智能窗戶設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

IIII智能窗戶設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）題目（智能窗戶的設(shè)計(jì)）所屬系專業(yè)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師起訖日期設(shè)計(jì)地點(diǎn)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）誠(chéng)信承諾本人承諾所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）及取得的成果是在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成，引用他人成果的部分均已列出參考文獻(xiàn)。如論文涉及任何知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛，本人將承擔(dān)一切責(zé)任。學(xué)生簽名:日期:東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告智能窗戶的設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)采用ARMcontex-M4單片機(jī)為控制核心，通過(guò)控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)改變窗戶的開合，從而實(shí)現(xiàn)“窗戶自動(dòng)控制”功能。此作品使用了觸點(diǎn)開關(guān)對(duì)“雨”進(jìn)行監(jiān)控，溫濕度傳感器對(duì)環(huán)境溫濕度檢測(cè)，粉塵傳感器對(duì)空氣中粉塵光量檢測(cè)，電開關(guān)判斷窗戶是否全開或全關(guān)，這些信號(hào)經(jīng)探測(cè)提取轉(zhuǎn)換后被送入單片機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算，單片機(jī)根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)窗簾的功能。該作品使用了無(wú)線收發(fā)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)窗簾的遙控，通過(guò)簡(jiǎn)單的按鍵設(shè)置就能控制窗簾的狀態(tài)。關(guān)鍵詞:ARMcontex-M4傳感器直流電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)I東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告Body-drivenDesignofFire-fightingRobotAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,intelligencealsomadefurtherdemands,intelligentrobotresearchinpracticalapplicationsalargespacefordevelopment.Thesocialsignificanceofthefireisthatitsafeforhumansurvivalastheultimatecare,firefightingrobotasanimportantmeansoffirefighting,firefightingandrescuehasbeenanincreasinglyimportantroleintheshow.ThisrobotisP89V51RD2fightingforthecontrolofmicrocontrollercore,toDCmotor,powersupplycircuit,motordriveandothercircuits.SystemthroughthefireflamesensorinformationcollectedbythemicrocontrollerthroughIOporttocontrolthecarforwardandstopped.Tofindthesourceoffire,thecarstopped,theuseofjobsensortomeasurethevelocityofthecar,displayedonthedigitalpipe.Andusethefanoutthefire.Keywords:P89V51RD2;DCmotor;HallSensor;LED東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告目錄第一章緒論 5 1.1問(wèn)題的提出 錯(cuò)誤?未定義書簽。1相關(guān)背景情況介紹 5設(shè)計(jì)思路和方法 錯(cuò)誤?未定義書簽。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo) 1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn) 錯(cuò)誤?未定義書簽。21.4本論文結(jié)構(gòu)安排 錯(cuò)誤?未定義書簽。2第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì) 82.1整體方案設(shè)計(jì) ...82.2系統(tǒng)組成 82.3方案論證與比較 82.3.1單片機(jī)的方案論證與比較 82.3.2電源模塊的方案論證與比較 92.3.3測(cè)速模塊的方案論證與比較 92.3.4顯示模塊的方案論證與比較 10件 件 件 件 2.3.5車體設(shè)計(jì)的方案論證與比較 42.3.6電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的方案論證與比較11第三章單元電路設(shè)計(jì) 123.1主控制器 12 3.1.1單片機(jī)概述 123.1.2單片機(jī)P89V51RD2 13 3.2電源模塊 14 3.3測(cè)速模塊 16 3.3.1霍爾器163.3.2霍爾傳感器44E概述 73.3.3霍爾傳感器測(cè)速原理 183.3.4傳感器電路設(shè)計(jì) 183.4顯示電路的設(shè)計(jì) 203.4.1數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理 213.4.2數(shù)碼管顯示電路 錯(cuò)誤?未定義書簽。93.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 213.5.1L298N概述 213.5.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 223.5.3隔離電路 錯(cuò)誤?未定義書簽。103.6滅火驅(qū)動(dòng)電路 錯(cuò)誤?未定義書簽。11第四章軟件的設(shè)計(jì) ..124.1軟件開發(fā)平臺(tái)介紹 12 4.2主程序流程圖 124.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 124.3.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 124.3.2定時(shí)器程序 134.4PWM產(chǎn)生程序 14III東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告4.5測(cè)速程序 15第五章制作與調(diào)試 ..175.1制作流程 175.2調(diào)試 17 5.3調(diào)試結(jié)果 IVIVIVIV 17 第六章結(jié)論 18致謝 18 參考文獻(xiàn)(References) 19 附錄一 原理圖 20 附錄二 PCB圖 21 附錄三 實(shí)物圖 22 附錄四 程序代碼 23東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告第一章緒論研究目的和意義21世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，各種電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)步。智能家居控制系統(tǒng)可以定義為一個(gè)過(guò)程或者一個(gè)系統(tǒng)。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)，有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間。還將原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交換暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化功能可以提供遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、窗戶自控、防盜報(bào)警、電話遠(yuǎn)程控制、可編程定時(shí)控制及計(jì)算機(jī)控制等多種功能和手段。使生活更加舒適、便利和安全。因智能家居控制系統(tǒng)布線簡(jiǎn)單、功能靈活，擴(kuò)展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。智能化控制的工作原理自然離不開運(yùn)算和控制單元，在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)采用的主控器件ARMcontext-M4,正是運(yùn)算與控制單元的集合體。本窗戶控制系統(tǒng)不僅具有采集控制方便、簡(jiǎn)單、靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高采各模塊和芯片的協(xié)調(diào)性，從而大大提高系統(tǒng)的可利用性。此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)正是利用ARMcontext-M4單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，順利的完成了本設(shè)計(jì)的要求。并且實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)型定時(shí)和自動(dòng)控制功能，為控制家居設(shè)備提供了良好的基礎(chǔ)。正是因?yàn)橥ㄐ偶夹g(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高，促使了家庭實(shí)現(xiàn)了生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化、安全化。