的最普遍的作用，即通过按键来开闭窗帘，在此基本功能的前提下，本设计按照需还要设计了能够根据不同光照强度自动开关窗帘的功能，在选择设计方案和选用元器件部分，该系统本着简易实用易操作的思想，尽可能简化电路设计，用最简易的电路布线和采用最经济实用的器件来达到设计要求。

自动窗帘控制系统能够实现以下几个基本功能：

（1）手动控制：该功能是通过按键来控制窗帘的开关，可以使窗帘处于开或关任意一种状态；（2）光照控制：系统可以根据用户设定的光照强度值通过感光器采集光照自动开光窗帘；（3）无线遥控：通过红外线接受来控制窗帘的开关以及手动与自动模式的切换。 1.2 方案选择

单片机在各类电子产品中的使用中已经愈来愈普遍，许多电子产品采用单片机所得到的简便性得到了人们的赞许，对于单片机控制的自动窗帘控制体系的智能化要求，实现其自动控制的方案有两种。

方案一：基于温度检测的自动控制

自动窗帘控制体系总体方案设计是在基于满足设计要求的前提下并且依照理论上的可实现性和硬件上的简单经济实用性，而进行设计的重要指标。在综合考虑各种因素的前提下，设计出自动控制体系的总体结构，并且在基本功能要求的基础上尽量考虑整个体系的可扩展性。本方案是利用温度检测来自动控制窗帘的开关，给温控系统设定一个温度固定值，当从外界检测到的温度大于此温

度固定值时，窗帘自动关闭，反之窗帘自动打开，以此实现温度检测对窗帘的自动控制。

电源模块单片机键盘模块显示模块温度检测图1.1 方案一原理框图

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方案二：基于光照强度器件的自动控制

本方案采用光敏传感器对外界进行光照检测，通过电压比较器传入单片机来控制电机驱动实现对窗帘开关的自动控制，当光照增强时窗帘自动打开，当光照减弱时窗帘自动关闭，模拟白天夜晚窗帘的自动控制。依据光照强度来开关窗帘主要原理是用光敏检测器件采集外界的光照强度，把光敏传感器收集的信号利用信号校正电路放大，经过LM393电压比较器发送给单片机。传输的信号由STCC52单片机来控制，并且做出相应的响应，驱动电机的正转或者反转以实现对窗帘开关的控制。指示灯显示模块是用来显示自动窗帘控制系统的各种状态。红外遥控器与按键作为输入设备，通过不同按键指令来控制单片机进行各种运转状态和切换自动窗帘系统的制动方式。

红外遥控单片机键盘模块指示模块光照检测

图1.2 方案二原理框图

方案三：基于风力传感器的自动控制

本方案利用风力传感器检测室外的风力大小来控自动制窗帘的开关，当传感器检测到有风时,通过风力使风车转动，在风车的前后安装上红外对发管，通过收集信号频率的变化，分析此时的风力是否达到关窗的要求。当达到关窗的要求时，向单片机发送个信号，然后单片机调用相关程序来控制窗帘关闭。

图1.3 方案三原理框图

风力检测显示模块电源模块单片机键盘模块 54 页第 8 页共

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1.3 方案确定

以上三个方案都是基于单片机控制自动窗帘系统的，通过电机驱动电路驱动步进电机实现窗帘的开关，不同的设计部分在于自动控制检测器件的选取上。三个方案的区别主要在于检测器件的选择，方案一采用温度采集检测器件，通过设定的温度比较来控制窗帘的开关，但由于外界光照对室内温度的影响存在一定的误差；方案二采用的光照强度检测实用性更强，电路简单，红外遥控的使用也更加方便；方案三采用风力传感检测器件，由于没有时间的，在无风的夜晚时也有可能会打开窗帘对用户造成不必要的困扰。

自动窗帘控制体系总体结构方案的设计是在满足设计要求的前提下并依据理论上的可实现性和硬件上的经济易操作有实用性，而进行设计的重要标准。综合考虑以上因素，本次毕业设计采用方案二基于光照强度器件检测的自动控制窗帘系统，实现此次毕业设计课题智能遥控窗帘系统的设计要求。

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2 硬件设计

随着科学技术的发展和人们生活水平的日益提升，人们对生活便利安逸性的追求愈来愈猛烈，而窗帘在每个家居生活中必不可少的，它的基本功能是庇护居民的秘密和遮挡阳光等。根据这些需求窗帘的便利使用性自然也受到了居民的关注。但是普通的窗帘基本上是要人手动去开关的，每次开关不仅费时费力，而且还有可能错过最佳开窗时间，特别是大型窗帘，比较重，而且长大，在开关时需要费很大力气才能开关窗帘，使用特别的不方便；对于这类状况，自动遥控窗帘便因此产生。现有的自动遥控窗帘大多都是利用按键控制或红外遥控控制开关窗帘，虽然省了力气也比较方便，但是有些部分的设计还是不够人性化。因此，本系设计自动遥控窗帘系统提出可以根据光照强度的不同开关窗帘，具体有以下几大功能：

手动控制模式：此功能是在要打开或者关闭窗帘的时候，通过“开关按键”来切换窗帘开关的状态，窗帘在步进电机的带动下可以自动开关。

光照控制模式：此功能是利用设定的光照强度与外界光照强度的对比结果来控制窗帘的开关状态，模拟白天黑夜对窗帘的开关控制。 2.1 系统的总体结构设计

按照光照检测来开关窗帘主要原理是利用光敏电阻采集外界的光照强度，从光敏电阻采集的信号传入校正电路放大，经过LM393电压比较器发送给单片机。传入的信号由STCC52单片机来处理，并且做出相应的响应，经过电机驱动电路驱动电机的正转与反转。指示灯显示模块是用来显示自动窗帘控制系统的各种状态。红外遥控器与按键部分作为输入设备，通过不同按键来控制单片机进行各种状态运转和切换窗帘开关的制动模式[3]。本次毕业设计智能遥控窗帘系统的设计的总体框图如图2.1所示。

光敏传感信号比较 C52 按键部分红外解码指示灯显示模块步进电机

图2.1 智能遥控窗帘系统控制器结构框图

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2.2 单片机最小系统

STCC52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可在线编程Flash 存储器。片上Flash允许程序存储器在系统内可编程，同时也适于常规编程器。在单芯片上，具有灵巧的8 位CPU 和在系统内可编程Flash存储器，使得STCC52为诸多嵌入式控制应用系统供应高灵活、超有用的解决方案[9]。STCC52具备如下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断布局，全双工串行口，片内晶振和时钟电路[2]。

T2/P1.0T2EX/P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST RXD/P3.0 TXD/P301 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 VSS123456710111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221VCCP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EAALE/PROGPSENP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8图2.2 单片机引脚图

STCC52

引脚功能

P0口： P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。 P1口：P1 口是一个拥有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 作为输出缓冲器能够驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口电平拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入口使用时，被外部器件拉低电平的引脚由于内部电阻存在的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.1分别作为定时器和计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表2.1所示。

