邵海龙、梁继辉
（武夷大学机电工程学院，福建武夷山）
：家用窗帘智能控制系统主要由直流电机、HC-06蓝牙模块和单片机组成。系统具有手动控制、蓝牙遥控和自动控制三种功能。硬件使用按键切换手动和自动模式，选择HC-06蓝牙模块接收控制指令电动窗帘电机，使用DTH11温湿度传感器和光敏电阻自动检测室内环境，根据检测结果控制直流电机动作实现对室内窗帘的控制。自动控制。该系统具有性价比高、运行稳定、抗干扰性强等优点，解决了传统窗帘控制方式智能化、智能化程度低的缺点。
：智能窗帘；微控制器；蓝牙通讯；智能控制
: TP272 文件识别码: ADOI: 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.04.017
引文格式：邵海龙，梁继辉。智能窗帘控制系统[J]．微机与应用, 2017, 36 (4）: 56-58.
0 前言
微电子技术和无线通信技术的不断进步，推动了智能家居的发展。作为智能家居的重要组成部分，智能窗帘控制系统逐渐走进人们的生活，为人们提供了便捷、舒适的生活环境。本文结合传感器检测技术、单片机控制技术和蓝牙通信技术，设计了一种能够根据当前环境温度、湿度和光照强度自动控制窗帘开合的控制系统。系统可在手动模式和自动模式之间任意切换，解决了传统窗帘控制方式单一的缺点，使设计更加人性化。
1 系统整体结构设计
智能窗帘控制系统采用单片机作为主控芯片，硬件由电源模块、按键采集模块、温湿度采集模块、光强采集模块、主控模块、LED显示模块、电机驱动模块、报警模块和通讯模块。系统结构如图1所示。
2 系统硬件电路设计
智能窗帘控制系统的硬件由9部分组成。根据电路工作的特点，在设计上分为电源电路、采集控制电路和通信电路。
2.1 电源电路设计
系统硬件中的直流电机和电机驱动芯片需要使用直流12V供电，其他硬件部分需要直流5V供电。本设计的电源选择了一块 DC 24 V 5 A 的电池作为电源。输入的 24 V 通过并转换为 DC 12 V 和 5 V 输出，为系统硬件供电。电源电路如图2所示。
2.2 采集控制电路设计
采集与控制电路由输入采集电路、主控单元电路和输出控制电路组成。输入采集电路包括环境温湿度、环境光强和输入关键信息的采集；主控单元的设计包括单片机最小工作系统的设计；输出控制部分包括直流电机动作控制、蜂鸣器产生控制和LED输出指示灯控制。采集和控制电路如图3所示。
(1）输入采集电路设计
输入采集电路由温湿度采集电路、光强采集电路和按键采集电路三部分组成。
①温湿度采集电路设计
温湿度采集选用DHT11温度传感器，传感器输出接单片机的P1.0引脚。单片机通过读取P1.0端口的输入数据来实现对环境温度和湿度的检测。
②光强采集电路设计
光强采集选用光敏电阻模块，采集的数据通过2脚连接到单片机的P0.7脚。可以利用单片机内部的A/D转换功能实现环境光强度的检测。
③密钥采集电路设计
四个按键分别代表“手动键”、“自动键”、“开幕键”、“关幕键”四种输入控制指令。
(2）主控单元设计
主控单元由单片机、晶振电路和复位电路组成；晶振电路由一个12MHz晶振和两个30pF电容组成。晶振电路的作用是为单片机提供工作时序；复位电路由RST复位按钮、电解电容C5、电阻R31、R32组成，复位信号的输出端与单片机的9脚相连。复位电路的作用是向单片机提供复位信号，控制单片机返回上电状态，
(3） 电机驱动电路设计
单片机通过P2.7脚接L298N的ENA脚，控制直流电机的工作使能信号，P2.5和P2.6脚连接到 L298N 的 IN1。在发电机运动控制命令下，通过P2.5 脚和P2.6 脚连接到IN2。L298N 的 OU1 和 OUT2 输出控制运动。四个保护二极管D7~D10防止电机断电后产生的感应电动势损坏电机。
2.3 蓝牙通信电路设计
蓝牙通信电路由HC-06蓝牙模块、芯片及其辅助电路组成。它是一个电平转换芯片，用于单片机和蓝牙模块之间的电平匹配。单片机的P3.0和P3.1引脚接电平转换芯片的11、12脚，使用单片机的内置串口接收控制命令由 HC-06 发送。蓝牙通信电路如图4所示。
3 系统软件编程
3.1 软件主要流程设计
系统软件工作后，首先执行初始化程序，完成单片机IO引脚的分配以及定时器和串口的初始化。初始化完成后，程序进入while(1）无限循环体。在循环中依次执行以下操作：
(1）初始化完成后，执行按键扫描程序，判断系统当前的工作状态。如果是手动模式，会根据开关窗口的按下状态调用电机控制程序键控制电机动作；如果是自动模式，则进入步骤(2）.
(2）先调用通讯程序，接收远程控制端的指令并处理。如果接收到的指令是控制指令，调用电机控制程序控制电机动作。如果是参数设置命令，保存接收到的参数，保存完成然后调用传感器检测程序，采集当前环境参数，根据采集的结果判断是否满足开窗条件，如果不满足，返回步骤( 1）.如果开合条件满足，调用电机控制程序控制电机动作，执行步骤（3）.
(3）判断是否到了电机动作的定时时间，如果没有，则继续执行电机控制程序。如果到了指定的时间，控制蜂鸣器会发出警报并返回到步骤(1）.软件工作流程如图5所示。
3.2 通讯编程
在通信过程中电动窗帘电机，蓝牙遥控终端发送和下发控制指令，可以控制环境参数调节点和窗帘的动作。发出的控制命令包括设置温度、湿度和光照强度的开关点值，打开窗帘和关闭窗帘[2]。下面将介绍双方的通信协议。
蓝牙遥控端和系统控制端的数据收发采用16进制，帧起始为AA，命令字符为(01, 02），其中01表示发出窗帘动作的命令, 02代表环境调整点值的设置，数据由3个字节组成，当窗帘动作命令发出时，数据的第一个字节如果为01，则表示关闭窗帘命令，如果为02 ，表示光幕命令，其余两个字节数据默认输出00；在交货环境中设置点命令时，1~3个字节分别代表温度值、湿度值和光强值。校验和由第 6 位表示。控制端接收环境设定点命令的示例如表1所示。
4。结论
智能窗帘控制系统主要由单片机控制，现场利用无线、智能传感器实现窗帘的自动控制、手动控制和遥控功能。从实际应用效果来看，该系统具有控制灵活、实用性强的优点，能够满足家居生活中窗帘的自动控制要求，具有一定的推广价值和市场应用前景。
参考
[1] 李强，田国栋。基于室内智能温度控制系统的设计[J]. 电子设计工程, 2012, 20 (3): 34-36.
[2] 何康旭，张晶晶。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（专业版），2012(24):75-78.