這些高科技已經(jīng)影響到人們生活的方方面面，改變了人們生活習(xí)慣，提高了人們生活質(zhì)量，家居智能化也正是在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的。智能家居控制系統(tǒng)的主要功能包括通信、設(shè)備自動(dòng)控制、安全防范三個(gè)方面。隨著新技術(shù)和自動(dòng)化的發(fā)展，傳感器的使用數(shù)量越來(lái)越大，功能也越來(lái)越強(qiáng)，各種傳感器都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，這給智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供極大方便。智能窗簾控制裝置系統(tǒng)的整體主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分由單片機(jī)擴(kuò)展的外圍電路以及各種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)控制5東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告功能的接口電路組成;軟件部分主要由單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其特定控制功能的各種程序組成。本設(shè)計(jì)中介紹了智能窗簾控制裝置系統(tǒng)的硬件構(gòu)成以及軟件設(shè)計(jì)過(guò)程，以盡最大可能滿足不同人對(duì)窗簾開閉的不同需求。同時(shí)，系統(tǒng)在針對(duì)人們一般需求的設(shè)計(jì)開發(fā)外，還提出多種解決方案，在考慮到經(jīng)濟(jì)性和簡(jiǎn)便性的前提下，可以供日后對(duì)控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行擴(kuò)展?；緝?nèi)容安排該設(shè)計(jì)通過(guò)分析電動(dòng)窗簾的現(xiàn)狀和人們對(duì)自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)的功能的需求，從而對(duì)自動(dòng)窗簾控制器進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)采用以直流減速電機(jī)作為單片機(jī)控制元件，執(zhí)行窗戶開閉的主要任務(wù);以溫濕度傳感器、粉塵傳感器、雨滴傳感器作為檢測(cè)元件，以提供單片機(jī)外界環(huán)境的變化;ARMcontext-M4單片機(jī)作為主控制芯片，控制著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，此外，輔助以鍵盤和顯示電路，在各個(gè)電路模塊的配合下最終實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)窗戶控制系統(tǒng)的智能化要求。自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程主要分為以下幾個(gè)章節(jié):(1)緒論:介紹設(shè)計(jì)目標(biāo)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和研究意義目的，設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和本文的章節(jié)安排。(2)總體設(shè)計(jì)方案:給出了智能窗戶控制裝置的總體方案設(shè)想，智能項(xiàng)目，和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)規(guī)劃。⑶硬件設(shè)計(jì):選用ARMcontext-M4單片機(jī)為核心的各種電路設(shè)計(jì)，包括電源電路，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，鍵盤/顯示電路等一系列相關(guān)電路。(4)軟件設(shè)計(jì):介紹各個(gè)功能模塊的的設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)思路。(5)總結(jié):針對(duì)設(shè)計(jì)中的不足進(jìn)行再思考以及提出自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。設(shè)計(jì)思想及基本功能該系統(tǒng)具有一般的窗戶控制系統(tǒng)的最基本的功能，即通過(guò)電動(dòng)按鈕來(lái)開閉窗戶，在此基本功能的前提下，本設(shè)計(jì)根據(jù)需求還設(shè)計(jì)了可以根據(jù)溫度、濕度、粉塵濃度和下雨量自動(dòng)開閉窗戶的功能，在選取設(shè)計(jì)方案和采用元器件方面，該系統(tǒng)本著簡(jiǎn)單實(shí)用經(jīng)濟(jì)的思想，盡量簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，同時(shí)又能學(xué)到知識(shí)的目的來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)基本功能:6東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(1)手動(dòng)控制:該功能是根據(jù)用戶的需求通過(guò)按鍵進(jìn)行窗簾的開關(guān)，此功能可以使窗戶的開閉處于任何一種狀態(tài);(2)環(huán)境自動(dòng)控制:窗戶的關(guān)閉和開啟通過(guò)環(huán)境的溫度、濕度、粉塵濃度和下雨量自動(dòng)完成窗戶的開啟或關(guān)閉操作控制。窗戶的開、關(guān)和停止功能可由單片機(jī)輸出電平來(lái)控制直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)。7東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1整體方案設(shè)計(jì)課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易智能窗戶模型，能在指定環(huán)境內(nèi)根據(jù)環(huán)境的不同來(lái)控制窗戶的開關(guān)。根據(jù)課題設(shè)計(jì)的要求和課題目標(biāo)，制定出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)比較論證，選擇合適的器件。最終確定手工制作小車，采用ARMcontext-M4單片機(jī)作為主控制器，L298N作為直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片，并用液晶屏顯示當(dāng)前的環(huán)境參數(shù)的設(shè)計(jì)方案。2.2系統(tǒng)組成根據(jù)智能窗戶的功能要求，設(shè)計(jì)的智能窗戶主要由控制器、顯示模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器檢測(cè)模塊、按鍵模塊以及電源模塊等組成。本系統(tǒng)的方框圖如圖2-1所示。5V電源模塊3.3V電源模塊ARM溫濕度傳感按鍵模塊器Contex雨滴傳感器M4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊K60粉塵傳感器OLED顯示紅外傳感器圖2-1系統(tǒng)方框圖2.3方案論證與比較2.3.1單片機(jī)的方案論證與比較方案一:采用嵌入式處理器(ARM)作為控制器。ARM運(yùn)算功能強(qiáng)大，速度較快，編8東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告程靈活，自由度大，外圍器件少，成本適中，容易實(shí)現(xiàn)仿真、調(diào)試和功能擴(kuò)展。方案二:采用FPGA或CPLD作為系統(tǒng)的控制器。可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯功能，規(guī)模大，速度快，密度高，體積小，穩(wěn)定性高，容易實(shí)現(xiàn)仿真、調(diào)試和功能擴(kuò)展。不過(guò)這個(gè)控制器成本高，引腳多，PCB布線復(fù)雜。方案三:采用AT89C51單片機(jī)，AT89C51是一款80C51微控制器，包含了4KBFLASH和128字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM。AT89C51單片機(jī)比較簡(jiǎn)單可靠，編程容易。本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度要求也不是很高。但是為了能夠跟多的學(xué)習(xí)ARM的單片機(jī)，且本人手上正好有K60的單片機(jī)所以為了學(xué)習(xí)選擇方案一。2.3.2電源模塊的方案論證與比較由于本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、傳感器模塊、處理電路模塊、顯示模塊等都需要有3.3V和5V電源，所以電源在本系統(tǒng)中有著比較重要的地位，它是整個(gè)系統(tǒng)能夠正常工作的保證。方案一:利用變壓器將220V市電降壓成12V交流電壓，通過(guò)橋式整流電路整流后再通過(guò)三端穩(wěn)壓器7805輸出穩(wěn)定的5V電壓，在經(jīng)過(guò)1117-3.3V芯片輸出穩(wěn)定的3.3V電壓。方案二:直接用現(xiàn)成5V的電源模塊，給電路、驅(qū)動(dòng)供電，在經(jīng)過(guò)1117-3.3V芯片給單片機(jī)和顯示電路供電綜上所述:選擇方案二，由于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的不確定性可能會(huì)對(duì)單片機(jī)造成影響，所以就直接用現(xiàn)成的電源模塊。2.3.3傳感器模塊的方案論證與比較2.3.3.1窗位置傳感器模塊方案一：使用1M歐姆，1M長(zhǎng)導(dǎo)線通過(guò)測(cè)量導(dǎo)線電壓來(lái)確定窗位置，使用精度較高的金屬混合物電阻。方案二:使用光電傳感器光電傳感器不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，通過(guò)檢測(cè)窗體是否擋住傳感器的光源來(lái)檢測(cè)當(dāng)前窗體是否已經(jīng)到邊緣，進(jìn)一步確定是否停止電機(jī)。