智能節(jié)能窗戶控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),智能,節(jié)能,窗戶,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 1 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì) (論文 )題目 智能節(jié)能窗戶開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 作者所在系 別 機(jī)電工程 作者所在專業(yè) 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí) 者 姓 名 尤焜 作 者 學(xué) 號(hào) 201322413 指導(dǎo)教師姓名 孟立新 指導(dǎo)教師職稱 副教授 完 成 時(shí) 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 2 說(shuō) 明 1． 根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 文獻(xiàn)綜述 應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻(xiàn)綜述各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫(xiě)詞，須注出全稱。 4．學(xué)生撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述， 閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在 10 篇以 上（ 土建類(lèi)專業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 5．文獻(xiàn)綜述的撰寫(xiě)格式按畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )撰寫(xiě)規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在 2000字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開(kāi)題報(bào)告同時(shí)提交。 3 智能節(jié)能窗戶開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要： 智能窗戶控制系統(tǒng)使用機(jī)械傳動(dòng)控制窗戶的開(kāi)關(guān)與窗簾的開(kāi)合，機(jī)械部分由步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)設(shè)計(jì)動(dòng)滑輪組在運(yùn)動(dòng)部件和窗架間進(jìn)行傳動(dòng)。電子自動(dòng)控制系統(tǒng)部分包含濕度溫度探測(cè)傳感器模塊、光敏電阻傳感器模塊、煙霧探測(cè)傳感器模塊、紅外檢測(cè)防盜模塊、換風(fēng)控制模塊。 各傳感器將探測(cè)到的變化反映到單片機(jī)口，由單片機(jī)根據(jù)信號(hào)的變化 (即電平的高低 )判斷外界環(huán)境的變化，然后根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的程序發(fā)出命令，控制機(jī)械傳動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作。該系統(tǒng)是基于 51 單片機(jī)控制多功能智能窗的設(shè)計(jì)，能根據(jù)外界的天氣情況和室內(nèi)空氣情況來(lái)控制窗體的開(kāi)啟和關(guān)閉。系統(tǒng)的主要模塊包括：有毒氣體檢測(cè)模塊、紅外防盜模塊、濕度檢測(cè)模塊、風(fēng)速檢測(cè)模塊、聲光報(bào)警模塊以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。 關(guān)鍵詞： 傳感器 檢測(cè) 控制 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 課題意義 目前市場(chǎng)上智能家居雖然集成了家居生活有關(guān)的設(shè)施，但是對(duì)于各部分不能做到細(xì)致具體的設(shè)計(jì)，常常忽略了一些必要的功能（如煙霧檢測(cè)功能、溫濕度檢測(cè)功能、紅外檢測(cè)報(bào)警功能、自動(dòng)換氣功能）或者不夠人性化。