表2.1 引脚功能引脚号第二功能

P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出 P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）

P2口：P2口是一个拥有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。

P3口：P3 口是一个拥有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻

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辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻会把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入口使用时，被外部器件拉低的引脚由于内部电阻存在的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为STCC52特殊功能（第二功能）使用，第二功能如下表2.2所示。

表2.2 P3口引脚功能

引脚号第二功能

P3.0 RXD（串行输入） P3.2 INT0 (外部中断0)

RST：复位引脚。单片机最小系统内部的晶振工作时，RST引脚持续大于2 个机器周期的高电平将使单片机初始化。看门狗计时完成后，RST 脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位能够让此功能无效。在DISRTO默认状态下，复位高电平有效。

XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟产生电路的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。晶振电路

电路中的晶振即石英晶体震荡器。因为石英晶体震荡器具备良好的频率稳定性和抗外界干扰的能力，因此，石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。通过基准频率来调节电路中的频率的准确性。同时，它还可以产生振荡电流，向单片机传输时钟信号。

图2.3是单片机的晶振电路。片内电路与片外器件构成了一个时钟产生电路，CPU的所有操作都是在时钟脉冲同步下进行。片内振荡器的振荡频率与晶振频率非常接近，一般都在1.2MHz～24MHz之间取值。C1和C2是反馈电容，它的取值在20pF～100pF之间选取，这里的经典取值为30pF。本次电路选取的电容值为30pF，晶振频率为12MHz。

振荡周期＝112s；机器周期

Sm1s；指令周期＝1~4s。

XTAL1接外部晶体的一个端口，XTAL2接外部晶体的另一个端口。在单片机内部接入上述振荡器的反相放大器的输出端。通常，晶振的输出时钟频率为0.5MHz-16MHz，经典值为12MHz或者

11.0592MHz。电容C1和C2可以帮助起振，经典值为30pF，调节C1和C2可以达到微调晶振频率的目的。

图2.3 单片机晶振电路图 54 页第 12 页共

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复位电路

复位电路的主要功能是让单片机进行复位初始化，在初始化的整个过程中需要在复位引脚上加上大于2个机器周期的高电平。复位后的单片机初始化地址为0000H，然后继续从0000H单元开始执行程序。在复位电路中作用复位信号，等到系统电源稳定后，再去除复位信号。但是为了要在复位按键稳定的之前，电源稳定后还要经一定的延时去抖才能撤除复位信号，以防在按键过程中引起的延时抖动执行错误程序而影响单片机复位。图2.4所示的 RC 复位电路可以实现上述基本功能。

图2.4 复位电路图

2.3 外围电路 2.3.1 键盘电路

按键按下后单片机引脚电平改变调用相关程序运行。K2是手动开关，K3是手动和自动的模式转换键。按键与单片机连接电路如图2.5所示。

图2.5键盘接口电路

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2.3.2指示灯显示电路

指示灯显示模块主要是显示当前窗帘的工作模式与窗帘此时所处的状态。本次设计的窗帘共有4个LED指示灯来指示。如图2.6图所示。LED1与LED2分别表示该系统的工作方式，LED1为自动方式、LED2为手动方式，LED3与LED4分别表示为窗帘的关状态与开状态。

图 2.6 指示灯电路

2.3.3 红外线接收电路

HS38B是用于红外线遥控接收的小型一体化接收头，它的主要功能包括放大,选频,解调几大部分,要求输入的信号必需是已经被调制了的信号。经过它的接收放大和电光转换及解调后会在输出端直接输出原始信号的反相信号。其不需要任何外接元件，就能实现从红外线接收端到输出与TTL电平信号兼容的所有工作内容，而体积和普通的塑封三极管大小差不多，从而使电路达到最简化，使用更加方便！它的灵敏度和抗干扰性都非常好，适用于各种红外线遥控和红外线数据的传输，中心频率38.0kHz。接收器对外只有3个引脚：从左至右依次为OUT、GND、VCC。OUT脚即图示1号脚与单片机IO口直接相连[4]。芯片如图2.7所示。

红外接收头内部放大器的增益很大，很容易引起干扰，依次在接收头的供电脚上必须加上滤波电容。故红外接收部分电路如图 2.8。

红外遥控模块的工作原理是在红外遥控器发射端发射数字信号，经调制后进入电光转换电路驱动发光二极管发射红外光信号，在接收端，接收红外线信号，经解调后进入电光转换电路，恢复出原始信号输出到单片机的P3.2接口。单片机P3.2接口的第二功能是外部中断，利用这一功能在单片机收到信号后立刻停止当前工作状态，接收并处理红外信号以完成红外遥控功能[1]。

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图 2.7 HS38B引脚图 2.8 红外线接收电路图

2.4 模块介绍 2.4.1 光敏传感器

自动窗帘控制系统的光控功能是可以按照光照的不同强度来实现自动控制窗帘的开关的，因此需要用到光照传感元器件，在本次设计中采用了光敏电阻。光照检测电路如图2.9所示。

光敏电阻又称光导管，常用的制作材料是硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具备在特定波长的光度照射下，其阻值迅速减小的性质。这是因为光照产生的载流子都参与了导电，在外加电场的作用下做漂移运动，电子流向电源的正极，空穴流向电源的负极，因此能够让光敏电阻的阻值迅速减小。光敏电阻属于半导体光敏检测器件，除了具备灵敏度高，反应速度快，光谱特性及r值一致性良好等性质外，在高温、多湿的恶劣环境下，扔然能够保证高度的稳定性和可靠性，可广泛运用于照相机，太阳能庭院灯，草坪灯，验钞机，石英钟，音乐杯，礼品盒，迷你小夜灯，光声控开关，路灯自动开关以及各种光控玩具，光控灯饰等光控自动开关控制范畴。

图2.9 光照检测电路部分

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2.4.2 步进电机

步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或者线位移的机电元器件。步进电机的输入是脉冲序列，输出则是相应的增量位移或步进运动。正常运行条件下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进转动时，其旋转的转速与其输入的脉冲序列的频率保持一一对应的关系，它不受电压波动和负载变化的任何影响。下图2.10为步进电机运行原理图。

图2.10 电机运行原理图

反馈与保护控制指令脉冲控制单元功率驱动电路步进电机在步进电机驱动电路中，步进控制器的作用是把输入脉冲转变成环型脉冲，用来控制步进电机的转向。在实际使用中则由软件代替步进控制器模块，其优点是使线路布局简单，降低成本，提高可靠性和稳定性。在智能窗帘控制体系中选用了型号为28BYJ-48的4相5线步进电动机，它的优点是力矩大，精度高，它的步进角度是5.625/度。步进电机驱动电路与单片机的连接如图2.11。

图2.11 步进电机电路与单片机的连接

2.4.3 电压比较模块

LM393芯片是由两个的、高精度电压比较器构成的集成电路，失调电压低，最大为2.0mV。它专门为获得加宽电压范围、单电源供电而设计，也可以用双电源对其进行供电；而且不管电源电

