智慧窗帘系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

课题简介与成果要求： 近年来，随着嵌入式系统的快速发展和人工智能的逐渐普及，传统的依靠人工拉窗帘的方法越来越难以满足人们对智能家居的需求。进入二十一世纪后,随着各类科技的不断发展,理论知识与生活实际的结合越来越密切,人们的生活水平不断提高,与此同时,应用越来越广泛的科技智能化也使得人们的隐私安全受到了很大的侵犯,所以人们对自身隐私的安全与否也愈加重视,而作为家庭住所中必备的窗帘,它对保护居民隐私与遮挡外部光线十分有用。现在市面上大部分的传统窗帘都需要手动开关,这样略显麻烦吃力，所以窗帘的智能控制就显得十分重要且有效了。因此，开发一款基于高性能低功耗的单片机的智能窗帘控制系统是十分必要的。该系统可以根据房间内的光线强度、风速或者恶劣天气等自动调整窗帘的打开程度，为人民提供舒适的智慧家居体验。

2. 课题关键问题和重难点

课题关键问题:

本设计题目为智能窗帘系统设计,主要研究智能窗帘在不同光照强度及不同风速下正确调整窗帘的功能，若系统检测到光照强度超过所设定的范围值时，窗帘会自动关闭，若检测的值低于设定的范围值时，窗帘会自动打开；当风速强时，窗帘会自动关闭，当风速弱时，窗帘会自动打开。这里采用光照传感器和风速传感器，检测外界环境光照及风速。难点：

（1）如何实现模块的整合与代码的编译;（2）光照传感器，风速传感器等的学习;（3）将调整窗帘的误差控制在5%以内; 模块的整合与代码的编译需要通过对各个芯片和模块的功能进行熟悉，查阅资料分别学习各模块运作原理。设计主要运用电动机通过不同方向的电流时会实现不同的转向,从而实现窗帘的开与关,而且具备停止功能。窗帘的开、关和停止功能需要动力进行控制,采用步进电机提供动力,通过单片机产生的不同频率脉冲对步进电机进行控制,从而对窗帘进行有效的控制。该设计有一个总开关,主要用来防止因为误碰而引起的不必要麻烦,按下电源按钮按,可实现相应的转向。

3. 国内外研究现状（文献综述）

当今时代，科技的发展和人们生活水平显著提高，人们对居住环境方便快捷的要求越来越高，智能家居系统应运而生。智能家居是现代电子技术、通讯技术及自动化技术相结合的产物。随着高新技术及电子器件的发展，光控、温控及遥控窗帘应运而生，给人们生活带来很多方便。同时，也为人们的生活环境及智能家居的实现提供了依据，为此，研究和设计智能窗帘控制系统具有深远的现实意义。

随着现代社会的快速发展，人们对智能内饰的需求也越来越大，与传统窗帘不同，智能窗帘可以满足大家对生活品质的追求 ^[1] 。

因此国内外的工程技术人员对于智能家居和智能窗帘的研究比比皆是，而智能窗帘的发展往往是随着智能家居技术的进步而产生的。从20世纪的90年代初开始，美国的微软、ibm、英特尔等公司最先开始研发有关智能家居的电子软硬件产品^[2]。其中微软公司为比尔-盖茨打造的“未来之屋”就是集成了硬件开发与智能软件系统于一体的典型代表^[3]。经过多年工业水平的提高的技术水平的创新，智能家居已经逐渐步入了美国多数的普通家庭。与美国的技术相比，我国智能家居产业研究与发展的起步相对迟缓，直到90年代初人们才开始了解到有关智能家居的概念，而到了90年代末期国内的一些新兴企业才开始才从实际意义上研发自己的智能家居系统。近十年来，国内一些高科技企业对智能家居的研究已经渐渐追上了欧美国家的步伐，例如：近些年来海尔公司研发的“e-家庭”系统和清华同方公司研发的“e-home”系统^[4]。目前来说，智能窗帘系统是智能家居环境中代表性的部分，他的提出使得窗帘不再是一个普通的机械结构，而是利用电子信息及编程技术搭建一个能够自我调节的控制系统^[5]。

4. 研究方案

Ⅰ、设计方案

根据任务和实际要求，本设计采用stm32单片机，并选用合适的光照传感器、风速传感器，由光照传感器模块、a/d转换模块、风速传感器模块、步进电机运作开关窗帘等部分构成。系统构成框图1-1所示。

5. 工作计划

第1周：接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料，翻译相关英文资料；

第2周：阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；；

第3周：确定传感器，参阅有关资料，分析调理电路工作原理；