而窗戶是智能家居的一個(gè)重要的組成部分，因此更好地實(shí)現(xiàn)窗戶的智能控制和安全防護(hù)提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性顯得尤為重要。當(dāng)今世界建筑正朝著智能化方向發(fā)展，這種發(fā)展趨勢(shì)也正是人類(lèi)社會(huì)文明程度在一定歷史時(shí)期的體現(xiàn)。多功能智能窗戶系統(tǒng)在我國(guó)還剛剛興起，但其發(fā)展前景廣闊，推廣和應(yīng)用多功能窗戶系統(tǒng)具 有重要的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)在使用的窗戶大多數(shù)是單純的推拉式或平移式的，并且與自動(dòng)控制毫不沾邊，更不用說(shuō)智能化了。如果使窗戶具有一定的智能，如下雨則自動(dòng)關(guān)、室內(nèi)有害氣體超標(biāo)則自動(dòng)開(kāi)、有盜賊入內(nèi)則自動(dòng)報(bào)警等，就會(huì)給人們的居家生活帶來(lái)諸多方便，從而進(jìn)一步提高人們的生活質(zhì)量。沿著這樣的思路，本文設(shè)計(jì)了以 片機(jī)為中央控制器的智能窗。該多功能智能窗能自動(dòng)識(shí)別室內(nèi)外環(huán)境并根據(jù)環(huán)境不同驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，開(kāi)啟或者閉合窗戶。給人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)極大的方便。這些都將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活方式，并提高了人們的生活質(zhì)量。其二，牽動(dòng)一 大批產(chǎn)業(yè)。單片機(jī)控制的多功能智能窗產(chǎn)品面向家庭用戶，其應(yīng)用市場(chǎng)是龐大的，發(fā)展前景也是廣闊的，必將吸引大批各類(lèi)企業(yè)介入，從而牽動(dòng)一大批產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其三，開(kāi)拓一個(gè)嶄新的市場(chǎng)。多功能智能窗系統(tǒng)牽動(dòng)了許多的行業(yè)，有利于其它相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。本設(shè)計(jì)希望開(kāi)發(fā)一種在普通窗的基礎(chǔ)上改進(jìn)的智能關(guān)窗裝置，該裝置裝有傳感器，能夠根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境自動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)窗。因此開(kāi)發(fā)一款基于單片機(jī)的多功能智能窗系統(tǒng)是很有必要的。在我國(guó)智能家居也成為近年來(lái)一個(gè)最熱門(mén)的話題之一 ,作為“居室眼睛”的窗戶也成為了其中必不可少的一部分 ,引發(fā)了不少研究。 智 能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用讓人們?cè)诩抑心軌蛳硎艿礁踩?、更舒適、更方便的生活，并且使生活更具有人性化，而現(xiàn)代家居中，窗戶具有良好的裝飾、采光和阻擋灰塵空氣循環(huán)的主要途徑，但同時(shí)也是盜竊非法進(jìn)屋的一個(gè)重要途徑，雖然現(xiàn)在很多家庭為了防盜通常采用鋼筋結(jié)構(gòu)的防盜網(wǎng)加固在窗戶外，這樣是起到了防盜功能，但一4 旦發(fā)生火災(zāi)等緊急情況，窗外的防盜網(wǎng)大大的降低了人們求生或逃生的機(jī)會(huì)，所以智能窗戶的基本要求不能降低。但是當(dāng)前大部分窗戶控制系統(tǒng)在一定程度上不是很完善，而且沒(méi)有安防檢測(cè)功能，在發(fā)生意外時(shí)只是開(kāi)窗或關(guān)窗，而使用者完全沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的 意識(shí)；有的產(chǎn)品沒(méi)有換風(fēng)系統(tǒng)，如果當(dāng)一氧化碳或煙霧超標(biāo)時(shí)，不能以最快的速度排出室內(nèi)的一氧化碳或煙霧，有的產(chǎn)品沒(méi)有紅外感應(yīng)安防的功能，不能盡快的通知主人可能有小偷進(jìn)家，所以“居室眼睛”智能窗戶控制系統(tǒng)它能在下雨且家中無(wú)人時(shí) ,自動(dòng)關(guān)閉以防止雨水進(jìn)入損壞室內(nèi)財(cái)物 ,室內(nèi)有害氣體超標(biāo)則自動(dòng)開(kāi)窗 ,有盜賊入內(nèi)則自動(dòng)報(bào)警 ,當(dāng)室內(nèi)溫濕度過(guò)高或過(guò)低時(shí) ,自動(dòng)監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)環(huán)境 ,使窗戶真正的智能起來(lái) ,就會(huì)給人們的居家生活帶來(lái)諸多方便，從而進(jìn)一步提高人們的生活質(zhì)量。 