基于STC89C52单片机的智能窗帘设计

周立萍　周立红

摘 要：智能家居行业发展越来越快，智能窗帘作为智能家居系统中的重要成员逐渐引起大家的关注。根据外界环境的不同，改变窗帘开关状态是大众的心声。特别是室内无人时，如遇光照较强、或刮风下雨天气等影响，窗帘的作用就尤为重要。为适应大众对智能窗帘应用的需求，设计一款基于STC89C52单片机，结合风光雨等智能传感器、报警控制、时钟电路、遥控系统等功能的智能窗帘控制系统。

关键词：智能窗帘；STC89C52单片机；传感器技术；遥控系统

此项目出自：浙江安防职业技术学院科研项目，项目编号：AF201507

0 引言

科技日新月异，人们的生活、工作条件的不断提升，智能家居产品日益发展，电动窗帘也越来越为人们所接受，在欧美等发达国家，电动窗帘已广泛应用。电动窗帘产品不但实现了电动化，还能通过控制系统实现自动化，而且可运用环境传感器、红外线、无线电遥控或定时控制等装置实现产品的智能化操作，降低了人们的劳动强度，延长了窗帘产品的使用寿命。如今，由于电动窗帘安装使用方便安全，已成为现代多媒体中心、宾馆、智能大厦、高档住宅等的首选自动化装饰。

1 系统整体设计

智能窗帘控制系统的核心是宏晶科技公司生产的STC89C52型号的单片机，结合光线强度感应、下雨传感器 、刮风感应器完成室外环境监测，通过对外部环境监测结果控制窗帘的闭合。另外，系统增加了红外遥控模块、液晶显示、报警电路、时钟電路等模块，既能实现手动控制，也可通过外部环境和时间进行窗帘的自动闭合控制，并利用显示环境监测信息[1][2]。

2 系统各模块设计

2.1 环境传感器模块

系统中传感器模块采用ZHOR公司生产的风光雨传感器模块[3]。该模块的工作频率为315MHz，工作电压为12V直流电，能够自动感应监测风力强度、光线强度、雨量大小，为智能窗帘控制系统主机提供环境监测信息，达到控制窗帘闭合的作用。

2.2 红外收发模块

红外控制模块部分采用HS0038红外接收模块进行红外信号接收控制[4] [5]。HS0038 黑色环氧树脂封装，不受日光、荧光灯等光源干扰，内附磁屏蔽，功耗低，灵敏度高。在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达35m。它能与TTL、COMS 电路兼容。HS0038 为直立侧面收光型。它接收红外信号频率为38 kHz，周期约26 μs，同时能对信号进行放大、检波、整形，得到TTL 电平的编码信号。三个管脚分别是地、+5 V 电源、解调信号输出端。

2.3 显示模块

为了能更直观的观测的系统信息，设计中采用 LCD12864 液晶显示屏作为显示装置，LCD12864可以显示8×4行16×16点阵的汉字，其显著特点是低电压低功耗。结合外部电路框架，实现日期时钟、传感器参数、电机开合指示等信息显示。

2.4 电机驱动模块

如图所示为电机驱动部分模块。采用ULN2003A和一台五线四相步进电机28BYJ48组成。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。步进电机28BYJ48型四相八拍电机，电压为DC5V—DC12V。由单片机的P1.1-P1.4控制电机的A、B、C、D四相，利用软件控制电机运行方向，在系统调试阶段调整PWM脉宽信号确定电机的运转速度。

2.5 报警电路控制模块

报警电路采用S8550的PNP型三极管驱动蜂鸣器产生异常报警，窗帘正常闭合时，蜂鸣器发出正常提示音，异常时发出报警信号提示主人进行异常处理。系统中，由单片机的P2.3号引脚进行报警信号的监测与输出，达到理想控制作用。

3 系统整体设计与调试

系统整体设计分成五个模块，包括传感器信号采集程序、红外接收程序、LCD12864显示模块程序、电机驱动程序、报警电路程序等几个模块。

4 结论与展望

系统以 STC89C52 单片机为控制核心，增加风光雨智能传感器、实时时钟、红外收发模块、电机驱动及液晶显示等模块，使智能窗帘系统具有控制简便、易操作、维护简易等特点，适用于家居、教室、办公室、会议室等各种场合，具有广阔的市场前景。

参考文献

[1] 王静霞，单片机应用技术（C语言版）[M]，电子工业出版社， 2014.5

[2] 郭天祥，51 单片机 C 语言教程[M]，电子工业出版社，2009.6

[3] 何康旭，张婧婧. 基于单片机的智能窗帘控制系统的设计与实现[J]. 现代计算机.2012.12

[4] 徐延海，黄鸿雁， 关学忠. 基于 NRF905 的无线窗帘控制器设计[J].自动化技术与应用.2013.4（32）

[5] 陈卫.传感器应用[M].高等教育出版社.2014.1

作者简介

周立萍，助教，研究方向：嵌入式系统设计与研究。