綜合考慮，根據(jù)實(shí)際情況，選擇方案二。方案一中導(dǎo)線的安裝有較大的難度，并且不易購(gòu)買。2.3.3.2溫度傳感器模塊溫度傳感器模塊方案1:使用PT100溫度傳感器PT100是鉑金屬正溫度系數(shù)熱敏傳感器，它測(cè)量溫度范圍大，價(jià)格便宜，PT100溫度傳9東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告感器還具有抗振動(dòng)、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。鉑熱電阻的線性較好，在0?100攝氏度之間變化時(shí)，最大非線性偏差小于0.5攝氏度。PT100輸出量為模擬量。方案2:使用口^^溫濕度傳感器DHT11體積小，使用方便，封裝形式多樣，獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信，多點(diǎn)能力，無(wú)需外部元件可用數(shù)據(jù)總線供電?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。綜合考慮，根據(jù)實(shí)際情況，選擇DHT11作為溫度傳感器。使用PT100溫度傳感器要附加放大器電路和AD轉(zhuǎn)換電路，成本高，占用電路板空間大，不宜于設(shè)計(jì)開發(fā)。2.3.3.3雨滴傳感器模塊方案一:使用雨滴傳感器雨滴傳感器放置在玻璃后面，它能根據(jù)落在玻璃上雨滴量的大小來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)電壓，它有一個(gè)被稱為L(zhǎng)ED的發(fā)光二級(jí)管負(fù)責(zé)發(fā)送遠(yuǎn)紅外線，當(dāng)玻璃表面干燥時(shí)，光線幾乎是100%地被反射回來(lái)，這樣光電二級(jí)管就能接收到很被多的反射光線。玻璃上的雨滴越多，反射回來(lái)的光線就越少。方案二:使用普通接觸開關(guān)普通接觸開關(guān)價(jià)格經(jīng)濟(jì)，體積小，不能量化要測(cè)量的量。綜合考慮，根據(jù)實(shí)際情況，選擇雨滴傳感器。普通接觸開關(guān)簡(jiǎn)單，價(jià)格經(jīng)濟(jì)，但不夠準(zhǔn)確。雨滴傳感器性能優(yōu)異工作穩(wěn)定，精度高，反映靈敏。2.3.3.4粉塵檢測(cè)傳感器模塊方案1:使用GP2Y1010AU0F檢測(cè)粉塵通過(guò)對(duì)空氣中粉塵顆粒的質(zhì)量檢測(cè)來(lái)反應(yīng)當(dāng)前空氣中的粉塵濃度，編程比較容易，網(wǎng)絡(luò)資料比較多。方案2:使用SM-PWM-01B檢測(cè)粉塵通過(guò)對(duì)空氣中粉塵顆粒的質(zhì)量檢測(cè)來(lái)反應(yīng)當(dāng)前空氣中的粉塵濃度，但是編程需要用到中斷，可能會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)擔(dān)。且網(wǎng)上資料較少，編程方式較難。綜合考慮，根據(jù)實(shí)際情況，選擇GP2Y1010AU0F檢測(cè)粉塵，方便編程。2.3.4顯示模塊的方案論證與比較根據(jù)題目的要求，需要顯示當(dāng)前的環(huán)境參數(shù)以及電機(jī)開關(guān)動(dòng)作，所以顯示模塊成了不可或缺的一個(gè)模塊。方案一:數(shù)碼管。8段數(shù)碼管屬于LED發(fā)光器件的一種，分為8段:A、B、C、D、E、東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告F、G、DP,其中DP是小數(shù)點(diǎn)位，還包括一個(gè)公共端COM端。從電氣上，8段數(shù)碼管又分為共陰和共陽(yáng)兩種。共陰指數(shù)碼管的公共端接負(fù)極，而各段接正極;共陽(yáng)則正好相反。數(shù)碼管顯示雖然簡(jiǎn)單編程容易，但是它只能夠顯示簡(jiǎn)單的數(shù)字和字母，而且功耗較大。方案二:液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在各類儀表和低功耗系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。但是編程難度較高，亮度較低?？紤]到本系統(tǒng)進(jìn)行顯示的內(nèi)容較多，不適合用數(shù)碼管顯示，故采用方案二液晶顯示。2.3.5窗體設(shè)計(jì)的方案論證與比較方案一:購(gòu)買窗體。就是將自己的設(shè)計(jì)要求以及需要加的齒輪等告訴廠家，訂做一個(gè)自己需要的窗戶。但是這種窗戶價(jià)格很貴，而且還不一定由廠家愿意做，比較耗時(shí)。方案二:自己做一個(gè)窗體，在外面店里購(gòu)買做窗的材料，根據(jù)自己的需求在上面添加自己需要的東西。綜上考慮，為了能夠更多學(xué)習(xí)鍛煉自己的動(dòng)手能力所以選擇方案二。2.3.6電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的方案論證與比較方案一:采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。L298N是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，它響應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。方案二:采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，通過(guò)開關(guān)的切換對(duì)滅火小車進(jìn)行控制。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)就是電路較為簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)就是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢、機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短、可靠性不高。綜上所述，選用方案一東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告第三章單元電路設(shè)計(jì)3.1主控制器3.1.1單片機(jī)概述單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件:CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。隨著INTELi960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦等里面都可以看見它。東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告3.1.K60的引腳功能與硬件最小系統(tǒng)

LEI■，匚￡…匚113匚■wCnu匚同口匚E匚ritfl匚nre-D￡P(guān)TE'I耳ASvs:-LEI■，匚￡…匚113匚■wCnu匚同口匚E匚ritfl匚nre-D￡P(guān)TE'I耳ASvs:-1Um_E3F|21%r匚ion1工mujp\己w￡UMh.W^U心?laii匚BALUh；|Tpwwii.tiUR￡:髓建打建自驍江EH典建h?建豌建：汴口建r-iririmmmr-i—rnnmmmr-irinr-inrnnrnr-ini-inmi-irl門mnnm-i3253■I-UIJIJLIlILflLJI!jU-!lJIJILirILPlJ^IL？LJIJLJUULJi.lLrLJiJIIJLJl.ll.JULI7產(chǎn)?LY邸三一?工E'=￥=M…/R抬qEC叮?h2=常黑甯Eb煞'黑黑H:E器型曹XM黑江3圖3-1為K60封裝引腳圖Kinetis系列微控制器是飛思卡爾公司于2010年下半年推出的基于ARMCortex-M4內(nèi)核的微控制器，是業(yè)內(nèi)首款Cortex-M4內(nèi)核芯片。Kinetis系列微控制器采用了飛思卡爾90納米薄膜存儲(chǔ)器（TFS）閃存技術(shù)和Flex存儲(chǔ)器功能（可配置的內(nèi)嵌EEPROM），支持超過(guò)1000萬(wàn)次的擦寫。Kinetis微控制器系列融合了最新的低功耗革新技術(shù)，具有高性能、高精度的混合信號(hào)能力，寬廣的互連性，人機(jī)接口和安全外設(shè)。13東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告?內(nèi)核：?ARMCortex-M4內(nèi)核帶DSP指令，性能可達(dá)1.25DMIPS/MHz（部分Kinetis系列提供浮點(diǎn)單元）?多達(dá)32通道的DMA可用于外設(shè)和存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳輸并減少CPU干預(yù)?提供不同級(jí)別的CPU頻率,有50MHz、72MHz和100MHz（部分Kinetis系列提供120MHz和150MHz）?極低的功耗:?10種低功耗操作模式用于優(yōu)化外設(shè)活動(dòng)和喚醒時(shí)間以延長(zhǎng)電池的壽命低漏喚醒單元、低功耗定時(shí)器和低功耗RTC可以更加靈活地實(shí)現(xiàn)低功耗?行業(yè)領(lǐng)先的快速喚醒時(shí)間1MB閃存/128KBRAM°?存儲(chǔ)器：?內(nèi)存空間可擴(kuò)展，從32KB閃存/8KBRAM到多個(gè)獨(dú)立的閃存模塊使同時(shí)進(jìn)行代碼執(zhí)行和固件升級(jí)成為可能?可選的16KB緩存用于優(yōu)化總線帶寬和閃存執(zhí)行性能?Flex存儲(chǔ)器具有高達(dá)512KB的FlexNVM和高達(dá)16KB的FlexRAM。FlexNVM能夠被分區(qū)以支持額外的程序閃存（例如引導(dǎo)加載程序）、數(shù)據(jù)閃存（例如存儲(chǔ)大表）或者EEPROM備份。FlexRAM支持EEPROM字節(jié)寫/字節(jié)擦除操作，并且指示最大EEPROM空間?EEPROM最高超過(guò)一千萬(wàn)次的使用壽命?EEPROM擦除/寫速度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的EEPROM?模擬混合信號(hào)：?快速、高精度的16位ADC、12位DAC、可編程增益放大器、高速比較器和內(nèi)部電壓參考。提供強(qiáng)大的信號(hào)調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換和分析性能的同時(shí)降低了系統(tǒng)成本?人機(jī)接口（HMI）:?低功耗感應(yīng)觸摸傳感接口在所有低功耗模式均可工作?連接性和通信：7ART支持ISO7816和IrDA,I2S、CAN、I2C和SPI?可靠性和安全性:?硬件循環(huán)冗余校驗(yàn)引擎用于驗(yàn)證存儲(chǔ)器內(nèi)容、通信數(shù)據(jù)和增加的系統(tǒng)可靠性?獨(dú)立時(shí)鐘工作的COP用于防止代碼跑飛?外部看門狗監(jiān)控?定時(shí)和控制：?強(qiáng)大的FlexTimers支持通用、PWM和電機(jī)控制功能?載波調(diào)制器發(fā)射器用于產(chǎn)生紅外波形?可編程中斷定時(shí)器用于RTOS任務(wù)調(diào)度或者為ADC轉(zhuǎn)換和可編程延遲模塊提供觸發(fā)源?外部接口:?多功能外部總線接口提供和外部存儲(chǔ)器、門