2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 多功能智能窗系統(tǒng)在我國(guó)還剛剛興起，但其發(fā)展前景廣闊，推廣 和應(yīng)用多功能智能窗系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。該產(chǎn)品可以形成大規(guī)模生產(chǎn)，普及全國(guó)市場(chǎng)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。另外，該多功能智能窗還可以廣泛應(yīng)用于賓館、飯店、寫(xiě)字樓、會(huì)議廳、學(xué)校、醫(yī)院等各種公共場(chǎng)所，因此該產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。其一，改變?nèi)藗兊纳罘绞?。單片機(jī)控制的多功能智能窗有豐富的智能化功能，為家庭用戶營(yíng)造了一個(gè)高效、舒適、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。在生活中，普通窗戶已經(jīng)不能滿足防火，防盜，防雨等一些智能要求，因此就誕生了智能窗戶。目前來(lái)說(shuō)，智能窗戶的概念得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，許多生產(chǎn)企業(yè)都在不斷創(chuàng)新和發(fā)展智能 窗戶的作用，力求給現(xiàn)代社會(huì)的居民們帶來(lái)更方便、安全、環(huán)保的生活。原始的窗戶智能滿足基本的防風(fēng)雨、防盜等一些手動(dòng)控制功能，但是人為總有很多意外和不足，導(dǎo)致給居民們帶了很多不利影響，所以人們產(chǎn)生了設(shè)計(jì)智能窗戶的想法，通過(guò)智能系統(tǒng)更可靠地控制窗戶開(kāi)關(guān)，方便居民生活，保證居民安全。最初的智能窗戶功能很簡(jiǎn)單，比如通過(guò)檢測(cè)風(fēng)雨，自動(dòng)關(guān)窗戶；比如根據(jù)按鈕控制電機(jī)完成窗戶開(kāi)關(guān)。這些都是很初級(jí)的智能控制，不能滿足居民們對(duì)智能窗戶的更多、更高要求。所以現(xiàn)代智能窗戶加入了很多創(chuàng)新功能，比如通過(guò)對(duì)風(fēng)、雨、有害氣體、日照度等環(huán)境因素 的檢測(cè)和采集，再通過(guò)中央處理器對(duì)窗戶進(jìn)行相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。 3目前研究存在的問(wèn)題 當(dāng)前大部分窗戶在有煙霧過(guò)大時(shí)，或者在下雨天有雨水濺入時(shí)都要通過(guò)手動(dòng)去開(kāi)窗或關(guān)窗。在空氣比較悶熱時(shí)（超過(guò) 26° C），不能自動(dòng)進(jìn)行開(kāi)窗以及通風(fēng)換風(fēng)，而且現(xiàn)在很多城市（揭陽(yáng)、清遠(yuǎn)、韶關(guān)、廣州，深圳等等） 入肺顆粒物）季均濃度都超過(guò)了國(guó)家空氣新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二級(jí)限值 35 微克 /立方米，嚴(yán)重危害人體健康，而現(xiàn)在大部分窗戶都沒(méi)有過(guò)濾裝置，為了提高人們的生活質(zhì)量，我們可以通過(guò)在窗戶上的換風(fēng)裝置上裝一個(gè) 濾器，而且這個(gè)過(guò)濾器 可以手動(dòng)卸掉，進(jìn)行定時(shí)清潔?，F(xiàn)在大多數(shù)的窗戶系統(tǒng)都沒(méi)有安防的功能，當(dāng)有小偷想從窗戶進(jìn)入偷竊，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成很大的損失，所以在窗戶上裝紅外檢測(cè)防盜系統(tǒng)，能夠及時(shí)報(bào)警，盡量避免不必要的損失等等。 