轻松DIY一个家庭智能门窗控制系统

一、项目概述

1.1 引言

随着21 世纪信息化时代的到来，社会信息化和家居智能化也呈现出了蓬勃发展的趋势，越来越多的家庭开始追求高质量、 高科技舒适安全的家居生活, 充分享受由信息时代带来的生活上的便利。作为智能家居系统的子系统智能门窗，是在传统住宅的基础上，综合利用传感器技术、计算机技术、现代通讯技术和自动控制技术等，实现了门窗各种信息的采集、传输、处理和控制。安全舒适的家居环境是实现家居智能化的基础和前提，而门窗作为家庭与外界互通的门户，起着尤为关键的作用，实现门窗的智能化是智能家居的第一步，也是非常重要的一步。

1.2 项目可行性分析

为了使家居生活更加舒适、 安全，采用以 AVR32为主控制芯片，融合多路传感器的方法，突破了传统的防盗门窗模式。综合考虑了室内外环境的安全因素，设计了一种基于单片机系统的智能门窗，进行了以 CO、 光照、 甲醛以及温度传感器为主要信号获取单元，以照明电灯、空调、换气窗和电动开窗器为执行机构的联合调试实验设计。

1). 本项目拟采用基于Atmel  AVR32单片机的EVK1100开发板作为硬件平台。该平台有以下几大优势：首先，GPIO引脚的引出，能够方便地进行各个执行模块驱动的扩展。其次，开发板上面有多达两个的串口，可以很方便的让我们完成各个具体模块的调试。再次，开发板上面的已经拥有部分本系统设计中所需的模块（光线传感器、温度传感器、LCD液晶显示、按键），能够减少硬件设计的内容，加快完成设计的进度。

2). 在智能门窗系统中需要使用的其他部分，比如：照明电路（可以通过搭建简单的模型实现），换气窗和可控门窗（可以通过直流电机驱动），环境监测传感器（当前工艺比较成熟，能够方便地应用）。

二、需求分析

2.1 功能要求

（1）通过对室内CO浓度、甲醛浓度、湿度以及光照强度的检测，实时显示室内的生活环境。

（2）通过按键预先设置的安全参数范围。

（3）当co浓度，甲醛浓度超过阈值参数时，智能控制换气窗的开关。

（4）当光照强度太弱，则检测窗外的光照强度，智能选择打开窗帘或者通过单片机驱动室内的照明电路，同理，当光照强度太强则智能选择关闭窗帘或者关闭照明电路。

（5）当温度太高或者太低时，则启动空调控制电路，驱动空调的运行。

（6）实时监控室内生活环境。实时调节设备运行。

图1 系统架构

2.2 性能要求

光照传感器的精度：±5% 范围：10-2000Lux

CO分辨率： 0.05 ppm

甲醛分辨率： 0.05 ppm

温度传感器准确度：±0.5%F.S

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

图2统硬件结构框图

3.2 硬件平台选用及资源配置

硬件平台：AVR EVK1100，资源配置：光强度传感器，co传感器，甲醛传感器，直流电机，照明驱动电路等。

3.3系统软件流程

图 3程序运行流程图

3.4 系统预计实现结果

能够实现对当前环境的监测，并能够根据预先设置的参数，智能调节并收敛到各个执行模块预先设定的参数。