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压是多少，电源消耗的电流都很低。它还有另一个性质就是即使是单电源供电，比较器的共模输入电压范围接近地电平电压。主要运用在限幅器、简单的模/数转换器、脉冲发生器、延时发生器、宽频压控振荡器、MOS时钟计时器、多频振荡器和高电平数字逻辑门电路中。LM393被设计成一种能直接连接TTL和CMOS的芯片；当利用双电源对其供电时，它能构兼容MOS逻辑电路，这是低功耗的LM393相对于标准比较器的独特优势[8]。它还有其他优势如1.高精度比较器；2.减少由于温漂引起的失调电压；3.可以单电源供电； 4.输入共模电压范围接近地电平；5.兼容逻辑电路。它的特点如下：

 电源电压范围大：单电源：20.V - 36V 双电源：±10.V - ±18V  电源电流消耗低（0.4mA）；  输入共模电压范围接近地电平；  差模输入电压范围等于电源电压；

 输出电平兼容TTL，DEL，ECL，MOS和CMOS逻辑电路。 LM393管脚图如下图2.12所示，引脚功能如表2.3所示。

（a） (b)

图2.12 管脚排列图表2.3 引脚功能

引出端序号符号功能 1 OUT A 输出 A 3 IN A+ 同相输入 A 2 IN A- 反相输入 A 4 GND 接地端 5 IN B+ 同相输入 B 6 IN B- 反相输入 B 7 IN B- 输出 B 8 VCC 电源电压

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3 软件设计

本次系统软件设计部分的电路主要分为5个模块，分别是电源模块、红外遥控模块、手动控制模块、电机驱动执行模块、单片机主控器件模块。本章介绍了智能遥控窗帘控制体系的主程序设计以及各主要模块子程序的设计过程，程序代码和仿真详见附录B。 3.1 主程序设计

主程序主要实现体系结构初始化操作及各个子程序之间的共同作用，主程序是能够无限循环的，主要的功能是让单片机初始化不断运行程序实现窗帘各种状态的运转。对按键与红外遥控信号进行扫描，控制步进电机工作等功能。主程序流程图如图3.1所示。

开始系统初始化按键与红外遥控按键扫描处理手/自动按键按下是否切换工作方式对应指示灯点亮否亮度较高是手动方式？否打开窗帘是亮度较低是开/关按键按下？是关闭窗帘切换窗帘状态否否

图3.1 主程序流程图

主程序流程说明：

电路主要分为以下几个模块，分别是电源模块、指示灯显示模块、按键模块、步进电机驱动模块、红外遥控模块、单片机主控器件模块，各模块具有不同的子程序设计[5]。

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主程序的作用主要是先初始化系统的状态以及指示灯的指示内容；然后扫描按键和红外遥控按键的操作内容，并且对按键进行分析以及处理，通过分析处理，对于控制键，调用相关程序运行执行相应的功能及切换智能窗帘系统的制动模式。 3.2主要子程序设计 3.2.1 键盘程序设计

在操作按键的过程中，不管是按下还是松开，按键触点在闭合和断开时都会产生抖动，这时逻辑电平是非常不稳定的，如果不能正确处理，可能会导致单片机对按键命令的错误执行。解决这个问题的最有效办法就是利用软件延时。当按键按下后延时50ms，过滤掉按键起始时的抖动，然后处理该按键对应的按键内容，处理完按键内容以后对按键要做按键判断释放。这样就避免了一下程序误操作。图3.2是键盘程序设计流程图。

开始按键检测否按键按下？是延时去抖否按键按下？是按键功能化处理否按键释放？是返回主程序否

图3.2 键盘程序流程图

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3.2.2 步进电机程序设计

步进电动机是控制窗帘开关的主要执行器件，其程序设计主要是根据单片机控制指令和按键指令驱动电机的正转或者反转。步进电机程序设计的主要任务是判断电机转动的方向，依次按顺序传送控制脉冲，判断所要求的控制步数是否已经传送结束，图3.3是步进电机程序流程图。

图3.3 步进电机程序流程图

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4 仿真与调试

4.1 软件介绍与使用 4.1.1 KEIL软件介绍

KeiluVision是美国Keil Software公司开发的51系列兼容单片机C语言软件设计系统，和汇编相比，C语言在功能上、结构性、可续性、可维护上有了明显的优势，因此使用广泛。 KeiluVision软件供给大量的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全windows用户界面。此外特殊的一面是只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeiluVision生成目标代码的效率极其之高。多数语句生成的汇编代码很紧凑，极易理解。在开发大型软件时更能体现出高级语言的优势。

KeiluVision软件提供了包含C编译器、宏汇编、连接器、库管理器和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整的开发系统。运行KeiluVision软件需要PENTIUM及以上的CPU，16MB或更多的RAM，20MB以上的空闲的硬盘空间和WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统[6]。 4.1.2 KEIL软件的使用

启动Keil C51设计软件，进入用户编辑界面。

1)需要建立一个新工程，单击Project菜单，在弹出的下拉菜单中选择New Project选项。 2)接下来选择用户想保存的路径,输入工程文件的名称,比如保存在C51文件里,工程文件的名称为C51，,然后点击保存.

3)此时页面会弹出一个对话框,让你选择单片机的型号,你可以按照你采用的单片机型号来选择,keil c51软件基本上能够包含所有的51系列的单片机型号,在这里我还是以大家用的比较多的Atmel 的C51来说明[7],选择C51之后,右边框栏是对这个单片机的基本介绍,然后点击确定.

4）结束上一步操作之后，就可以开始编写程序了。单击“File”菜单，点击下拉菜单中的“New”选项。这时光标会在编辑窗口中闪烁，此时可以输入用户的应用程序了，但是要先保存该空白的文件，单击菜单上的“File”，在下拉菜单中选中“Save As”选项选中，在“文件名”一栏右边的编辑框中，输入想要命名的文件名，同时必须输入正确的扩展名。注意，若用Ｃ语言编写程序，则扩展名必须为(.c)；若用汇编语言编写程序，则扩展名必须为(.asm)。最后，点击“保存”按钮。

5）回到用户编辑界面后，单击“Target 1”前面的“＋”号，然后在“Source Group 1”上单击右键，弹出菜单，接着单击“Add File to Group ‘Source Group 1’”

6）选中Test.c，然后单击“Add ” 7）输入程序

8）单击“Project”菜单，在下拉菜单中点击“Built Target”选项（或者使用快捷键F7），编译结束后，再单击“Project”菜单，在下拉菜单中点击“Start/Stop Debug Session”（或者使

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用快捷键Ctrl+F5

9）程序调试:，单击“Debug”菜单，在下拉菜单中点击“Go”选项，（或者使用快捷键F5），然后再单击“Debug”菜单，在下拉菜单中点击“Stop Running”选项（或者使用快捷键Esc）；最后单击“View”菜单，再在下拉菜单中点击“Serial Windows #1”选项，就能看到你编辑的程序运行后的结果了。

