1、智能窗的通風采光控制【摘要】據了解，智能窗在國外是一個發達的產業，它在節能減排、消防方面有廣泛的應用。根據國家建設部統計資料，我國每年城鄉建筑能耗中，通過玻璃門和窗戶損失的能耗占到全部建筑能耗的40-50%o由此可見，門窗質量對節能減耗起著極為關鍵的作用，而智能窗的廣泛應用將可大幅節能減排。本文以AVR系列單片機為控制單元，通過傳感器檢測外界信號的變化，采集溫度、光照和紅外反射的外界參數，進行綜合判斷分析，然后將變化的信號輸入到單片機，由單片機對其進行判斷，進而控制電機的正反轉，以達到開關窗戶的目的。并且它集消防排煙、防盜、避風擋雨、調節溫度、通風采光、自動開關等功能于一體，結束了手動開窗的歷

2、史，并讓它成為智能建筑家居的管理者，將現代城市和家居帶入了一個暫新的智能窗戶時代。【關鍵詞】AVRMCU;溫度檢測；光照檢測；紅外反射1、研究目的和意義據了解，智能窗在國外是一個發達的產業，它在節能減排、消防方面有廣泛的應用。根據國家建設部統計資料，我國每年城鄉新建房屋80%以上為高耗能建筑，既有建筑95%以上是高能耗建筑，建筑能耗占社會總能耗的27%o而建筑能耗中，通過玻璃門和窗戶損失的能耗占到全部建筑能耗的40-50%o由此可見，門窗質量對節能降耗起著極為關鍵的作用，而智能窗的廣泛應用將可大幅節能減排1O2、國內外家居智能窗戶發展狀況智能家居進入中國發展已有近十年的時間，隨著人們從陌生到熟

3、悉，從誤解到理解，智能家居的發展道路可謂非常坎坷。它經過了早期的概念普及期到現在開始進入快速的發展期。可以從以下五大方面看由這一點。概念普及程度廣泛廠商更新換代頻繁房地產開發商推波助瀾媒體關注度極大提高消費者對智能家居躍躍欲試43、本文研究的主要內容本次設計以AVR系列單片機為控制單元，采集溫度、光照和紅外反射的外界參數，進行綜合判斷分析，控制電機的正反轉來達到窗戶開關的目的。主要工作由單片機采集外界參數控制窗戶的開關狀態。采用數碼管顯示溫度值，使讀數更清晰、易于為用戶接受。能手動控制窗戶的開關狀態。能預設窗戶開關的溫度值。具有防盜功能。主要技術指標窗戶有開和關兩個狀態。溫度顯示范圍0c55C

4、。手動設置溫度的范圍為3c49C紅外有效的檢測距離為<30CMo電機有正反轉和停止三個狀態。4、系統原理和總體設計4.1 家居智能窗戶方案論證傳感器的選擇測量溫度有很多傳感器。熱電偶靈敏度較低，但能在很寬廣的溫度范圍內使用；熱敏電阻的工作溫度范圍較窄，但靈敏度高，有利于檢測微小溫差，其輸由特性量非線性，檢測時需要有線性化裝置；廉價的集成電路溫度傳感器性能離散度很大，用于高精度測量時，必須進行校準；測溫粕電阻溫度系數的離散度很小，精確度高，靈敏度也較好，特別適用于1000度以下的溫度測量，但價格昂貴。集成電路溫度傳感器利用了半導體PN結電流電壓特性和溫度的相關性，與熱敏電阻、熱電偶相比，最

5、大優點是輸曲線好，測溫精度較高。感溫部分、傳感器驅動部分、信號處理部分等電路均集成化并封閉在一個小型管殼內，使用方便。18B20是一種集成電路溫度傳感器，作為電流輸由型傳感器的特點是，具有很強的抗外界干擾能力。其輸由電流和絕對溫度成正比。當兩端加上+4V+30V之間的電壓時，器件呈現高阻抗，輸由電流按1uA/1.0K變化。電氣上耐用，可承受正向+44V,反向-20V的電壓而不損壞，不必擔心管腳接錯。由于采用激光微調來較正IC內的薄膜電阻，而使18B20在298.2K時輸由穩定的298.2uA電流。基于以上優點，本系統采用18B20作為溫度傳感器3。控制芯片的選擇本設計選用單片機為控制芯片是因為

6、它有以下優點。第一，可靠性良好。單片機是按照工業控制要求所設計的，其抗工業噪聲優于一般的CPU,程序指令及常數數據都燒寫在ROM內，其許多信號通道均在同一個芯片內，因此可靠性高；第二，易擴充。單片機具有一般微電腦所必需的器件，如三態雙向總線、并行及串行的輸入/輸由引腳，可以擴充為各種規模的微電腦系統；第三，控制功能強。為了滿足工業控制的要求，單片機的指令除了輸入/輸由控制指令、邏輯判斷指令外，還有更為豐富的條件分支跳躍指令。利用單片機的智能性，可方便的實現具有智能的數據采集和處理。在采用單片機為實現形式時，有很多種單片機可以實現數據采集、數據處理功能，通常會用以下幾種單片機來實現：1、采用AV

7、R來實現。AVR單片機的特點：速度快、片內資源豐富、保密性好、可重復擦寫及在系統編程ISP、工作電壓范圍寬、功耗低、支持JTAG仿真、與C語言的完美配合。2、采用AT89S52來實現。ATMEL公司生產的AT89S52單片機采用高性能的靜態設計，由先進工藝制造，并帶非易失性Flash程序存儲器。它是一種高性能、低功耗的8位CMOS微處理芯片。ATMAG16是美國ATMEL公司生產的低功耗，高性能單片機，兼容標準AT89S52指令系統及引腳。它集Flash程序存儲器既可在線編程也可用傳統方法進行編程及能用8位微處理器于單片機中，ATMEL公司的生產ATMAG16可靈活應用于各種控制領域。基于以上

8、優點本系統采用ATMAG16作為主控芯片2。4.2 家居智能窗戶總體方案設計本次設計以AVR系列單片機為控制單元，通過傳感器檢測外界信號的變化，采集溫度、光照和紅外反射的外界參數，進行綜合判斷分析，然后將變化的信號輸入到單片機，由單片機對其進行判斷，進而控制電機的正反轉，已達到開關窗戶的目的5o首先，MAG16單片機對紅外信號進行判斷，若有信號則MAG16單片機控制電機正轉，并且驅動蜂鳴器，窗戶關閉，起到防盜的作用；若無紅外信號，MAG16單片機在對溫度信號進行判斷，當外界溫度高于與設置時，窗戶開啟，當溫度低于預設值時，窗戶關閉，當溫度介于20.0C30.0C之間時，窗戶保持原狀態。在窗戶開啟或關閉的過程中通過限位開關給MAG16單片機限位信號，使電機停止轉動，防止堵轉情況發生。也可以通過手動按鈕來控制窗戶的開啟或關閉，在手動過程中窗戶的運動不受傳感器信號的影響。家居智能窗戶總體方案