基于STC89C52的智能窗户设计

邓圆 李佳佳 何秋元

摘要：为了提供一个方便、舒适的住宅环境，本文设计了一种基于STC89C52的窗户智能控制系统。该系统以STC89C52单片机作为核心控制单元，利用温湿度传感器DHTll实时监测环境的温湿度，LCDl602液晶显示屏实时显示环境温湿度值。当环境温度或湿度超过预设值时，窗户自动关闭，并启动相应设备进行环境调节。系统也可实现窗户的定时开启和关闭。

关键词：智能窗户;单片机;传感器

中图分类号：TP212 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）13-0206-02

窗户是每个住宅环境中必不可少的组成部分，传统窗户只能手动关闭或者打开，给用户带来了诸多不便。本设计智能窗户可以手动打开或关闭，也可根据用户需求自动打开或关闭。当处于自动工作模式，窗户可定时开、关;当环境温度或湿度不满足用户需求时，窗户可自动打开或关闭。本设计为人们的生活提供了便利，为人们创造了更为舒适的生活环境。

1系统设计思路

本系统主要包括单片机控制模块、传感器模块、电机驱动模块、显示模块、按键模块等。利用温湿度传感器模块DHT对所处环境的相关信号进行采集，同时将采集到的数据传递给STC89C52单片机;单片机将接收到的数据与工作门限值对比分析，驱动液晶显示模块显示实时温湿度值，并控制电机驱动模块驱动电机正转或反转，打开或关闭窗户;工作门限值用户可通过按键模块自行设置;单片机最小系统中的定时电路可设置窗户定时开启和关闭。系统总体设计方案如图1所示。

2系统硬件设计

2.1单片机控制模块

本系统选用STC89C52单片机作为核心控制单元，其最小系统主要是由复位电路、时钟电路以及电源所组成。图2所示为STC89C52单片机芯片引脚图。

复位电路：与单片机的RST端口连接，主要完成STC89C52初始化操作，使其复位至初始工作状态。本设计采用手动按键方式进行系统复位。

时钟电路：为STC89C52提供所必需的系统时钟信号，由两个33pF的电容和晶振频率为11.0952MHz的晶体组成，连接到XTALl和XTAL2这两个端口，此电路与单片机的电路是相结合的。

2.2温湿度采集模块

温湿度采集模块嘲主要负责采集环境温湿度信号，同时将采集到的温湿度信号转换成电信号传递给单片机。

本设计使用数字式温湿度传感器DHT实时采集环境中的温湿度信号，并传输至STC89C52单片机控制模块。单片机将接收到的温湿度信号与预先设置的门限值进行分析，从而控制电机模块进行相应动作。

2.3电机驱动模块

本设计选用L91 10Sts]控制直流电机正反转，从而实现窗户的关闭或开启。L9110S芯片的两个输出端分别连接STC89C52的P2.1端口和P3.7端口。其中，P3.7端口控制直流电机逆时针转动，P2.1端口控制直流电机顺时针转动。

2.4液晶显示模块

选用LCD602液晶显示器实时显示环境中的温湿度值，该模块工作电压5V，工作电流2.0mA，能够显示16x2行字符。模块的D0-D7引脚连接在STC89C52单片机的P0.0～P0.7引脚，RS引脚与STC89C52的P2.6引脚连接，当P2.6引脚输出高电平，表示LCDl602液晶显示器接收数据，当P2.6引脚输出低电平，表示LCDl602液晶显示器接收的是指令。

2.5按键模块

考虑到系统设计要求，本设计的按键模块选用矩阵键盘。矩阵键盘与独立式的按键相比结构要复杂一些，由四条输.L/输出线I/O作为行线，四条I/O线作为列线结合而成。同时，每一行每一列的交点上都设置有按键，从而构成了按键数为16的4x4矩阵键盘。

3系统软件设计

系统通电后，首先进行初始化操作。初始化完成后，系统对环境温湿度进行采集、处理、分析，若实时温湿度值超出预设值，则会进行关窗动作;同时在环境温度超出预设值时，系统会驱动相应设备工作。系统采用c语言进行软件编程。系统主流程图如图3所示。

4结论与展望

基于STC89C52單片机的智能窗户设计，可以实现窗户的定时开启和关闭，同时，在设定为开窗的时间段内，若外界温度或湿度超过设定的临界值时，窗户自动关闭，并启动相应设备调节环境;当外界温湿度小于临界值时，窗户开启且关闭相应设备。否则，窗户保持工作状态。随着智能家居技术的不断发展，未来窗户的控制会更加智能化、多样化。