陣列邏輯或LCD的接口?系統(tǒng)：?5V容限的GPIO帶引腳中斷功能?從1.71V到3.6V的寬操作電壓范圍，閃存編程電壓低至1.71V,并且此時(shí)閃存和模擬外設(shè)所有功能正常?運(yùn)行溫度-40?C到105?C3.2電源模塊本系統(tǒng)采用5V電源模塊，經(jīng)過(guò)H17-3.3v進(jìn)行電壓變換后得到3.3V電壓，給單片機(jī)、液晶顯示，等電路供電。其電路原理圖如圖3-2所示。14東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告+5V) -Vtn +Vout+5V) -Vtn +Vout二三仃5 茸JLi,i(m—CIOC?4 一圖3-2直流3.3V電路圖電路中常在輸入端接入電容是為了抵消輸入引線感抗，消除自激。同時(shí)，在輸出端接上電容是為了除集成穩(wěn)壓器的輸出噪聲，特別是高頻噪聲。15東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告3.3傳感器模塊光電傳感器H42B6是由原裝進(jìn)口高發(fā)射功率的砷化鎵（砷鋁鎵）紅外發(fā)射管和高靈敏度的光敏晶體管組成。它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體的有無(wú)其內(nèi)部電路如圖3-1-1所示。

fl>Anode⑦Cathode3>Collentor(3：1Emittw圖3-1-1H42B6內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖當(dāng)左側(cè)的發(fā)光二極管跟右側(cè)的光敏三極管沒(méi)有障礙物阻隔，則4號(hào)腳輸出高電平，當(dāng)倆著之間被阻隔，光敏三極管基極電流趨于0,3、4號(hào)腳相當(dāng)于斷開，輸出低電平，用10口讀取當(dāng)前管腳的電平即可了解窗戶的位置。電路圖如圖3-12所示。TOC\o"1-5"\h\z聲電開關(guān) ,I濫;|Lg黑*"Uj111mGND,|TI '？ ?| 14K74K7 [I42B6 5V圖3-1-2溫度傳感器模塊DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快16東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類

應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝。典型應(yīng)用電路如圖3-2-1VDD VDDI5K IPinDHT11□AtA 坦子DHT114EmGND圖3-2-1典型電路DATA用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時(shí)間4ms左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,具體格式在下面說(shuō)明，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展,現(xiàn)讀出為零.操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。數(shù)據(jù)格式:8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)和數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末8位。用戶MCU發(fā)送一次開始信號(hào)后,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào),送出40bit的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號(hào)采集,用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù).從模式下,DHT11接收到開始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒(méi)有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào),DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式電路連接如圖3-2-2

17東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告溫濕度傳感器DHTUvcc[vcc[圖3-2-2雨滴傳感器模塊雨滴傳感器又叫雨滴檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)是否下雨及雨量的大小，廣泛用于汽車自動(dòng)刮水系統(tǒng)、智能燈光系統(tǒng)和智能天窗系統(tǒng)中。在雨滴傳感刮水系統(tǒng)中，用雨滴檢測(cè)傳感器檢測(cè)出雨量，并利用控制器將檢測(cè)出的信號(hào)進(jìn)行變換，根據(jù)變換后的信號(hào)自動(dòng)地按雨量設(shè)定刮水器的間歇時(shí)間，以便隨時(shí)控制刮水器電動(dòng)機(jī);在汽車智能燈光系統(tǒng)中檢測(cè)車輛行駛的環(huán)境，自動(dòng)調(diào)整燈光模式，提高車輛在惡劣環(huán)境下行駛的安全性;在智能天窗系統(tǒng)中傳感器一旦檢測(cè)到下雨，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉天窗。由于這種傳感器比較貴，所以我就利用濕敏電阻加LM393比較器做的一個(gè)簡(jiǎn)易雨滴傳感器由于AC端是R1與濕敏電阻的分壓，當(dāng)濕敏電阻發(fā)生改變時(shí)，同時(shí)改變AC電壓，通過(guò)AD口讀取AC電壓即可根據(jù)比例求出當(dāng)前雨量和是否下雨。傳感器電路如圖3-3-1所示18東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告

vccvccVtC崔：頭娃uVtC圖3-3-1粉塵檢測(cè)傳感器模塊GP2Y1010AU0F型粉塵濃度傳感器檢測(cè)器外部含塵空氣在風(fēng)扇的吸引下進(jìn)入吸引口經(jīng)導(dǎo)流裝置（遮掉外部光線）進(jìn)入檢測(cè)器暗室。暗室內(nèi)的平行光與受光部的視野成直角交叉構(gòu)成靈敏區(qū)（圖中斜線部分），粉塵通過(guò)靈敏區(qū)時(shí)，其90?方向散射光透過(guò)狹縫射進(jìn)來(lái)由光電倍增管接收并轉(zhuǎn)換成光電流，經(jīng)光電流積分電路轉(zhuǎn)換成與散射光成正比的電信號(hào)，通過(guò)放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路輸入單片機(jī)，單片機(jī)計(jì)算出粉塵的質(zhì)量濃度并顯示和信號(hào)輸出。圖3-4-1為GP2Y1010AU0F原理圖19東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告圖3-4-13.4顯示電路的設(shè)計(jì)20東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告3.4.1液晶顯示模塊信意電子的0.96寸OLED模塊采用高亮度，低功耗的OLED屏顯示顏色純正，在陽(yáng)光下有很好的可視效果。模塊供電是3.3V不需要修改模塊電路，同時(shí)兼容2種通信方式：4線SPI、IIC,通信模式的選擇可以通信兩個(gè)零歐電阻來(lái)跳選。該模塊一共有三種顏色:藍(lán)色、白色、黃藍(lán)雙色。OLED屏具有多個(gè)控制指令，可以控制OLED的亮度、對(duì)比度、開關(guān)升壓電路等指1-1所示令。操作方便，功能豐富。連接電路如圖4-GNDP4圖4-1-13.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)L298N概述CPU輸出PWM信號(hào)，電壓為脈沖形式。由于輸出的電流很小,直接將CPU的輸出和直流電機(jī)的輸入相連是不能使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的。使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的目的就是將CPU的輸出電流放大,從而獲得足夠大的力矩,驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)選用的是意法半導(dǎo)體聯(lián)合公司(SGS-Thomson)生產(chǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N。L298N為含有15個(gè)引腳的直插式芯片,其主要性能:(1)體積小(19.6mmX17.5mmX5mm);(2)操作電壓范圍大:操作電壓Vs范圍從4?46V;(3)抗干擾能力強(qiáng):低于1.5V的電壓均視為低電平,對(duì)噪聲有較強(qiáng)的抑制作用；(4)配備散熱片,減少溫度對(duì)電子元器件的影響;(5)邏輯電平Vss為+5V;(6)工作效率高：1塊L298N可以驅(qū)動(dòng)2臺(tái)電機(jī),故每輛小車只需配備1塊L298N;(7)輸出電流大:L298N可以將電流放大到4A。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。2112345678東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告E,E接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。表3.1是L298N功能邏輯圖。