在我國(guó)智能家居也成為近年來(lái)一個(gè)最熱門(mén)的話題之一 ,作為“居室眼睛”的窗戶也成為了其中必不可少的一部分 ,引發(fā)了不少研究。 智能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用讓人們?cè)诩抑心軌蛳硎艿礁踩?、更舒適、更方便的生活，并且使生活更具有人性化，而現(xiàn)代5 家居中，窗戶具有良好的裝飾、采光和阻擋灰塵空氣循環(huán)的主要途徑，但同時(shí)也是盜竊非法進(jìn)屋的 一個(gè)重要途徑，雖然現(xiàn)在很多家庭為了防盜通常采用鋼筋結(jié)構(gòu)的防盜網(wǎng)加固在窗戶外，這樣是起到了防盜功能，但一旦發(fā)生火災(zāi)等緊急情況，窗外的防盜網(wǎng)大大的降低了人們求生或逃生的機(jī)會(huì)，所以智能窗戶的基本要求不能降低。但是當(dāng)前大部分窗戶控制系統(tǒng)在一定程度上不是很完善，而且沒(méi)有安防檢測(cè)功能，在發(fā)生意外時(shí)只是開(kāi)窗或關(guān)窗，而使用者完全沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的意識(shí)；有的產(chǎn)品沒(méi)有換風(fēng)系統(tǒng)，如果當(dāng)一氧化碳或煙霧超標(biāo)時(shí)，不能以最快的速度排出室內(nèi)的一氧化碳或煙霧，有的產(chǎn)品沒(méi)有紅外感應(yīng)安防的功能，不能盡快的通知主人可能有小偷進(jìn)家，所以“居室眼睛”智能窗戶 控制系統(tǒng)它能在下雨且家中無(wú)人時(shí) ,自動(dòng)關(guān)閉以防止雨水進(jìn)入損壞室內(nèi)財(cái)物 ,室內(nèi)有害氣體超標(biāo)則自動(dòng)開(kāi)窗 ,有盜賊入內(nèi)則自動(dòng)報(bào)警。智能窗戶控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通過(guò)硬件和軟件的設(shè)計(jì)同時(shí)考慮多種情況，解決了大部分問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次調(diào)試和修改，成功的將多種傳感器集成進(jìn)系統(tǒng)中，完好的實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)功能設(shè)計(jì)。該智能窗讓人在不同的環(huán)境狀況中或出門(mén)在外時(shí)不用擔(dān)心窗戶的開(kāi)合情況。讓人在無(wú)法手動(dòng)直接控制時(shí)能夠通過(guò)紅外遙控控制窗戶；夜間發(fā)生入室行為時(shí)窗戶會(huì)自動(dòng)報(bào)警，為人們生活提供方便和安全；當(dāng)不啟用智能窗系統(tǒng)時(shí)，也可以通過(guò)手動(dòng)對(duì)窗戶進(jìn)行開(kāi)關(guān)，更具人性化 。 針對(duì)一些老式窗戶還存在一定難度進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)使其具有智能化、人性化；但該窗戶智能設(shè)計(jì)仍然具有較大的提升空間。例如：該智能窗戶系統(tǒng)還可以在窗戶玻璃上裝震動(dòng)傳感器，當(dāng)有小偷破窗而進(jìn)時(shí)，能及時(shí)知道有人是在破窗而進(jìn)并進(jìn)行報(bào)警；也可以在窗戶控制系統(tǒng)上安裝 室內(nèi)有害氣體濃度過(guò)高時(shí) |有小偷入室偷竊時(shí)，可以及時(shí)通過(guò)短信通知主人；還可以將智能窗戶控制系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，主人可以通過(guò)手機(jī)或終端對(duì)窗戶的檢測(cè)了解家里的情況，這樣可以為人們的生活提供更多的安全保障。 6 參考文獻(xiàn) [1]楊振江 單片機(jī)原理與實(shí)踐指導(dǎo) 中國(guó)電力出版社 2008 [2]譚浩強(qiáng) C 程序設(shè)計(jì)（第三版） 清華大學(xué)出版社 2005 [3]閻石 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版） 高等教育出版社 1998 [4]童詩(shī)白，華成英 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V. a on ] ,2002 [16]to ].. 1995 [17]].. 2008 7 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見(jiàn) 負(fù)責(zé)人： 年 月 日