10）最后，把程序下载到单片机中。 4.2 注意事项

在硬件制作过程中首先要确定整体电路的布局，然后插元器件开始焊接，先焊小器件这样能使焊接难度减小，在焊接过程中要注意安全避免自己或他人被烫伤，焊口要光滑精致不能将焊头连在一起造成电路连接错误出现故障损坏元器件。 4.3 安装调试

本设计主要完成了如下工作：硬件部分：

（1）选用USB电源。电压稳定在5V给供单片机供电；

（2）单片机选用STCC52，是整个系统的核心部件，担负整个系统的管理控制任务；（3）红外线遥控模块。发射器件选用普通的遥控器，既能降低成本又能方便操作；接收器件选用HS38B一体化红外线接收头，主要是通过STCC52进行红外解码，分析出需要执行的命令，再由单片机去控制外围电路完成；

（4）窗帘的开关利用步进电动机来实现，电机的转动方向由继电器来控制。软件部分

（1）对C52芯片进行初始化，I2C总线进行单字节数据读写传送、多字节数据读写传送；（2）利用红外线一体化接收头对红外遥控器发射的数字信号进行接收，然后由单片机处理接收到的信号进行红外解码；

（3）控制程序，根据解码得到的结果去执行需要的操作。手动开/关窗帘、遥控开/关窗帘、开/关自动开关帘、开/关自动关窗帘；

无线遥控按键的功能是发射信号传入单片机由单片机执行相应程序驱动电机控制窗帘的正转或者反转。手动控制按键的功能是发射信号传入单片机，由单片机执行相应程序驱动电机控制窗帘的正转或者反转。另外这个电路体系中设有复位按键，无论是在怎样的工作状态下复位键命令能使窗帘控制系统恢复到初始状态。

窗帘工作模式的选择是选择无线遥控和选择手动控制，在无线遥控模式下，同时手动控制有效；在手动控制状态下无线遥控控制同时有效。

电机转动时间长度的设定，是按照不同用户窗帘的长度来设定，设置对应的电机一次运行时间，

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保证在无线遥控模式下窗帘拉开或者关闭到位。在整个设计过程中使用巧妙的停机方法：硬件上，在窗帘端点处并联1个限位开关，当窗帘开度到位后，限位开关立即断开，电机马上停止运转；软件上，进行程序控制，例如定时10S,10S后电机自动停止运转。

本次电路设计经过了多次修改，参照现在实际电路通用的做法，在现有的技术状况下各个功能已经达到设计要求，但由于自身水平有限，电路中还存在一些技术性问题有待进一步解决。如窗帘的开度和开关反应速度以及红外线接受电路可以进一步调试其精确度和灵敏度。

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5 结束语

本次毕业设计论述了一种基于光照检测的智能遥控窗帘系统的硬件电路设计以及软件设计。在总体结构设计中利用光敏电阻作为检测光照强度的传感器件，利用步进电动机作为信号输出的执行器件，采用STCC52单片机作为系统核心的控制器件，并且使用了按键和指示灯显示电路。采用STCC52单片机的优势减少了硬件的复杂性，光敏电阻接收外界光照信号，经过电压比较器后，传送给单片机一个电平号，单片机经过接收处理后，控制步进电机做出相应的动作，以实现对窗帘的开关控制。在达到基本功能的基础上，又添加了红外遥控功能，增加了用户使用的便利性。光敏电阻良可靠的感光性以及步进电机的稳定性，使得智能遥控窗帘系统控制方面的优点更加显著。

本次毕业设计的整个研究与设计过程包括方案、硬件设计、软件设计以及安装调试。首先，在选择方案方面查阅了很多与题目有关的资料和课题并且制定设计方案，进行设计的总体规划，然后将方案落实到设计环节中。其次，在制定的方案基础上运用所学的知识对硬件以及软件进行设计，并用protues软件进行仿真设计。最后，对设计内容进一步改进，以求达到最佳的设计结果。虽然设计结果基本实现了设计要求的功能，但是其中还是存在一些不足，比如在设计中没有考虑到窗帘开关速度的显示以及没有添加类似远程控制的功能等。

此次设计过程中，在完成设计任务之外也让我深刻地认识和进一步掌握了单片机运用技术，从本次毕业设计过程中我更加全面地体会到理念来源于实际的含义。在和同学以及老师就相关问题的探讨中，让我认识到自己的很多不足，但在这个过程中我又学到了很多知识，促使我的综合应用能力有了显著的提升。

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致谢

经历了数月的研究，毕业设计和论文已经快要结束了。在整个毕业设计的过程中，由于知识的缺乏以及自身能力有限，不可避免的存在许多考虑不周全的地方，在选题，设计等方面，如果没有指导老师的悉心指导，没有同学们的帮助，染我单独完成这个毕业设计，确实还是有一定难度的。在论文定稿之际，我想借此机会对在完成毕业设计期间关心、帮助、支持和鼓励过我的老师、同学以及朋友们致以最诚挚的谢意和最衷心的祝福！

首先我要感谢的是我的导师魏老师，在完成整个毕业设计的过程中，老师给我提供了很大的帮助，在选题、设计以及修改论文的各个环节里老师给我指出了很多错误，并且提出了很多宝贵意见，对于设计中存在的问题也是耐心的指导，让我能够顺利的完成毕业设计。在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

其次要感谢的是所有在大学四年中教育指导过我的所有老师，你们传授给我的专业知识是我完成本次毕业设计的必要条件，更是今后进入社会踏入工作岗位的重要基石，对于老师们一丝不苟，兢兢业业的精神表示衷心的感谢。

最后我还要向所有关心和帮助我学习的朋友和同学们表示真挚的谢意！感谢你们对我的关心、帮助和支持。

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参考文献

[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础.高等教育出版社,2003. [2] 胡汉才，单片机原理及接口技术.北京:清华大学出版社，2004. [3] 江思敏，胡荣.Protel电路设计教程.北京:清华大学出版社，2002. [4] 李全利，迟荣强.单片机原理及接口技术.北京:高等教育出版社，2001. [5] 程学先，林珊，程传慧.汇编语言程序设计.北京:机械工业出版社，2005. [6] 王建校，杨建国.51系列单片机及C51程序设计.北京:科学出版社，2002. [7] 王幸之.AT系列单片机原理.北京：北京航空航天大学出版社 2004 [8] 阎石.数字电子技术基础.北京:高等教育出版社,1998. [9] STCC52 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.dec

[10] W.Harold Parady, J.Howard Turnered. Electric Motors. Georgia：the american association For vocational instructional materials, 1978．