DDnAnBVCCU2VCCPowerJ17805VCCR1表3.1L298N邏輯功能圖S1133VinVout1K2c2c4LS1C1C3++1GND滅火風(fēng)扇DIEnAIn1In2運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)0.1uF0.1uF2470uF470uFPLEDCON3D2IN40070XX停止Q29013110正轉(zhuǎn)R21SPEAKERRD1Q1UinRES290131K101反轉(zhuǎn)I4007111剎停J4P0.78100停止J1P0.6J57R19VCCP0.5KEY1CC163GNDP0.4KEY21K252INT0P0.3KEY3341In3,In4的邏輯圖與表1相同。由表1可知E為低電平時(shí)，輸入電平對(duì)電機(jī)控制起作nAP0.23CON3P0.1CON32P0.01用，當(dāng)E為高電平，輸入電平為一高一低，電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。同為低電平電機(jī)停止，同為nACON8高電平電機(jī)剎停。3.5.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路U2VCC139P1.0P0.0P10P00238P1.1P0.1P11P01337C10C8P1.2P0.2+P12P024360.1uF100uFP1.3P0.3+12P13P03535P0.4P14P04634P0.5P15P05733C14U3C12P0.6VCCVCC+P16P06R5R138320.1uF116D2D6D10D14100uFP1.7P0.7P17P071K1K132159215KEY1P1.0BBINT1P20IN1VSS122274INT0KEY2INT0P21IN2VSR6R142310314KEY3M1P22IN3C11524122T1P23IN4OUT11K1K114253413P2.4P1.1T0P24OUT2226613VCCP25ENAOUT3R7R1530p31271114512M2EA/VPP26ENBOUT4Y128P271K1K111.0592M1981611P1.2X1GNDISENA2C21815X2ISENBR8R16710D3D7D11D15910L298NRSTRESETRXD1K1K30p1189P1.3TXD1730RDALE/P1629+TLP521WRPSENVCCC322u8051S1R20RES2圖3-6電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路RST我們采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，L298N的5、7、10、12四個(gè)引腳接到單片機(jī)的IO口，通過(guò)對(duì)單片機(jī)的編程就可以實(shí)現(xiàn)倆個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)如圖3—6AA所示。TitleSizeNumberRevisionA3Date:27-May-2010SheetofFile:C:\DocumentsandSettings\Administrator、桌面\Examples\MyDesign.ddbDrawnBy:1234567822東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告第四章軟件的設(shè)計(jì)本章主要介紹此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用的編程工具CodeWarrior,主要的控制模塊程序以及編寫相應(yīng)的控制程序，主要是傳感器程序和電機(jī)判斷驅(qū)動(dòng)控制程序。4.1軟件開發(fā)平臺(tái)介紹編程語(yǔ)言選用C語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言作為傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的編程語(yǔ)言，具有執(zhí)行效率高的優(yōu)點(diǎn)，但其本身是低級(jí)語(yǔ)言，編程效率較低，可移植性和可讀性差，維護(hù)極不方便。而C語(yǔ)言以其結(jié)構(gòu)化，容易維護(hù)，容易移植的優(yōu)勢(shì)滿足開發(fā)的需要。CodeWarrior包括構(gòu)建平臺(tái)和應(yīng)用所必需的所有主要工具-IDE、編譯器、調(diào)試器、編輯器、鏈接器、匯編程序等。另外，CodeWarriorIDE支持開發(fā)人員插入他們所喜愛的工具，使他們可以自由地以希望的方式工作。CodeWarrior開發(fā)工作室將尖端的調(diào)試技術(shù)與健全開發(fā)環(huán)境的簡(jiǎn)易性結(jié)合在一起，將C/C++源級(jí)別調(diào)試和嵌入式應(yīng)用開發(fā)帶入新的水平。開發(fā)工作室提供高度可視且自動(dòng)化的框架，可以加速甚至是最復(fù)雜應(yīng)用的開發(fā)，因此對(duì)于各種水平的開發(fā)人員來(lái)說(shuō)，創(chuàng)建應(yīng)用都是簡(jiǎn)單而便捷的。它是一個(gè)單一的開發(fā)環(huán)境，在所有所支持的工作站和個(gè)人電腦之間保持一致。在每個(gè)所支持的平臺(tái)上，性能及使用均是相同的。無(wú)需擔(dān)心主機(jī)至主機(jī)的不兼容。23東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告4.2主程序流程圖根據(jù)題目要求，程序要能根據(jù)傳感器反饋的信息，驅(qū)動(dòng)電機(jī)開關(guān)窗戶。整個(gè)過(guò)程中還要求能顯示當(dāng)前環(huán)境參數(shù)。主程序流程圖如圖4-1所示。開始初始化讀取當(dāng)前傳感器值24東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告是否人工模式Y(jié)N根據(jù)設(shè)定值判斷開關(guān)窗按鍵開關(guān)窗顯示當(dāng)前環(huán)境值返回圖4-14.3控制程序#include"Control.h"#include"SensorRead.h"#include"OLED.h"externuint8RH,RL,TH,TL,DustNum;intTime=12;intControlFlag=0,CloseFlag=0,OpenFlag=0,DirSel=0,Amp=100,TestFlag=0,ControlSel=0;intState;uint8RHTest=0,DustTest=0;voidSysControl(intControl){charshownum[10];LCD_CLS();snprintf(shownum,16,"%d",State);LCD_Print(1,5,(uint8*)shownum);if(!(ControlFlag))25東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告AutoControl();elseManControl();}voidAutoControl(){charshownum[10];if(!(TestFlag)){if((Time<=6)||(Time>=18)||(RH>=50)||(DustNum>=200)){CloseWin(100);State=0;}elseif((Time>=6)&&(Time<=18)&&(RH<=40)&&(DustNum<=100)){OpenWin(100);State=1;}}else{if((Time<=6)||(Time>=18)||(RHTest>=60)||(DustTest>=200))CloseWin(100);elseif((Time>=6)&&(Time<=18)&&(RHTest<=40)&&(DustTest<=100))OpenWin(100);}26東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告}voidManControl(){if(DirSel)OpenWin(Amp);elseCloseWin(Amp);}voidCloseWin(intprecent){if(!(CloseFlag)){PWMzhf(50,1);delayms(60*precent);PWMzhf(0,1);CloseFlag=1;OpenFlag=0;}}voidOpenWin(intprecent){if(!(OpenFlag)){PWMzhf(50,0);delayms(200*precent);PWMzhf(0,0);CloseFlag=0;OpenFlag=1;}27東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告}4.4A/D讀數(shù)模塊逐次逼近式A/D是比較常見的一種A/D轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換的時(shí)間為微秒級(jí)。采用逐次逼近法的A/D轉(zhuǎn)換器是由一個(gè)比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、緩沖寄存器及控制邏輯電路組成?；驹硎菑母呶坏降臀恢鹞辉囂奖容^，好像用天平稱物體，從重到輕逐級(jí)增減砝碼進(jìn)行試探。逐次逼近法轉(zhuǎn)換過(guò)程是:初始化時(shí)將逐次逼近寄存器各位清零;轉(zhuǎn)換開始時(shí)，先將逐次逼近寄存器最高位置1，送入口不轉(zhuǎn)換器，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后生成的模擬量送入比較器，稱為Vo,與送入比較器的待轉(zhuǎn)換的模擬量Vi進(jìn)行比較，若Vo<Vi，該位1被保留，否則被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位為1,將寄存器中新的數(shù)字量送D/A轉(zhuǎn)換器，輸出的Vo再與Vi比較，若Vo<Vi，該位1被保留，否則被清除。重復(fù)此過(guò)程，直至逼近寄存器最低位。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，將逐次逼近寄存器中的數(shù)字量送入緩沖寄存器，得到數(shù)字量的輸出。逐次逼近的操作過(guò)程是在一個(gè)控制電路的控制下進(jìn)行的。程序代碼如下所示:uint16hw_adc_ave(intMoudelNumber,intChannel,uint8accuracy,uint8N){uint32tmp=0;uint8i;for(i=0;i<N;i++)tmp+=hw_adc_mid(MoudelNumber,Channel,accuracy);tmp=tmp/N;return(uint16)tmp;}28東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告0第五章制作與調(diào)試制作流程整個(gè)系統(tǒng)制作的主要流程如圖5-1所示。