基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统

赵广栋 赵梓翔 张胤禄 王 琛 张伟龙



基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统

赵广栋 赵梓翔 张胤禄 王 琛 张伟龙

（哈尔滨理工大学荣成分校 山东 威海 264300）

随着科技的日新月异，时代再进步，在创新驱动的发展形势下，智能家居逐渐走入了人们的生活，人们的生活方式从传统的依赖物质逐渐转换为对美好生活的渴望。针对传统的电控窗帘家居功能简单不够智能化的缺点，本文设计了一款以AT89C51单片机为控制中心的智能窗帘控制系统，该系统动力来源于42步进电机控制窗帘的转动和方向及停止。该系统采用SIM900A短信模块以及HC-06蓝牙模块进行远程操作，这一操作可充分地实现全方位智能控制；系统采用DHT11温湿度传感器和DS12C887时钟芯片，传感器以及时钟芯片可以实时记录和反馈家中信息，使得使用者可在室外实现对家中温湿度信息的实时监控，当温湿度异常时该系统会自动报警并发送信息到用户手机。该系统具有结构简单、功能较为完善、成本低廉的特点，符合当代智能家居的设计理念，具有一定的市场价值。

AT89C51;智能家居；人机交互；远程控制

系统总体设计

系统主要由远程控制、电机模块、液晶显示，三部分组成，以AT89C51为主控芯片，以SIM900A短信模块和HC-06蓝牙模块为信号接收模块，以DHT11温湿度传感器和DS12C887时钟芯片为信息交互模块。信号接收模块和信息交互模块通过单片机处理将转换为电机转动和液晶显示。最终实现人为远程控制窗帘的升降。

硬件部分设计

1.1 主控芯片

AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，双列直插式封装芯片具有40引脚。

1.2 SIM900A短信模块

SIM900A模块是一款尺寸紧凑的GSM/GPRS模块，采用SMT封装，基于STE的单芯片案，采用ARM926EJ-S架构，性能强大，可以内置客户应用程序。

由DHT11温湿度监测模块监测得湿度，如果湿度大于80%，超过预设值，智能窗帘系统将通过短信模块SIM900A给手机发送短信，从而达到下雨提醒拉窗帘的功能。

1.3 HC-06蓝牙模块

HC-06是主从一体化的蓝牙串口模块，主从可指令切换，供电电压为3.3~3.6V。采用CSR主流蓝牙芯片，蓝牙V2.0协议标准。

默认参数：波特率9600、配对码1234、工作模式为从机。工作电流：不大于50MA（以实测为准）。通讯距离：空旷条件下10M，正常使用环境8M左右。

通过蓝牙模块，该系统可将指令从手机直接发送至智能窗帘控制系统从而实现窗帘的开关以及开关的程度。

1.4 DHT11温湿度传感器

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。

每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。

单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。

1.5 DS12C887时钟芯片

可计算到2100年前的秒、分、小时、星期、日期、月、年七种日历信息并带闰年补偿;自带晶体振荡器和锂电池。在没有外部电源的情况下可工作10年;对于一天内的时间记录，有12小时制和24小时制两种模式。在12小时制模式中，用AM和PM区分上午和下午;可选用夏令时模式,时间表示方法有两种:一种用二进制数表示，一种用BCD码表示。

软件部分设计

本设计将程序分为两个部分，显示部分及控制部分。显示部分主要有LCD12864液晶及DHT11温湿度传感器DS12C887时钟芯片短信模块。DHT11通过数据采集及中断来收集温湿度信号，并将模拟量转化为数字量；时钟芯片通过内部时钟及电池通过数据传输口将时间信息发送给单片机；短信模块通过串口通信使单片机收到湿度大于80%的信号就发送短信；LCD12864通过控制行列及其字符库来显示收集到的温湿度及时间的数字信号。控制部分主要有蓝牙模块及42步进电机及其驱动，通过按键控制模式（自动/手动）转换和电机正反转，再通过串口通信使蓝牙模块与手机相连从而用手机控制电机驱动。

总结

本文设计的智能窗帘控制系统针对传统的窗帘进行了电子层面的优化，使得用户的生活体验更新鲜、更简便、更舒适。该系统操作界面简单易操作，硬件较为大众可以说是物美价廉，短信、蓝牙模块更是增加了该系统的智能性。

该系统的设计理念更加的符合当代科学的发展方向，该智能窗帘系统应具有一定的市场份额。

[1]张艳艳,潘赟臻.基于GSM模块的智能窗帘控制系统[J].信息技术,2016(11):102-105+109.

with the progress of science and technology, era progress again, in the innovation driven development situation, smart home gradually into people's lives, people's life style from the traditional dependence on material is gradually converted to the longing for a better life. In view of the traditional electric curtains intelligent household function is simple enough shortcomings, this paper designed a AT89C51 as the control center of intelligent curtain control system, the system dynamics is derived from the 42 stepper motor control the rotation and the direction of the curtain and stop. The system adopts the SIM900A short message module and the hc-06 bluetooth module for remote operation, which can fully realize the all-round intelligent control. System USES DHT11 temperature and humidity sensors and DS12C887 clock chip, sensors and real-time clock chip can record and feedback information in the home, makes users can realize the real-time monitoring of temperature and humidity in the home information outside, the system will automatically alarm when abnormal temperature and humidity and send the information to the user's phone. The system has the characteristics of simple structure, perfect function and low cost, which conforms to the design concept of modern smart home, and has certain market value.

AT89C51; Smart home; Human-computer interaction; The remote control

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.10.137

TP273;TU855

A

1672-9129(2017)10-0116-02

赵广栋（1998年7月21日出生），性别：男，民族：汉族籍贯：山东省泰安市新泰市，本科学历，电气工程及其自动化，研究方向：电机。职称：无。