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附录A

Intelligent buildings design and building management systems

Overview of 'intelligent buildings' and 'intelligent homes' technologies

The field of Intelligent Buildings, Intelligent Homes, Building Management Systems (BMS) encompasses an enormous variety of technologies, across commercial, industrial, institutional and domestic buildings, including energy management systems and building controls. The function of Building Management Systems is central to 'Intelligent Buildings' concepts; its purpose is to control, monitor and optimise building services, eg., lighting; heating; security, CCTV and alarm systems; access control; audio-visual and entertainment systems; ventilation, filtration and climate control, etc.; even time & attendance control and reporting (notably staff movement and availability). The potential within these concepts and the surrounding technology is vast, and our lives are changing from the effects of Intelligent Buildings developments on our living and working environments. The impact on facilities planning and facilities management is also potentially immense. Any facilities managers considering premises development or site relocation should also consider the opportunities presented by Intelligent Buildings technologies and concepts. This free summary article is contributed by Gary Mills, a leading UK-based expert in the field of Intelligent Buildings, Intelligent Homes, and Building Management Systems. The origins of Intelligent Buildings and Building Management Systems have roots in the industrial sector in the 1970's, from the systems and controls used to automate production processes and to optimise plant performances. The concepts and applications were then adapted, developed and modularised during the 1980's, enabling transferability of the technology and systems to the residential and commercial sectors. Intelligent buildings - control theory

The essence of Building Management Systems and Intelligent Buildings is in the control technologies, which allow integration, automation, and optimisation of all the services and equipment that provide services and manages the environment of the building concerned.

Programmable Logic Controllers (PLC's) formed the original basis of the control technologies.

Later developments, in commercial and residential applications, were based on 'distributed-intelligence microprocessors'.

The use of these technologies allows the optimisation of various site and building services, often yielding significant cost reductions and large energy savings. There are

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numerous methods by which building services within buildings can be controlled, falling broadly into two method types:

Time based - providing heating or lighting services, etc., only when required, and Optimiser Parameter based - often utilising a representative aspect of the service, such as temperature for space heating or illuminance for lighting. Heating - time-based control

Time-based controls can be used to turn on and off the heating system (and/or water heating) at pre-selected periods (of the day, of the week, etc). Optimiser Parameters: whatever the conditions, the controls make sure the building reaches the desired temperature when occupancy starts.

Heating - optimiser parameter-based (temperature) control examples

Temperature control: protection against freezing or frost protection generally involves running heating system pumps and boilers when external temperature reaches a set level (0°C).

Compensated systems: will control flow temperature in the heating circuit relative to external temperature. This will give a rise in the circuit flow temperature when outside temperature drops.

Thermostatic radiator valves: these sense space temperature in a room and throttle the flow accordingly through the radiator or convector to which they are fitted.

Proportional control: involves switching equipment on and off automatically to regulate output.

Other methods can include thermostats, occupancy sensing PIR's (passive infra-red sensors), and manual user control. Lighting control methods

Different control systems exist, again time-based control and optimiser

parameter-based where a level of illuminance or particular use of lighting is required.

Zones: lights are switched on corresponding to the use and layout of the lit areas, in order to avoid lighting a large area if only a small part of it needs light.

Time control: to switch on and off automatically in each zone to a preset schedule for light use.

Passive Infra-Red (PIR) Occupancy sensing: In areas which are occupied intermittently, occupancy sensors can be used to indicate whether or not anybody is present and switch the light on or off accordingly.

Light level monitoring: this consists of switching or dimming artificial lighting to

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maintain a light level measured by a photocell.

Building management systems and intelligent buildings - energy savings

Until recent years, energy efficiency has been a relatively low priority and low perceived opportunity to building owners and investors. However, with the dramatic increase and awareness of energy use concerns, and the advances in cost-effective technologies, energy efficiency is fast becoming part of real estate management, facilities management and operations strategy. The concepts are also now making significant inroads into the domestic residential housebuilding sectors.

For lighting, energy savings can be up to 75% of the original circuit load, which represents 5% of the total energy consumption of the residential and commercial sectors.

Energy savings potential from water heating, cooling, or hot water production, can be up to 10%, which represents up to 7% of the total energy consumption of the domestic residential and commercial sectors.

Experiences from studies in Austria suggest potential heating and cooling energy savings are up to 30% in public buildings. Even allowing for the fact that buildings used in the study may have been those with particularly high energy usage, the figure is an impressive one. (Source: EU2 Analysis and Market Survey for European Building Technologies in Central & Eastern European Countries - GOPA)

Building management systems and intelligent buildings - environmental and greenhouse gas benefits

Greenhouse gas emission reductions depend on and correlate to reductions in energy use. Intelligent Buildings and Building Management Systems technologies contribute directly to the reduction in energy use, in commercial, industrial, institutional and domestic residential sectors.

In short, Intelligent Buildings and suitably applied Building Management Systems are good for the environment.

Legislation and environmental standards; health and safety regulations; and global trends towards improving indoor air quality standards are all significant drivers of - and provide a continuous endorsement of the need for - Building Management Systems and the Intelligent Buildings technologies.

Government Initiatives around the world are also driving the development and adoption of Building Management Systems technologies. For example the UK Carbon Trust allows Enhanced Capital Allowance (ECA) to be offset against taxation on energy efficient systems, which enables savings of around 30% for all energy-related Building Management Systems and

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Intelligent Buildings equipment, and the associated installation and design costs. Building management systems and intelligent buildings - market trends

Careful interpretation is required. In the UK, adoption of controls technologies into the new build and major refurbishment sectors is relatively high: Estimates a few years ago of the UK market for Building Management Control Systems for new build and major refurbishment, all sectors, suggest market adoption of (as at 1994 - Source UK1 An Appraisal of UK Energy RTD, ETSU -1994):

Heating controls 70%.

Hot water system controls 90%. Air conditioning controls 80%.

However according to European Commission as many as 90% of all existing buildings have inapplicable or ineffective controls, many of which require complete refurbishment of control systems.

Moreover conventional control systems stop short of automated Intelligent Buildings full capabilities. A significant human element is required for optimal effective operation even if control systems correctly specified and installed.

Given typical installations and equipment there is often a difficulty for building occupants (residential) or managers (commercial) to operate them correctly. Usage and correct operation are vital for effective results.

Education of users; improved systems-design user-friendliness, and the provision of relevant instructions and information are all critical to enable theory to translate into practice, and for potential effectiveness and savings to be realised. Building management systems and intelligent buildings - practical benefits

Energy-effective systems balance a building's electric light, daylight and mechanical systems for maximum benefit.

Enhanced lighting design is more than an electrical layout. It must consider the needs and schedules of occupants, seasonal and climatic daylight changes, and its impact on the building's mechanical systems. Lighting systems

Adding daylight to a building is one way to achieve an energy-effective design. Natural daylight 'harvesting' can make people happier, healthier, and more productive. And with the reduced need for electric light, a great deal of money can be saved on energy. Nearly every commercial building is a potential energy saving project, where the electric lighting systems can be designed to be dimmed with the availability of daylight. Up to 75% of lighting

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energy consumption can be saved. In addition, by reducing electric lighting and minimizing solar heat gain, controlled lighting can also reduce a building's air conditioning load. Mechanical systems

The HVAC system and controls, including the distribution system of air into the workspaces, are the mechanical parts of buildings that affect thermal comfort. These systems must work together to provide building comfort. While not usually a part of the aesthetics of a building, they are critical to its operations and occupant satisfaction.