系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路焊接系統(tǒng)完善整機(jī)調(diào)試程序設(shè)計(jì)圖5-1制作流程圖在整個(gè)系統(tǒng)中硬件電路設(shè)計(jì)和焊接是制作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，若此環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)就不能夠正常運(yùn)行起來(lái)。在做完各個(gè)模塊電路后都要進(jìn)行調(diào)試，以方便完成整機(jī)的調(diào)試，保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試可以分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩個(gè)方面。硬件調(diào)試。首先對(duì)照電路設(shè)計(jì)原理圖查看硬件電路的走線有沒(méi)有問(wèn)題，為了方便硬件電路的檢查和美觀，在焊接之前就要對(duì)整個(gè)電路有一個(gè)合理的布局，注意各元器件之間的連接。其次查看電路的反面有沒(méi)有存在虛焊或者短接的情況。然后通電測(cè)試各芯片是否正常工作。需要與軟件結(jié)合的硬件電路，可以先編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序測(cè)試硬件電路的可靠性。軟件調(diào)試。軟件調(diào)試分模塊分別進(jìn)行調(diào)試。編寫每個(gè)模塊的程序，測(cè)試單個(gè)模塊是否能實(shí)現(xiàn)預(yù)想的功能。若出現(xiàn)沒(méi)有調(diào)試成功，可以根據(jù)觀察到的現(xiàn)象來(lái)修改程序。單獨(dú)模塊調(diào)試成功后，把所有的硬件電路連接好，燒錄完整的程序?qū)φ麢C(jī)進(jìn)行調(diào)試。調(diào)程序是一個(gè)需要耐心和細(xì)心才能做好的工作。遇到問(wèn)題冷靜分析，其實(shí)也是不難的。調(diào)試結(jié)果經(jīng)過(guò)硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，作品基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可以讀出當(dāng)前環(huán)境所需要的參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)窗戶。同時(shí)可以也迅速響應(yīng)按鍵，達(dá)到手動(dòng)開關(guān)窗的要求。29東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告第六章結(jié)論致謝大學(xué)生活一晃而過(guò)，回首走過(guò)的歲月，心中感慨良多，當(dāng)我寫完這篇論文的時(shí)候，有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。首先誠(chéng)摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師。她在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間來(lái)審查、修改我的論文。還有教過(guò)我的所有老師們，你們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作學(xué)習(xí)中的榜樣。你們循循善誘的教導(dǎo)給予我無(wú)盡的啟迪。感謝四年中陪伴在我身邊的同學(xué)、朋友，感謝你們?yōu)槲姨岢龅挠幸娴慕ㄗh和意見。有了你們的支持、鼓勵(lì)和幫助，我才能充實(shí)的度過(guò)四年的學(xué)習(xí)生活。30東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告參考文獻(xiàn)(References)[1]王煜東.《傳感器應(yīng)用電路400例》用,.北京：中國(guó)電力出版社，2008.[2]趙負(fù)圖.《新型傳感器集成電路應(yīng)用手冊(cè)(下)》，M,.北京:人民郵電出版社，[3]張毅剛，彭喜元.《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》[M].北京:人民郵電出版社，2008.11.[4]王幸之，鐘愛琴，王雷，王閃.《AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)》[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2004.9.[5]鄧學(xué)欣，檀潤(rùn)華.智能窗的概念設(shè)計(jì),J,.河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2003(1).[6]卿太全.《最新傳感器選用手冊(cè)》[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.7.[7]劉麗華.《智能窗戶》[J].科學(xué)啟蒙.2003年11期.[8]彭磊.《家居將進(jìn)入“智能窗”時(shí)代》[J].《環(huán)境與生活》.2008年02期.[9]歐章.《窗戶聰明又聽話》[J].《建筑工人》.2003年06期.[10]劉正權(quán).《高性能建筑用窗之一一窗戶選擇和設(shè)計(jì)中的人的因素》[J].《門窗》.20n年04期.閩江.《向窗戶索取太陽(yáng)能》[J].《太陽(yáng)能》.1982年01期.[12]王致遠(yuǎn).《新型窗戶》[J].《節(jié)能》.1993年H期.附錄一原理圖附錄二PCB圖附錄三實(shí)物圖31東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告附錄四程序代碼◎/小#7大考Cihwi&I.iLier疝飛14 j'\Ti'rnTV'h行項(xiàng)目名稱：智能窗戶控制系統(tǒng)所屬領(lǐng)域：產(chǎn)品類項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：莊榕指導(dǎo)老師：鄭斌32東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告33東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告目錄1、執(zhí)行總結(jié)2、產(chǎn)品介紹3、項(xiàng)目背景4、市場(chǎng)機(jī)會(huì)5、公司結(jié)構(gòu)及戰(zhàn)略6、市場(chǎng)營(yíng)銷策略7、投資與財(cái)務(wù)分析8、生產(chǎn)管理9、風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇34東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告1（執(zhí)行總結(jié)隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，生活水平的不斷提高，人們對(duì)安全、舒適、健康的生活需求變得日益迫切。而近年來(lái)，智能家居概念已經(jīng)逐漸深入到國(guó)民的生活之中，且不斷地影響著人們的思維。因此，眾多有能力的小區(qū)、別墅用戶已經(jīng)開始安裝使用智能家居系統(tǒng)，并嘗試智能化為家居生活帶來(lái)的安全、舒適和便利。時(shí)光飛逝，日夜如梭。智能家居系統(tǒng)在經(jīng)歷了早期混亂的概念紛爭(zhēng)之后，目前已經(jīng)逐漸進(jìn)入理性時(shí)代。如今的智能家居市場(chǎng)已經(jīng)不再是海爾、微軟等專業(yè)家電控制和IT廠家的天下，越來(lái)越多的樓宇對(duì)講廠商開始涉及并深入到智能家居行業(yè)，猛烈地沖擊著樓宇對(duì)講市場(chǎng)格局，從而使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。盡管如此，用戶的需求才是第一位的，所以各廠家的產(chǎn)品研發(fā)主要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向。由于我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展，也帶動(dòng)了我國(guó)門窗幕墻行業(yè)的迅速發(fā)展，隨著消費(fèi)者生活水平的提高，智能化的產(chǎn)品如雨后春筍，正逐步發(fā)展和壯大。而我們的智能窗戶就是在這樣的環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生的，因此具有廣闊的市場(chǎng)空間和應(yīng)用前景。.產(chǎn)品介紹產(chǎn)品名稱:智能窗戶控制系統(tǒng)產(chǎn)品構(gòu)架:系統(tǒng)由最初的實(shí)驗(yàn)階段到產(chǎn)品的形成過(guò)程中，其基本的功能框架如下:警就期.向發(fā)割亂鯉功曰用巴4.第亞系統(tǒng)軟件基本框架：通過(guò)對(duì)PIC單片機(jī)功能的應(yīng)用，與單片機(jī)外設(shè)電路的接口，可以大致寫出智能窗戶系統(tǒng)的軟件基本框架：1東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告程序數(shù)據(jù)初始化包含TMR0定時(shí)器主程序while循環(huán)，其內(nèi)包含獲取外界環(huán)境條件信息的函數(shù):溫度，風(fēng)速，有無(wú)雨等，中斷函數(shù)程序，timer。中斷函數(shù)程序，最后，由硬件與軟件的具體結(jié)合開發(fā)出產(chǎn)品的控制板如下圖所示：2東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告

