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作者：烟台职业学院 刘晓飞 周海 邓志广

指导教师：王莹 汪莉

　　作品简介

　　开发背景：当今世界建筑正朝着智能化方向发展，这种发展趋势也正是人类社会的文明程度在一定历史时期的体现。但现在使用的窗户大多是单纯的推拉式或平移式的，并且与自动控制好不沾边，更不用说智能化了。如果使窗户具有一定的智能，如下雨则自动关窗，室内有害气体超标则自动开窗，有盗贼闯入则自动报警等，就会给人们的居家生活带来诸多方便，从而进一步提高人们的生活质量。沿着这样的思路，我们设计了以STC15F2K61S2单片机为中央控制器的智能窗。

　　结构说明：本智能窗主要有机械部分和自动控制系统组成。其中，机械部分主要有窗框、窗扇、窗帘、救生机构等，自动控制系统主要包括单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心)、数据检测电路、限位开关、窗驱动控制接口电路、窗驱动电路、电机等组成。多功能智能窗是以单片机作为核心部件，通过外部光敏传感器、湿敏传感器、 CH4传感器气体、热释电传感检测出潜在的危险信号，经过对信号的放大、整形、补偿后通过相关电路转换后送入单片机，然后单片机通过写入程序运算后发出指令使执行机构做出相应的动作，相应的减少人们的劳动，提醒人们处理各种事件火灾场合。

　　功能及使用说明：多用途智能窗主要应用在以楼房居住的家庭及各种公共场所。它具有手动开关窗、窗帘，雨天、大风自动关窗、煤气泄漏报警、遥控开关窗、窗帘，防盗报警、火灾逃生等功能。

　　图片：

　　救生机构如图:

　　平台选型说明

　　此设计选用了单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心)。

　　设计说明

　　本智能窗主要有机械部分和自动控制系统组成。其中，机械部分主要有窗框、窗扇、窗帘、救生机构等，自动控制系统主要包括单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心)、数据检测电路、限位开关、窗驱动控制接口电路、窗驱动电路、电机等组成。

　　窗框、窗扇、窗帘的设计是在常规的基础上改进设计的，在窗框上下两侧各开一道滑移槽，使窗扇开关窗时在滑移槽内滑动实现关窗。窗帘部分也是如此设计的。智能窗的传动任务是由动力源通过传动机构带动窗扇和窗帘的来回滑动。因此，我们选定这种方法来满足智能窗传动任务的要求。

　　救生机构是在晾衣架和爬梯的基础上改进设计的。

　　多功能智能窗是以单片机作为核心部件，通过外部光敏传感器、湿敏传感器、 CH4传感器气体、火焰传感器、热释电传感检测出潜在的危险信号，经过对信号的放大、整形、补偿后通过相关电路转换后送入单片机，然后单片机通过写入程序运算后发出指令使执行机构做出相应的动作，相应的减少人们的劳动，提醒人们处理各种事件火灾场合。

　　根据该设计的功能要求，数据检测传感系统由四个部分组成：

　　1) 光度传感电路，所用传感器由开发板所提供的光敏电阻实现;

　　2)湿度传感电路，所用传感器为下雨传感器-漏水-水滴-雨滴传感 V2.0 模块;

　　3)火焰传感电路，所用传感器为红外管 火焰传感器模块-火焰 模块

　　4) 红外防盗传感器，所用传感器为热释电传感器;

　　5) 烟雾及可燃气体传感电路，所用传感器为MQ-2烟雾及可燃气体传感器模块

　　模数转换部分由单片机自动的模数转换功能完成。

　　单片机部分控制框图如下：

　　窗、窗帘驱动电路如图所示：

　　当有火焰、有烟雾、有人靠近窗户时都会报警，报警电路如下图：

　　行程开关

　　为了判断窗子是否闭合，需要使用行程开关。利用单片机自带的硬件中断资源，设计了接触式的中断行程开关。当窗体闭合时引发中断，停止运行，进入节电待机状态。

　　测试过程：

　　1 首先打开电源;

　　2 对传感器加热1-2分钟;

　　3 电路进入稳定状态;

　　4 当光线较亮时床帘自动打开;

　　5 用手捂住光敏传感器时执行关窗帘;

　　6 点燃打火机把火苗靠近火焰传感器时执行关窗并报警;

　　7 用纸张燃烧时产生的烟雾靠近烟雾传感器时执行开窗并报警;

　　8 把手沾湿触摸湿敏传感器时执行关窗指令;

　　9 当热释电传感器检测到窗户外有人靠近执行关窗并报警;

　　作品特色

　　①具有手动、自动开关窗、窗帘

　　②可以检测有害气体的泄漏并自动开窗

　　③雨天可以自动的关窗

　　④可以检测火灾，并报警提醒人们

　　⑤具有火灾逃生功能

　　⑥工程改造量小安装方便简单

　　⑦采用绿色能源，节能环保

　　⑧采用模块化接口可根据实际需要增减功能模块

　　⑨适用范围广，可根据当地环境质量调节相应参数