The number one office complaint is that the workplace is too hot. Number two is that it's too cold.

Many people cope by adding fans, space heaters, covering up vents, complaining, conducting 'thermostat wars' with their co-workers, or simply leaving the office. Occupants can be driven to distraction trying to adjust the comfort in their space. Improper temperature, humidity, ventilation, and indoor air quality can also have significant impacts on productivity and health. When we are thermally comfortable we work better, shop longer, relax, breathe easier, focus our attention better.

In order to provide a comfortable and healthy indoor environment the building mechanical system must:

Provide an acceptable level of temperature and humidity and safe guard against odours and indoor air pollutants.

Create a sense of habitability through air movement, ventilation and slight temperature variation.

Allow the occupant to control and modify conditions to suit individual preferences. Resistance to building management systems and intelligent buildings technology

\"Our buildings are already energy-efficient.\" (Is the whole building energy-efficient, or is the landlord limiting his focus to common areas and gross leased spaces?)

\"We prefer the equipment with the lowest first cost when fitting out tenant space.\" (Does the specifier have any idea who will bear the increased operating costs of such a strategy?)

\"We need a two-year simple payback or less.\" (Is this still realistic, given that the percentage return on money markets is literally one-tenth what it was 20 years ago?)

\"Tenants pay all energy costs, and will get all the savings.\" (Do tenants really pay all energy or just the energy over a pre-set base year or expense stop?)

\"We're selling the building.\" (Should we assume then that lowering the operating expenses and reaping the increased asset value are not important?)

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Intelligent homes

Building management systems for residential applications

With the widespread adoption of digital technologies there will be a profound change in how we communicate with others. Even how, in our homes, we shop for goods and services, receive news, manage our finances, learn about the world, and, conduct business, manage resources, find entertainment, and maintain independence and autonomy as we enter old age.

These activities increasingly take place in the home. As our perception of banks, shops, universities, communities, and cities change in response to new technologies, so home building management systems are taking on an extraordinary new importance.

As it exists today the home cannot meet these demands or take advantage of new opportunities created by social and technological changes. Most people live in spaces poorly tailored to their needs.

Until recently, the majority of homes were wired with little more than the main electrical circuits, a few phone lines, and a few TV cables. Times have changed. Electrical and security system contractors routinely install low voltage communication network cables for a wide range of intelligent home or 'smart home' systems.

Services and equipment that utilise these networks include: security; home theatre and entertainment; telephones, door-phones and intercoms; PC and internet networks; surveillance cameras; driveway vehicle sensors; communicating thermostats; motorized window blinds and curtains; entry systems; and irrigation systems. Smart homes

‘Smart home' is an alternative term for an intelligent residential building, or an intelligent home. A few years ago these concepts weer considered futuristic and fanciful. Now they are reality. These terms are now commonly used to define a residence that uses a control system to integrate the residence's various automation systems.

Integrating the home systems allows them to communicate with one another through the control system, thereby enabling single button and voice control of the various home systems simultaneously, in pre-programmed scenarios or operating modes.

The development of smart home systems focus on how the home and its related technologies, products, and services should evolve to best meet the opportunities and challenges of the future. The possibilities and permutations are endless. Here are some examples: Smart home example scenario 1

A scenario such as 'I'm Home' could be triggered by pressing one button on a key-ring remote-control from your vehicle as you approach the driveway. The control system receives

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the key-ring remote-control's command. This will then trigger a pre-programmed sequence of functions. For example starting by turning on the lighting in the driveway, garage, hallway, and kitchen. It then disarms the security system, opens the garage door, unlocks the interior garage entry door, adjusts the heating to a preset temperature, and turns on the whole-house audio system playing your favourite cd, whilst drawing you a bath. The control system is programmed to meet specific user requirements, initiating sequential automatic operation of the home systems, in response to 'one button' commands based on the situation and or time. Smart home example scenario 2

At 7:30am and you awake to the sound of your favourite cd playing in the background; the lights in your bedroom switch on; 'fading up' to allow you to wake up in your own time. The downstairs intruder alarm system is de-activated. In the kitchen the coffee machine turns on to make a drink. The ground floor curtains and blinds open; the towel heater in the bathroom warms the towels. And you haven't even got up yet.

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智能建筑的设计和建设管理系统

“智能建筑”和“智能家居”技术的概念

智能领域的建筑，智能家居，建筑管理系统（房屋管理中心）包含了一个巨大的各种技术，各地商业，工业，和住宅楼宇，包括能源管理系统和建设控制的功能，建设管理系统的核心是'智能建筑'的概念，其目的是为了控制、监测和优化建设服务，例如，照明;加热;安全，闭路电视及警报系统;存取控制;视听和娱乐系统;通风，过滤和气候控制等;甚至产品的考勤控制和报告（尤其是工作人员的运动和供货）潜在的这些概念和周边技术是巨大的，和我们的生活正在发生变化的影响，从智能建筑的设计与发展对我们的生活和工作环境的影响，对设施的规划和设施管理，也是潜在的巨大的。任何设施管理人员考虑楼宇发展或网站的搬迁也应考虑所带来的机会智能建筑技术及概念。这项免费的概要文章是由一家总部设在英国的首席专家加里米尔斯提供，他在智能建筑，智能家居，以及大厦管理系统都有非常熟练以及高超的水平。智能建筑物和建筑管理系统在20世纪70年代已经在工业界开始应用，从制度和管制使用的自动化生产过程和管理植物的生长。发达国家智能建筑在80年代概念和应用软件的发展和标准化，使智能楼宇的技术和系统，可以在以住宅和商业部门之间转让。智能建筑-控制理论

智能建筑的本质，建设管理系统和智能建筑是在控制技术，使服务一体化，自动化和优化的所有服务和设备提供服务和管理环境的建设。

可编程逻辑控制器（PLC），形成了原来的基础上的控制技术。

后来的事态发展，在商业和住宅的申请，是基于分布式智能的微处理器。稍后这些技术的采用和发展，让各种网站的建设和服务得以优化，往往高产显着并且降低成本和节省大量能源。有很多方法，其中建设服务的建筑物内可以得到控制，下降大致可分为二的方法类型：基于时间 -提供暖气或照明服务等，只有在需要时

基本参数的优化-经常使用的名词，代表环境方面的服务，如温度的空间加热或照度的照明。暖气-基于时间的控制

基于时间的控制，可以用来打开和关闭供暖系统（和/或热水）在预先选定的时期（一天，一周等）。优化参数：无论任何条件下，控制，确保建设达到预期的温度，开始入住。暖气-优化基于参数（温度）控制的例子