設(shè)計(jì)方案為了達(dá)到智能化產(chǎn)品的需求，智能窗戶控制系統(tǒng)采用了多種傳感器技術(shù)，以風(fēng)傳感器，雨傳感器和溫度傳感器為主體。風(fēng)傳感器的設(shè)計(jì)解決了自動(dòng)防風(fēng)的功能，它能實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)速，將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳輸給微處理器MCU。主要裝置有風(fēng)輪、傳感器電路。其主要原理是，在窗戶打開的情況下，當(dāng)室外起風(fēng)時(shí)，風(fēng)帶動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)數(shù)器記錄每分鐘風(fēng)輪所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給MCU，根據(jù)所編程序中設(shè)置的風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)下限值，決定是否需要啟動(dòng)電機(jī)，以帶動(dòng)窗戶轉(zhuǎn)動(dòng)，將其關(guān)閉，東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告當(dāng)風(fēng)速有所減弱，帶動(dòng)風(fēng)輪每分鐘所轉(zhuǎn)圈數(shù)小于之前的下限值時(shí)，MCU發(fā)出命令，啟動(dòng)電機(jī)再次帶動(dòng)窗戶開啟的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。截止到目前我們已經(jīng)完成了風(fēng)傳感器的制作，主要思路是:塑質(zhì)的風(fēng)輪中心通過(guò)一根金屬軸與絕緣輪連接，輪的圓周上有一個(gè)導(dǎo)電金屬觸點(diǎn)，其他位置絕緣，輪圓心部分導(dǎo)電，且由一根導(dǎo)線與圓周上導(dǎo)電金屬片相連。另外在與絕緣輪圓周緊挨著的外部設(shè)置一個(gè)與MCU的計(jì)數(shù)器相連的導(dǎo)電金屬觸點(diǎn)，當(dāng)風(fēng)輪帶動(dòng)絕緣輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)金屬觸點(diǎn)接觸的瞬間，電路導(dǎo)通，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。MCU通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)器所記錄數(shù)字的分析控制電機(jī)的開閉，最終控制窗戶。其原理圖如下所示：導(dǎo)線金屬觸點(diǎn)VccMCUR絕緣輪金屬軸風(fēng)輪D1下雨時(shí)忘記關(guān)窗是很苦惱的，然而智能窗戶的雨傳感器解決了這一問(wèn)題，雨傳感器的主要4東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告功能是檢測(cè)室外空氣雨滴，當(dāng)雨滴落在雨傳感器上時(shí)產(chǎn)生短路，此時(shí)MCU將檢測(cè)到電平的變化，以此作出相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)導(dǎo)線網(wǎng)上的所有水滴都蒸發(fā)掉后電路恢復(fù)短路狀態(tài)，MCU發(fā)出指令，啟動(dòng)電機(jī)，使其帶動(dòng)窗戶向開啟的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將窗戶打開。此裝置的主要部分是互不導(dǎo)通的導(dǎo)線網(wǎng)、傳感器電路。在風(fēng)傳感器的硬件方面，我們已經(jīng)有了一套成熟的思路。其原理圖如下：VccMRCU導(dǎo)線網(wǎng)■L'T-'：1二酰工硒.法?d用庠二區(qū)"不沈Erritl.!<r1氏，t鞫忖產(chǎn)品中還新增了手動(dòng)控制器和溫度傳感器，以滿足消費(fèi)者的多種需求。手動(dòng)控制器由三個(gè)按鍵開關(guān)組成，并設(shè)置三種功能，即開、關(guān)和暫停，顧名思義，手動(dòng)控制器能夠讓消費(fèi)者選擇在合適的時(shí)候打開和關(guān)閉窗戶，而且還可以按下暫停鍵使窗戶停在任意位置，此功能已由編程簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。溫度傳感器用于檢測(cè)室內(nèi)溫度，并顯示在數(shù)碼管上。器件選用DS18B20和四位共陽(yáng)數(shù)碼管，DS18B20通過(guò)一個(gè)單線接口發(fā)送和接收信息，因此在中央處理器和

DS18B20之間僅需一根連接線，用與讀寫和轉(zhuǎn)換的電源可從數(shù)據(jù)線本身獲取，無(wú)需外部電源，大大的節(jié)省了硬件資源。其原理圖如下：東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告而所有的關(guān)窗和開窗的動(dòng)作都由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，原理如下:由以上系統(tǒng)功能的完成可以設(shè)計(jì)出模擬控制實(shí)驗(yàn)板，并用mplabicd2進(jìn)行在線仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)物圖如下:6東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告.項(xiàng)目背景智能家居智能家居是隨著高科技的發(fā)展和人們的生活質(zhì)量需求的提高而發(fā)展起來(lái)的，即利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)，依照人體工程學(xué)原理，融合個(gè)性需求，將與家居生活有關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)如安防、燈光控制、窗簾控制、煤氣控制、信息家電、場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)、地板采暖等有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化智能控制和管理，實(shí)現(xiàn)“以人為本”的全新家居生活體驗(yàn)，使人們的生活從各個(gè)方面變得更加安全、舒適、簡(jiǎn)單，而窗戶智能控制系統(tǒng)就是以智能家居為應(yīng)用背景研發(fā)的一套窗戶自動(dòng)控制系統(tǒng)。經(jīng)典實(shí)例目前，座機(jī)、手機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程有線/無(wú)線控制家里的智能家居系統(tǒng)，給用戶提供了更多的舒適與便利。拿場(chǎng)景控制來(lái)講，用戶離家后只需用手機(jī)一按“離家”模式，家里所有的燈光、門窗、家電等設(shè)備會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，防盜報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)開啟并設(shè)防，用戶根本無(wú)需為門窗、空調(diào)等設(shè)備是否關(guān)閉而擔(dān)心;而下班以后，只需通過(guò)手機(jī)打開“回家”模式，智能家居系統(tǒng)便會(huì)立即啟動(dòng)預(yù)設(shè)的功能，如執(zhí)行打開空調(diào)、熱水器、窗戶等操作，所有的控制只需要通過(guò)操作手7東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告機(jī)即可以方便地完成遠(yuǎn)程控制。在智能家居系統(tǒng)內(nèi)，一些智能化功能為用戶提供舒適生活起到了良好的保障。在整個(gè)智能家居系統(tǒng)中，除了報(bào)警、對(duì)講等安防系統(tǒng)外，其它一些智能化的功能也是用戶迫切需求的。例如，室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)、能耗等的智能化控制就是家居智能化控制子系統(tǒng)較突出的例子。尼科信息技術(shù)（上海）有限公司陳鵬表示，如今許多小區(qū)、別墅用戶除了對(duì)燈光、窗簾等需要智能控制以外，更加需要一個(gè)人性化的管理系統(tǒng)。目前已有一種特定為室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)控制、帶有節(jié)能功耗的“電子鼻”系統(tǒng);用戶只需將室內(nèi)所需的溫濕度范圍、燈光和空調(diào)等耗能值等參數(shù)信息預(yù)先設(shè)置好，一旦這些電器運(yùn)行數(shù)值超過(guò)預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)，“電子鼻”系統(tǒng)便可通過(guò)傳感器檢測(cè)到超標(biāo)信息，隨后控制器會(huì)將超標(biāo)信息與設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行比較分析，并發(fā)出指令控制相關(guān)設(shè)備，自動(dòng)將溫濕度、能耗值調(diào)節(jié)到可接受范圍。該系統(tǒng)猶如一套智能化的感官系統(tǒng)，確保了用戶有一個(gè)舒適的家居環(huán)境。4、市場(chǎng)機(jī)會(huì)4.1市場(chǎng)現(xiàn)狀由于我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展，也帶動(dòng)了我國(guó)門窗幕墻行業(yè)的迅速發(fā)展。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)建筑物按建筑面積推算，有,,,是窗，,,,是門，全國(guó)每年新建的房屋為,,億平方米，門窗的需求量為,億多平方米。如再考慮到原有城鄉(xiāng)房屋建筑的窗戶改造，每年窗戶的安裝量至少達(dá)到10億平方米。以每平方米窗戶50元計(jì)算，全國(guó)窗戶消費(fèi)需求空間為500億元，并且還有不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。如下圖所示:門窗是家庭智能化安全防范系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是一種智能化的控制系統(tǒng)，它由現(xiàn)代微型機(jī)、先進(jìn)傳感器（溫度傳感器、風(fēng)雨信號(hào)傳感器等）、遙控器及一系列機(jī)械傳動(dòng)裝置組成，是具有智能化、人性化、網(wǎng)絡(luò)化的高科技產(chǎn)品?？梢詫?duì)窗戶進(jìn)行隨心所欲的控制和安全設(shè)置，它具有時(shí)尚、方便、安全等特點(diǎn)，使人們的家居環(huán)境得到較大的改善。再者通過(guò)我們的調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前整個(gè)市場(chǎng)上存在以下幾點(diǎn)現(xiàn)象:,（消費(fèi)者智能化意識(shí)增強(qiáng)，智能產(chǎn)品用戶增多8東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告近幾年，在國(guó)內(nèi)很多IT和家電企業(yè)紛紛躋身智能家居行業(yè)領(lǐng)域。