基于单片机的智能卷帘控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着科学技术的发展，社会信息化的提高，人们生活水平的提升，智能家居不断受到关注，智能家居是以家为平台, 兼备建筑、自动化和智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境。

智能家居系统的应用也越来越普遍。

目前，对于绝大多数家庭在用的都是利用扣环钢丝来悬挂的手动式窗帘，只有极少数的家庭里用的是智能化的电动控制式窗帘，主要是因为相对于传统式手动窗帘而言，智能窗帘价格昂贵且达不到人们对智能化的需求，因此智能窗帘难以在人们的生活中得到普及，因此智能窗帘有很大的发展空间，如果想提高智能窗帘的普及度，我们需要研究出一种低成本，智能化水平高并且适用于绝大部分家庭的智能窗帘，基于单片机的智能窗帘系统以单片机为核心，充分利用其功能强大，成本低，消耗低，可靠性强等特点，从而实现我们的目标。

2. 课题关键问题和重难点

本设计以51单片机为整个系统的控制中心，基本单片机的智能卷帘系统设计的关键问题在于：如何实现不同功能的外围电路，需要增添时钟模块，光照强度采集模块，按键模块，遥控模块等等的整合，同时还要通过显示模块和电机模块给与用户最直观的反馈。

对于时钟模块而言，难点在于如何解决主电源没有电的情况下如何持续供电，保证设备能够继续工作。

对于光照强度采集模块而言，最关键的问题在于如何实现不同光照转换成不同的数字信号，只有将模拟信号转换成数字信号才能在单片机内进行相应的处理。

3. 国内外研究现状（文献综述）

随着科学技术的发展，社会信息化的提高，人们生活水平的提升，智能家居不断受到关注，智能家居是以家为平台, 兼备建筑、自动化和智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境。智能家居系统的应用也越来越普遍。目前，对于绝大多数家庭在用的都是利用扣环钢丝来悬挂的手动式窗帘，只有极少数的家庭里用的是智能化的电动控制式窗帘，主要是因为相对于传统式手动窗帘而言，智能窗帘价格昂贵且达不到人们对智能化的需求，因此智能窗帘难以在人们的生活中得到普及，因此智能窗帘有很大的发展空间，如果想提高智能窗帘的普及度，我们需要研究出一种低成本，智能化水平高并且适用于绝大部分家庭的智能窗帘，基于单片机的智能窗帘系统以单片机为核心，充分利用其功能强大，成本低，消耗低，可靠性强等特点，从而实现我们的目标。

窗帘机的控制方式大体上有三种:声控、光控、时控，声控和遥控属于半自动类，而光控虽属全自动式，但因光敏器件的灵敏度，冬夏等不同季节的光照度的不同，以及人们对起闭窗帘在时间上的要求不同，而难以实施和普及。因此，设计一款价格低廉，结构简单，灵敏度高，抗干扰能力强，实现红外线遥控控制、时间控制、手动控制三种功能的为一体的智能窗帘，具有十分重要的意义。

在欧美等发达国家，电动窗帘已经广泛应用。在十多年前，电动窗帘就已经进入我国，可一直没有大的推广，这两年，随着电控技术的不断提高及价格的不断下降，电动窗帘热才又卷土重来。据了解，全国共有170多种电动窗帘器获得了国家专利，但就其技术本身而言，还是大同小异，但销价却有了很大的差别，贵的要数千元，便宜的只有几百元。尽管遥控自动窗帘系统在国内是一个新兴的行业，但是，它也正以不可抵挡之势迅速崛起。遥控自动窗帘系统走进中国以来，再短短四年的时间里，遥控自动窗帘系统生产商由最初的几家公司增加到如今的百余家企业，其行业发展之迅速是目前国内任何其他行业所无法比拟的。目前，我国遥控自动窗帘系统生产厂商、分销商、集成商与装饰公司都形成了相当规模，不少国内知名企业纷纷涉足遥控自动窗帘系统行业。随着自动窗帘热潮在世界范围内的日渐兴起，随着中国电子技术的飞速发展、人们生活水平的不断提高以及智能电子技术在生活中的广泛应用，自动窗帘已经成为未来家居装饰潮流发展的最新方向。从目前的发展趋势来看，在未来的20年时间里，自动窗帘行业将成为中国的主流行业之一，其市场的发展前景是非常广阔的。

4. 研究方案

本设计以 51 单片机为整个系统的控制中心，搭配可实现不同功能的外围电路，通过增添时钟模块、光照强度采集模块、按键模块、遥控模块等来达到不同的目的，实现用户的多方面需求，同时通过显示模块和电机模块给予用户最直观的对于智能窗帘的感受。

其中的时钟模块采用具有涓细电流充电能力的芯片，它拥有两个电源引脚，即一个主电源加上一个备用电源，该芯片常用于与单片机构成时钟模块。电路简单、成本很低、使用方便，因此能够被广泛地应用。光照强度采集模块利用光敏电阻，光敏电阻是用硫化隔或硒化隔等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，光敏电阻对光线十分敏感，其在无光照时，电阻会恢复到原来的阻值。然后利用模数转换器，将模拟信号转换为数字信号传送到单片机中进行处理，液晶显示屏是一种体积小、重量轻、功耗低，用于显示文本、图形等的元器件，其良好的显相体验和极长的使用寿命使得被广泛应用于各种智能设备。通过进步电机来实现窗帘不同形式的变化，其中遥控模块将红外接收头与单片机的引脚相连接，发送端为遥控器，负责读取按键信息然后将信号发送到红外接收头。接收端为单片机与配套的红外接组合成的接收模块，负责滤波、放大和解调。通过按键部分实现人机互动，人们通过按键部分来操纵和调节产品，通过不同的按键来实现相应的不同功能。

首先制定设计方案，对将要进行的工作任务有一个全面的设计、计划，对仪器、材料、实验方法、操作步骤、调查预期结果有一个全面系统的了解认识，然后将方案提供给指导教师审查，让指导教师提出修改意见，以避免设计过程中丢掉一些必要的内容或采用一些不合理的设计方法，之后准备本设计所用的全部材料、仪器、设备、设计资料等。计划自己的毕业设计题目所需用的研究方法、路线、预期结果等。再安排设计的具体步骤，要详细写明每一步设计应如何操作，需用材料、仪器、设备、资料等。要在充分而全面地了解所选毕业设计题目、较完整地写出文献综述后的基础上，撰写毕业设计方案。要考虑到学校和个人现有的仪器设备、创造水平及所能达到的研究水平，考虑到经费的耗用情况，在现有的研究条件下，编制好自己的毕业设计方案，使设计研究过程具有一定的可行性和可能性，使研究过程能够顺利进行。撰写设计方案要有一定的系统性、全面性、完整性及连贯性。尽量避免丢三落四，自相矛盾。在条件允许的情况下，毕业设计方案应尽量简单、明了、科学。其方法在本学科具有一定的先进性。

5. 工作计划

2023.2.20-2.26接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料，通过学校提供的万方数据知识服务平台查取与本课题相关的资料，将这些资料下载，反复查看，自行整合资料。

2023.2.27-3.5阅读相关资料，理解有关内容，翻译相关英文资料，并将翻译的英文材料给指导老师查阅，之后根据老师的意见进行相应的修改。

2023.3.6-3.12提出拟完成本课题的设计方案，写出相关开题报告一份，交给老师查阅后，根据老师提出的建议进行修改。