温度控制：保护对冻结或霜冻保护一般涉及运行供暖系统水泵和锅炉，当外部温度达到了一套水平（ 0 ° C时）。

补偿系统：当室外温度下降，将控制流温度，在加热电路相对外部温度。这将提供一个上升的电路流温度。

散热器恒温阀：这些意义上的空间温度在一个房间内和节流阀的流量相关，所以通过装上散热器或变换器控制。

比例控制：涉及交换设备，并自动关闭，以规管输出。

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其他的方法可以包括恒温器，红外传感入住的（被动式红外线感应器），用户手册和控制。照明控制方法

不同的控制系统的存在，再次基于时间的控制和优化基于参数的情况下的水平照度或特定用途的照明是必需的。

区域：灯开关就相应的使用和布局的照明领域，如果只有一小部分，为了避免照明一大片，它需要轻亮。

时间控制：开关和关闭自动在每个区域，以预设的时间表，轻损耗。

被动式红外线（红外）入住遥感：在地区是被侵入的间歇，入住传感器可以用来表明是否或没有任何人是当前和切换轻或关闭。

轻一级的监测：这包括调光开关或人工照明，以维持一个轻的水平来衡量一个光电。建设管理系统和智能建筑-节约能源

直到最近几年，能源效率一直是大厦的业主和投资者比较低的优先和低限度的考虑。但是，随着急剧增加的和认识能源使用的关注和进步，符合成本效益的技术，能源效率正在迅速成为一部分房地产管理，设施管理和运作策略的概念，现在也作出重大大举进入国内住宅建筑部门。

照明，节约能源的最多可以有75 ％的原电路的负荷，它代表5 ％的能源消费总量的住宅和商业部门。

节约能源的潜力，从水加热，冷却，或热水的生产，最多可以有10 ％，代表多达7 ％的能源消费总量的国内住宅及商业部门。

经验研究表明，在奥地利的潜在加热和冷却可节省的能源是高达30 ％，在公共建筑物。甚至让事实，即建筑物所使用的研究可能已被那些有特别高的能源用量，这个数字是一个令人印象深刻的一个。（资料来源： eu2分析和市场调查，欧洲的建筑技术在中环及中东欧国家-g opa）建设管理系统和智能建筑-环境和温室气体的好处

减少对温室气体排放量的依赖和相关的减少能源的使用。

智能建筑和楼宇管理系统的技术直接有助于减少能源的使用，在商业，工业，和国内住宅部门。

在短期内，智能楼宇和适当的应用管理系统的建设有利于环境。

立法和环境标准，卫生和安全规定，和全球趋势对改善室内空气质量标准，都是显着的办法，并提供一个连续认可的需要-建设管理系统和智能建筑技术。

的措施在世界各地也有强劲的发展，并通过大厦管理系统的技术。例如，英国碳信托允许增强资本免税额（非洲经委会），以作抵销对税务关于能源效率的制度，从而使储蓄的30 ％左右，为所有能源相关的建设管理系统和智能楼宇设备，以及相关的安装和设计成本。建设管理系统和智能建筑-市场趋势

仔细解释，是必要的。在英国，通过控制技术进入新的建设和翻新的主要行业是比较高的：估计在数年前的英国市场的建设管理控制系统的新建和主要翻新，所有部门，建议通过市场（如在1994

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年-源u k1评估英国能源的R TD，越- 1994）：

暖气控制70 ％。热水系统控制的90 ％。空制80 ％。

不过，根据欧洲委员会的记录多达90 ％的现有的建筑物已不适用或无效的管制，其中有许多需要完成的整修控制系统。

此外传统的控制系统停止短期自动化智能建筑的全部功能。一个重要的因素是人类所需的最优秀的有效运作，即使控制系统正确地指明和安装。

鉴于典型的装置和设备经常存在的问题，为建设占用（住宅）或经理（商业）的使用情况操作是否正确和正确的运作是至关重要的有效的结果。

教育用户，改善系统的设计方便用户，并提供有关指示和信息都是至关重要的，使理论转化为实践，并实现潜在的效益和节省。建设管理系统和智能大厦-的实际利益

能源的有效的制度，平衡建设的电灯，日光和机械系统以谋求最大利益。

加强照明设计是一个多电器布局。它必须考虑的需要及附表占用，季节和气候的日光变化，及其对建筑物的机械系统的影响。照明系统

加入日光到建设是一个方法，以达到能源效益的设计。自然日光'收获' ，可以使人们更快乐，更健康，更具生产力减少需要的电灯，大量的金钱可以节省能源。几乎每一个商业大厦是一个潜在的节能项目，如电力照明系统，可设计为暗灰色，与供货的日光。高达75 ％的照明能源消耗可节省。此外，通过减少电灯照明，并尽量减少太阳能热增益，控制的照明还可以减少建筑物的空调负荷。机械系统

暖通空调系统和控制措施，包括应用分配制度的空气进入工作区，是机械零件的建筑物，影响热舒适性。这些系统必须共同努力，提供建筑的舒适度。而不是通常的一部分的美学大厦，他们是至关重要的其业务和乘员的满意度。

头号办公室投诉，是因为工作场所是太热，人数第二的是办公室太冷。

很多人应付加入的球迷，空间加热器，涵盖了喷口，投诉，进行'恒温战争'与他们的合作工人，或者干脆离开办公室。住户可以驱车前往分心，试图调整舒适，其空间。不适当的温度，湿度，通风，室内空气品质也有重大影响的生产力和健康。当我们热舒适我们更好地开展工作，店更长的时间，放松，呼吸更容易，我们的注意力集中越好。

为了提供一个舒适和健康的室内环境建设机械系统必须：

提供一个可接受的水平，温度和湿度和安全防范，气味和室内空气污染物。创造意识的可居住性，通过空气流动，通风和轻微的温度变化。

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让乘员，可以控制和修改条件，以符合个人喜好。阻力大厦管理系统和智能建筑技术

“我们的楼宇已具能源效益的” 。（是整个建筑的节能，抑或是业主，他的重点，以公用地方及毛额租用空间？）

“我们宁愿设备与最低的成本时，首先装修租客空间” 。（是否规范有任何的想法谁承担增加的经营成本，这样的策略呢？）

“我们需要一个为期两年的简单的回馈或更少” 。（这是仍然是现实，鉴于该回报率对货币市场是从字面上了其中的十分之一是什么这是20年前？）

“住户支付所有的能源成本，并会得到所有的储蓄” 。（请勿住户真的支付所有的能源，还是只能源超过预先设定的基准年或牺牲停止？）

“我们正在出售的建设” 。（我们是否应该承担，然后降低营运开支和收获增加资产价值并不重要？）智能家居

建设管理系统为住宅的申请

与广泛采用数字技术将有一场深刻变革，我们如何与他人沟通。甚至如何，在我们的家园，我们商店进行服务，接收新闻，管理我们的财政状况，了解世界，并开展业务，管理资源，寻找娱乐，当我们进入老年并保持性和自主性。