使得行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)度迅速提升，一時(shí)之間市場(chǎng)充滿各種各種智能家居產(chǎn)品，很多人家里都使用總線制的技術(shù)的，X-10的技術(shù)的，紅外的技術(shù)的，C-BUS技術(shù)的，還有躲頻技術(shù)的。盡管以上這種物品的功能單一，都集中無(wú)線搖控、遠(yuǎn)程控制等處，但市場(chǎng)需求依舊龐大。2（市場(chǎng)上現(xiàn)存的部分智能家居產(chǎn)品尚且存在許多不足之處從以上信息我可以看出這些產(chǎn)品多數(shù)不能算是真正意義上的家居智能化，個(gè)別產(chǎn)品如電力線載波和APBUS等技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)家居的智能化，但是通過(guò)消費(fèi)者調(diào)研和專家分析，我發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品的缺點(diǎn)很多，比如傳輸信息不穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量本身有問(wèn)題、外觀差等弊病，這些對(duì)一般的家庭來(lái)說(shuō)，其成本也是很高的。但是消費(fèi)者依然在選用這些產(chǎn)品，對(duì)于智能照明系統(tǒng)上市來(lái)說(shuō)，改變消費(fèi)認(rèn)知亦是一件比較困難的事情，至少需要較大的傳播和公關(guān)投入。3（本產(chǎn)品在行業(yè)中的價(jià)值鏈分析對(duì)于本產(chǎn)品而言，它在行業(yè)中面臨的競(jìng)爭(zhēng)，我可以通過(guò)最為基本的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)波特五力模式來(lái)予以分析。在和供應(yīng)商討價(jià)還價(jià)方面，該公司在產(chǎn)品的原料上沒(méi)有什么太大的門檻，所以在討價(jià)還價(jià)上幾乎不存在阻力，同時(shí)由于生產(chǎn)科技的專利，尚無(wú)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手來(lái)拼搶原料資源;面對(duì)潛在進(jìn)入者的威脅比較小，該產(chǎn)品已經(jīng)注冊(cè)，產(chǎn)品研發(fā)科技已經(jīng)申請(qǐng)專利保護(hù)，目前產(chǎn)品尚沒(méi)有在市場(chǎng)上得到響應(yīng)，還沒(méi)有企業(yè)關(guān)注，潛在進(jìn)入者的威脅至少在目前還不存在。4.2開發(fā)前景雖然智能家居在智能化功能上取得了不小的成績(jī)，但是仍然有一些更加實(shí)用的功能尚需不斷完善和開發(fā)，以滿足用戶需要。視得安羅格朗的張達(dá)勇表示，“老人看護(hù)”是一套非常實(shí)用的智能化系統(tǒng)，其功能需要研發(fā)一套復(fù)雜的捕捉系統(tǒng)，因人的形體定位難以把握，要準(zhǔn)確地識(shí)別出老人摔跤及受傷與否是非常困難的，一旦對(duì)于老人的姿態(tài)進(jìn)行了錯(cuò)誤的判斷，便會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)警，從而造成不必要的麻煩。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的技術(shù)還達(dá)不到實(shí)現(xiàn)的可能，美國(guó)也正在研制這種捕捉系統(tǒng)，預(yù)計(jì)這種系統(tǒng)的出現(xiàn)還會(huì)有一個(gè)較漫長(zhǎng)的過(guò)程。因此智能產(chǎn)品正是處于一個(gè)上市的黃金時(shí)期，智能窗戶控制系統(tǒng)將在具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的環(huán)境下找到市場(chǎng)，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)我們團(tuán)隊(duì)對(duì)長(zhǎng)沙某居民小區(qū)的問(wèn)卷調(diào)查，如下圖數(shù)據(jù)表明:我們的智能窗戶存在著巨大的潛在市場(chǎng)。9選擇使用不使用待觀察東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告參加調(diào)查共304人選擇使用95人待觀察176人不使用33人而且我們的產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，性能穩(wěn)定，成本低廉。利潤(rùn)空間大。硬件原料成本一覽表:材料及部件名稱需要個(gè)數(shù)單價(jià)（元/個(gè)）單片機(jī)PIC16F883110實(shí)驗(yàn)板15風(fēng)傳感器13雨傳感器12光傳感器10.5溫度傳感器10.55V蜂鳴器11電阻200（01三極管100.1總價(jià)25（元）5.公司結(jié)構(gòu)及戰(zhàn)略5.1公司的文化企業(yè)核心價(jià)值觀:盡責(zé)---以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待每一件產(chǎn)品高效---迅速的反應(yīng)，快速的執(zhí)行，成就一流的服務(wù)創(chuàng)新---體制創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新是經(jīng)營(yíng)與發(fā)展的不竭推動(dòng)力我們的宗旨:尊重人、信任人、一切以人為本?我們的承諾:用心創(chuàng)造，用心聆聽，用心服務(wù)?我們的企業(yè)文化:團(tuán)結(jié)、敬業(yè)、扎實(shí)、堅(jiān)強(qiáng)?公司的機(jī)構(gòu)及各部門的職能部門職能董事會(huì):由公司各大股東組成，是公司的最高決策層，負(fù)責(zé)公司的總體發(fā)展的策略和方向，決定公司CEO人選。10東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告總經(jīng)理:向公司的董事會(huì)負(fù)責(zé)，在公司內(nèi)部擁有最終的執(zhí)行經(jīng)營(yíng)管理決策的權(quán)力，對(duì)公司的一切重大經(jīng)營(yíng)運(yùn)作事項(xiàng)進(jìn)行決策，包括對(duì)財(cái)務(wù)、經(jīng)營(yíng)方向、業(yè)務(wù)范圍的增減等;參與董事會(huì)的決策，執(zhí)行董事會(huì)的決議;主持公司的日常業(yè)務(wù)活動(dòng);決定公司的各部門經(jīng)理人選，定期向董事會(huì)報(bào)告業(yè)務(wù)情況，提交年度報(bào)告。市場(chǎng)部:策劃公司的營(yíng)銷策略和生產(chǎn)計(jì)劃，負(fù)責(zé)對(duì)全國(guó)各市場(chǎng)需求的調(diào)查分析，估量和確定公司產(chǎn)品的需求量大小，選擇和決定公司的目標(biāo)市場(chǎng)，并決定產(chǎn)品、勞務(wù)和計(jì)劃（或方案），以便為目標(biāo)市場(chǎng)服務(wù)。生產(chǎn)部:負(fù)責(zé)原料的購(gòu)置，產(chǎn)品的生產(chǎn)及銷售運(yùn)輸。研發(fā)部:負(fù)責(zé)產(chǎn)品的革新，產(chǎn)品線的拓寬，新技術(shù)的開發(fā)以及產(chǎn)品的售后服務(wù)。人力資源部:負(fù)責(zé)公司的人力資源配置，括公司的人員編制計(jì)劃、人才更換和人才儲(chǔ)備計(jì)劃等，員工的培訓(xùn)與教育制度與計(jì)劃。財(cái)務(wù)部:負(fù)責(zé)公司資金的籌集、使用和分配，如財(cái)務(wù)計(jì)劃和分析、投資決策、資本結(jié)構(gòu)的確定，股利分配等等;負(fù)責(zé)日常會(huì)計(jì)工作與稅收管理，每個(gè)財(cái)政年度末向總經(jīng)理匯報(bào)本年財(cái)務(wù)情況并規(guī)劃下年財(cái)務(wù)工作。公共關(guān)系部:負(fù)責(zé)公司與公眾環(huán)境之間的溝通與傳播。公司的組織形式公司性質(zhì):有限責(zé)任公司公司初期管理組織形式擬采取的部門負(fù)責(zé)制形式，如圖所示:11東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告董事會(huì)總經(jīng)理源系市研財(cái)生部部場(chǎng)發(fā)人務(wù)公產(chǎn)部部部部力共資關(guān)公司的發(fā)展戰(zhàn)略--滾動(dòng)式發(fā)展根據(jù)發(fā)展前期資金薄弱、人員有限的特點(diǎn)，公司專門制定了從小到大由弱到強(qiáng)的模滾動(dòng)式發(fā)展戰(zhàn)略，將公司的發(fā)展分為短期和長(zhǎng)期兩個(gè)階段，并就每個(gè)階段的特點(diǎn)制定了與之相適應(yīng)的策略。首先，就短期來(lái)講，公司打算在本市范圍內(nèi)采取以直銷和區(qū)域試點(diǎn)為主的方式對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行初期的小范圍的摸索，進(jìn)行穩(wěn)步發(fā)展。以便為今后的長(zhǎng)期的發(fā)展打好資金和信譽(yù)基礎(chǔ)。之后，如果逐漸做強(qiáng)，公司打算與風(fēng)頭公司建立合作關(guān)系，增加資金投入，逐漸擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、提高宣傳力度，在各地尋求各級(jí)代理，組建專業(yè)的銷售團(tuán)隊(duì)，形成完善的銷售網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步將本產(chǎn)品推向全省、全國(guó)乃至全世界。6（市場(chǎng)營(yíng)銷策略在市場(chǎng)營(yíng)銷方面我們主要采取以下三種方式:1、系統(tǒng)集成商合作12東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告尋找裝修相關(guān)類合作商，分享利潤(rùn)，共同推銷我們所生產(chǎn)的智能產(chǎn)品，主要是一些安防產(chǎn)品銷售商、建材銷售商、電子產(chǎn)品銷售商、電器燈具銷售商等，對(duì)它們