智能门窗控制系统
郭存良 张西苹
摘 要：智能窗户系统以AT89C52为核心配备各种傳感器，能够检测盗贼并经过GSM向你发信息，自动监测室内外温度和室内有毒气体浓度并自动改善，使窗户真正的智能起来，不但保留了传统窗户的功能还与智能家居联合起来，使人们的日常生活方便许多，提高人们的生活品质。
关键词：STC89C52、自动调节、智能、GSM、1602液晶
引言
传统的窗户功能简单，在室内烟雾过大和下雨时都要手动去开窗或关窗。而在室内温度较高时，打开窗户和通风换气是不可能的。并且很多的窗户系统没有比较智能功能，因此红外检测和防盗系统安装在窗口中。当有人从窗户进入偷窃是，蜂鸣器发出声音，并通过GSM发送短信告知，极大程度降低了损失。
现在虽然出现了智能家居产品，但是没有具体的设计，经常缺少像温湿度检测功能、发送短信功能等功能。窗户是智能家居的重要组成部分。因此，智能窗户控制系统能更好地实现对窗户的智能控制和安全保护，提高家居的安全性、方便性、舒适性和艺术性。
1 系统的概述
1.1设计原理以及组成结构
以STC89C52单片机为核心，配备多种传感器监测控制的电子部分和由步进电机和风扇组成的机械部分组成了智能窗户控制系统，步进电机通过转动动滑轮组控制窗户的状态。传感电路实时检测室内有害气体浓度，光亮度，室内外的温湿度等信号，再与设置的参数相比较，，最后由检测窗的状态，由单片机调整步进电机控制窗户开关，框架图如下图所示：
1.2重要组成部分
1.2.1单片机与步进电机电路
该系统采用芯片的是AT89C52是一款低电压，高性能的处理芯片。晶振12MHz价格低廉性能强劲。而步进电机电路由ULN2003模块组成。其主要工作就是通过电源提供的动力带动窗户运动，通过电机正反转动控制窗户的开关。
1.2.2温湿度探测电路
DHT11数字温湿度传感器是一种温度和湿度复合传感器，它包含校准的数字信号输出。采用特殊的数字模块采集技术和温湿度传感技术，保证了产品的可靠性和长期稳定性。单片机与DHT11之间采用单总线数据格式，高位先出，并且能够一次传40位。温湿度传感置于窗外，可快速准确检测到温湿度变化，控制窗户的状态。
1.2.3 光敏电阻电路
对环境光强十分敏感的LY-C1光敏传感器在本电路中用于探测环境光强度。输出状态的灵敏度可以灵活调节。在周围光强没有达到设定值或者超过设定值，输出高电平或者低电平。由此可以把光敏电阻放在窗外监测外界环境亮度，判断白天和黑夜，再由单片机检测IO口的变化控制窗户的状态。
1.2.4红外检测防盗电路
此激光防盗电路探测器由发射头发射红外线，接头接收红外线两部分构成，一般探测器处于非活动状态。如果有人站在发射和接收探头之间挡住红外线，接收头没有接收到发射探头发射的红外线，探测器停止输出低电平。所以小偷越过窗户经过红外探头传感器时，可以快速察觉，然后蜂鸣器发出声音GSM模块向用户手机发送短信然后关闭窗户。整个窗户可以保证实现防盗。
1.2.5 液晶显示电路
此电路采用LCD1602液晶。它是一种工业字符型液晶，可同时显示16x02即32个字符。用来显示室内外亮度、日期和时间、室内外温度湿度。
1.2.6红外遥控系统
红外遥控指实现对被控目标的遥远控制分为红外发光二极管和红外接收管两部分。红外遥控有很强抗干扰能力，信息传输十分稳定，操作方便，价格低廉等优点。
1.2.7烟雾传感器和换风系统电路
烟雾传感器MQ-2放置在窗口，如果室内有毒气体或者烟雾超过初始设定值时，启动换风系统进行换气，并且控制步进电机打开窗户，改善室内的空气状况，蜂鸣器发出声音提醒人们采取相应的措施。
1.2.8 GSM模块
本模块主要采用西门子的GSM-TC35，通讯接口是RS232，能够与单片机相连，能够快速，安全，可靠的传输数据，语音，短信等服务。TC35的工作电压在3.3V-3.5V。模块有AT命令接口，还有天线连接器直接插SIM卡使用，十分方便。
2系统总流程图
上电后单片机工作开始。步进电机模块首先使窗户关闭。各种传感器检测控制模块实时监测各个方面并将检测的信号送给单片机。如果烟雾传感器检测室内有可燃气体或浓雾超过初始设定值，湿温度传感器检测到室外湿度超过初始设定的值时，单片机都可以快速控制电机打开或者关闭窗户，同时蜂鸣器发出声音，风扇启动改变空气质量。当窗口打开时，红外探测器探测到窗口附近的物体。单片机控制电机关窗，并且蜂鸣器发出声音并通过GSM向用户手机发送短信提醒。然后关窗。在距离相对较远时还可以通过遥控远距离控制开，关窗。如下图2所示流程图
3设计特点
现在许多的窗户都是手动控制开关劳烦费力，如果家人不在遇到特殊情况不能快速的处理，这是个很大的安全隐患，而本产品通过将光敏，温湿度等多个感器连接到单片机上，遥控远程控制窗户的状态，后经蜂鸣器和GSM发短信告诉人们发生的事情，很好的解决了这些问题。并且换风系统加过滤器，过滤器还可以定期清洁，都体现了作品人性化的设计。因此我们发明的智能窗户控制系统，当有意外发生时，系统可以快速准确的自动处理。并且整套设备的器件简单实用，低廉的价格完全可以满足大多数人的需要。
4总结
智能窗户控制系统的设计考虑到各种，以单片机为核心，在配备各种传感器功能齐全，可以应对一些基本的情况。还可以远程控制和手动双种控制窗户;实时自动检测显示室外温度提醒出行的家人，晚上发现有人越窗，蜂鸣器立刻报警，高效准确的保护家人，还可以准确的检测危险气体，改善室内空气质量，在此智能家居提出之时，具有很好的前景，相信在投入市场以后一定收到广大市民的欢迎
参考文献：
[1]鹿泽洲.基于GSM和MCU的远程家电控制系统[J].世界电子元器件.2005.03：69-71
[2]周立功.增强型80c51单片机速成与实践[M].北京：航天航空大学出版社