这些活动的日益发生在家庭中。作为我们的看法，银行，商店，大学，社区和城市的变化反应的新技术，使建筑建立管理制度，正在成为一个不平凡的新的重要性。

因为它存在的今天，家庭不能满足这些需求，或利用新的机会所造成的社会和技术的变化。大多数人住的空间不能满足他们的需要。

直到最近，大多数房屋被有线仍略多于主要电子电路，数电话线，和几个电视电缆。时代变了。电器及保安系统承办商经常安装低压电缆通信网，这就是广泛的智能家居或'智能家居系统。

服务和设备，利用这些网络包括：安全;家庭影院和娱乐;电话，门电话和内部通信;个人电脑及互联网网络;监视摄像头;车道的车辆传感器;沟通恒温;摩托窗口百叶窗和窗帘;输入系统;和灌溉系统。智能家园

智能家居'是另一种的任期为1智能化住宅的建设，或一个智能家居。几年前，这些概念很少考虑未来和幻想。现在他们的现实。这些条款是现在常用来定义一个居住使用控制系统的整合居住的各种自动化系统。

整合民政系统，使它们能够互相沟通，通过控制系统，从而使单一的按钮和语音控制同时在预先编程的情景或经营模式下控制各种家用系统。

发展智能家居系统，集中讨论如何在家及其相关技术，产品和服务应该演变，以最好地满足面临的机遇和挑战的未来。的可能性和排列是无止境的。这里是一些例子：

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智能家居示例1

情况下，如'我家'可引发迫切的一个按钮上的一个关键环远程控制从您的车辆作为你的做法的车道上。控制系统接收的关键环远程控制的命令。这将触发预先编程的函数序列。例如出发，把对照明在车道，车库，走廊，和厨房。然后解除武装的保安系统，打开车库门，打开进入室内车库门，调整暖气，以预设的温度，并轮流对整个内部音响系统播放你最喜爱的CD ，同时你可以洗澡。控制系统编程，以满足特定用户的需求，开创了连续自动操作的家用系统，在回应一个按钮命令的基础上，形势和或时间。智能家居，例如案例2

在上午07时30分，你要清醒的声音，你最喜爱的CD中发出的背景;灯在您的卧室开关'，让您醒来在自己的时间。该楼下闯入者警报系统是激活的。在厨房的咖啡机轮流上作出饮料。地面的窗帘和百叶窗打开;毛巾加热器在浴室宽慰毛巾。你甚至还没有起床。文献来自：Intelligent building，2005年第8期

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附录B

实物图：

仿真图：

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程序： PCB电路设计图 #include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int

sbit key=P1^0; //按键控制步进电机的方向 sbit s2=P1^1;

unsigned char speed=8; //步进电机的转速 sbit LED1=P0^2;//开窗指示 sbit LED2=P0^3;//关窗指示 sbit zi=P0^0; sbit shou=P0^1; sbit guang=P3^0; bit ZD;

uchar irdate[33]; uchar irbyte[4];

uchar irtime,irflag,bitnum,irdateok; uint num,flag,disnum,count,a;

/*八拍方式驱动，顺序为A AB B BC C CD D DA*/

unsigned char code clockWise[]={0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09}; unsigned char code clockWise1[]={0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08}; uchar code table[]= {

0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90, 0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x,0xa3,0x8c,0xc8,0xff };

void delay(uchar z) {

unsigned char x,y;

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for(x=0;xvoid qing() { uint i;

for(i=0;i<33;i++) {

irdate[i]=0; } }

void init() {

TMOD=0x02; TH0=0; TL0=0; EA=1; EX0=1; ET0=1; TR0=1; IT0=1; LED1=1; LED2=0; zi=1; shou=0; flag=0; ZD=1; }

void deal_with() {

uchar i,j,k,temp;

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k=1;

for(j=0;j<4;j++) {

for(i=0;i<8;i++) {

temp=temp>>1; if(irdate[k]>7) {

temp=temp|0x80; } k++; }

irbyte[j]=temp; } }

/**************步进电机正转函数****************/ void zhengzhuan() { uchar i; for(i=0;i<8;i++) {

P2=clockWise[i]; delay(speed); } }

/************步进电机反转函数*****************/ void fanzhuan() { uchar i; for(i=0;i<8;i++) {

P2=clockWise1[i]; delay(speed); }

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} void KG() {

if(s2==0) { delay(5); if(s2==0) {

while(!s2); ZD=~ZD; if(ZD==1) { shou=0; zi=1; } else { shou=1; zi=0; } } } if(ZD==0) {

if((guang==0)&&(flag==0)) 且窗是关的开窗 { flag=1; a=400; 转

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//自动

//如果光亮并

//控制电机正

while(a) { a--;

zhengzhuan(); } LED1=0; LED2=1; } else

&&(flag==1)) 且窗是开的关窗 { flag=0; a=400; 控制电机反转 while(a) { a--; fanzhuan(); } LED1=1; LED2=0; } } if(ZD==1) {

if((key==0)&&(flag==0))

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if((guang==1) //如果暗并

//手动

开窗 { flag=1; a=400; while(a) { a--;

zhengzhuan(); } LED1=0; LED2=1; }

else if((key==0)&&(flag==1)) { flag=0; a=400; while(a) { a--; fanzhuan(); } LED1=1; LED2=0; } } }

void yaokong() {

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//手动关窗

if(irbyte[2]==0x18) {

deal_with();

while(irbyte[2]==0x18) { qing(); deal_with(); } ZD=~ZD; if(ZD==1) { shou=0; zi=1; } else { shou=1; zi=0; } } if(ZD==0) {

if((guang==0)&&(flag==0)) 且窗是关的开窗 { flag=1; a=400;

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//自动

//如果光亮并

//控制电机正

转 while(a) { a--;

zhengzhuan(); } LED1=0; LED2=1; } else

&&(flag==1)) 且窗是开的关窗{ flag=0; a=400; 控制电机反转 while(a) { a--; fanzhuan(); } LED1=1; LED2=0; } } if(ZD==1) {

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if((guang==1) //如果暗并

if((irbyte[2]==0x0c)&&(flag==0)) 开窗 {

deal_with();

while(irbyte[2]==0x0c) { qing(); deal_with(); } flag=1; a=400; while(a) { a--;

zhengzhuan(); } LED1=0; LED2=1; }

else if((irbyte[2]==0x0c)&&(flag==1)) {

deal_with();

while(irbyte[2]==0x0c) { qing(); deal_with(); } flag=0; a=400;

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//手动

//手动关窗

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while(a) { a--; fanzhuan(); } LED1=1; LED2=0; } } }

/***********主函数*****************************/ void main() { //ZD=0; //shou=1; //zi=0; init(); while(1) {

if(irdateok==1) {

irdateok=0; deal_with(); } KG(); yaokong(); } }

void T0_time() interrupt 1

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{ irtime++; }

void int0() interrupt 0 {

if(irflag==1) {

if(irtime>32) { bitnum=0; }

irdate[bitnum]=irtime; irtime=0; bitnum++; if(bitnum==33) { bitnum=0; irdateok=1; } } else { irflag=1; irtime=0; } }

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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日

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注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

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4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

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