安娜　李萌

摘要：本文主要探讨了一种结合了单片机技术和传感器技术的智能车窗控制系统。控制系统使用温度和湿度传感器、风速传感器、雨滴传感器、光电传感器、红外传感器、碰撞传感器等来实时监视室内和室外环境，并使用STC89C52单片机进行处理。处理结果控制直流电动机的旋转，以控制车窗开关或蜂鸣器作为警报。 同时，也可以用红外线开关控制窗户开关。这种设计其结构不复杂，成本较低，能够用较为简单的语言实现，具备较好的可移植性。

关键词：单片机;温控光控;智能窗户设计

一、引言

在本文中，我们选择微控制器AT89C52作为控制芯片，使用BH1750FVI光传感器收集环境光，使用DHT11温湿度传感器收集温度并将收集的数据发送到微控制器。用户可以选择自动还是手动控制模式，系统使用外部照明作为输入条件，控制程序处理完光传感器和温度传感器生成的信号后，将通过电动机驱动电路自动调节直流电动机的前进和后退方向。它实现了窗帘的自动关闭，电路的信号或按键输入用作输入信号，MCU控制程序基于该输入。该信号控制电动机的正向和反向旋转以实现窗帘的打开和关闭。

二、温控光控智能窗户系统组成

（一）单片机最小系统设计

该系统中使用的STC89C52芯片是具有很低地功耗，是一个高性能CMOS8位MCU，具有8位CPU和系统可编程FLASH，这种配置可以使芯片使用更急灵活、方便。

（二） 温湿度传感器

温湿度传感器采用DHT22数字温湿度传感器检测室外温湿度，将信号传输到单片机并同时显示在显示屏上。这种传感器能够很轻松地实现数模传输，可以实时收集温度和湿度信息，并将其反馈给微控制器。可测量的温度范围是-40至80°C，湿度范围是0至100%RH。

（三） 人体红外检测

改设计采用HC-SR501型号地传感器，该设计功能强大，能够进行实时监测人的轨迹。它不仅可以使用自动检测，而且检测到有人运动轨迹是能够检测电压变化，并且采用了光敏控件，白天可以在强光下使用。在没有感应的情况下，当检测到外部人员时，高电平信号将发送到单片机，并且单片机控制蜂鸣器发送警报，房主知道有人在窗户外面。因此通常情况下夏天气温偏高，所以需要设计一个气温补偿，当温度升至30-32°C时，可以进行一定程度的温度补偿以提高精度。

（四） 风速传感器

这种传感器在风力的作用下带动其结构的三个杯体旋转。仅电压采样端直接连接到微控制器的A / D端口，另一端接地。风速地大小取决于输出电压地大小。

（五） 电机驱动

如图1所示，使用电动机驱动芯片L298N让2二十四伏直流电动机工作。电驱动板可驱动2个直流电动机。 ENA和ENB是活动端子，并在高电平下有效。 通过设置INT1和INT2来确定电动机的旋转方向，并且活动端子输出用于速度调节的PWM脉冲。通过使用VCC=5V更改INT3，INT4和ENB的电平来确定电动机的旋转方向和旋转状态。

（六）红外遥控

红外遥控主要通过两种仪器来实现，即接收及发送器。接收器接收红外，具有防雷功能，强大的电磁干扰功能以及内置的红外专用IC。 红外接收器是三线系统，VCC是外部五伏供电，GND是外部地线，D0是数字输出端口。单片机读取输出端口的二进制值，并控制电动机旋转或停止。遥控器采用NEC编码格式，接收能够在10m范围，由2.5V电池供电。 遥控器上的每个按钮都有固定的代码。红外接收器在被按下后数马上会收到接收码，该代码由单片机判断并发送到单片机以执行该任务。

（七）显示器模块

显示器采用 LCD1602 液晶屏显示温湿度。该液晶屏可以显示三十二个字符，能够更好地将温度呈现给使用者。

三、具体应用

该系统使用Keil作為微控制器编程软件，并使用C语言作为编程语言。 系统过程如图2所示。 通过每个传感器对周围环境的检测，信息被传输到单片机，并且单片机确定并执行其动作。单片机主程序调用每个子程序，所有其他传感器、电机模块驱动器、LCD1602温湿度显示、蜂鸣器警报和其他信息判断并记录到子模块，以便于移植和读取。

四、结论

在总体规划设计中，将光及温度传感器用来传输信号，将直流电动机用作信号输出的执行单元，同时并将AT89C52单片机用作关键系统元件，温度和光控制以及液晶显示电路。在通用应用的基础上，可以增加按钮电路和射频电路来设置开关时间，实现手动打开和关闭，能够更好地适应人们地现实生活。该设计的主要特点是：

①能够根据光照强度及时调整窗口地开闭。

②能够实施展示时间及温度。

③该功能是根据用户使用定时打开/关闭功能设置的时间在指定的时间打开或关闭窗口的功能。

④开窗功能完全基于人机结合。

项目基金

陕西省教育厅科学研究计划项目：19JK058 防盗报警智能窗控制系统的设计。