一、項目概述
1.1 引言
隨著21 世紀信息化時代的到來，社會信息化和家居智能化也呈現(xiàn)出了蓬勃發(fā)展的趨勢，越來越多的家庭開始追求高質(zhì)量、 高科技舒適安全的家居生活, 充分享受由信息時代帶來的生活上的便利。作為智能家居系統(tǒng)的子系統(tǒng)智能門窗，是在傳統(tǒng)住宅的基礎上，綜合利用傳感器技術、計算機技術、現(xiàn)代通訊技術和自動控制技術等，實現(xiàn)了門窗各種信息的采集、傳輸、處理和控制。安全舒適的家居環(huán)境是實現(xiàn)家居智能化的基礎和前提，而門窗作為家庭與外界互通的門戶，起著尤為關鍵的作用，實現(xiàn)門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 項目可行性分析
為了使家居生活更加舒適、 安全，采用以 AVR32為主控制芯片，融合多路傳感器的方法，突破了傳統(tǒng)的防盜門窗模式。綜合考慮了室內(nèi)外環(huán)境的安全因素，設計了一種基于單片機系統(tǒng)的智能門窗，進行了以 CO、 光照、 甲醛以及溫度傳感器為主要信號獲取單元，以照明電燈、空調(diào)、換氣窗和電動開窗器為執(zhí)行機構的聯(lián)合調(diào)試實驗設計。
1). 本項目擬采用基于Atmel AVR32單片機的EVK1100開發(fā)板作為硬件平臺。該平臺有以下幾大優(yōu)勢：首先，GPIO引腳的引出，能夠方便地進行各個執(zhí)行模塊驅(qū)動的擴展。其次，開發(fā)板上面有多達兩個的串口，可以很方便的讓我們完成各個具體模塊的調(diào)試。再次，開發(fā)板上面的已經(jīng)擁有部分本系統(tǒng)設計中所需的模塊（光線傳感器、溫度傳感器、LCD液晶顯示、按鍵），能夠減少硬件設計的內(nèi)容，加快完成設計的進度。
2). 在智能門窗系統(tǒng)中需要使用的其他部分，比如：照明電路（可以通過搭建簡單的模型實現(xiàn)），換氣窗和可控門窗（可以通過直流電機驅(qū)動），環(huán)境監(jiān)測傳感器（當前工藝比較成熟，能夠方便地應用）。
二、需求分析
2.1 功能要求
（1）通過對室內(nèi)CO濃度、甲醛濃度、濕度以及光照強度的檢測，實時顯示室內(nèi)的生活環(huán)境。
（2）通過按鍵預先設置的安全參數(shù)范圍。
（3）當co濃度，甲醛濃度超過閾值參數(shù)時，智能控制換氣窗的開關。
（4）當光照強度太弱，則檢測窗外的光照強度，智能選擇打開窗簾或者通過單片機驅(qū)動室內(nèi)的照明電路，同理，當光照強度太強則智能選擇關閉窗簾或者關閉照明電路。
（5）當溫度太高或者太低時，則啟動空調(diào)控制電路，驅(qū)動空調(diào)的運行。
（6）實時監(jiān)控室內(nèi)生活環(huán)境。實時調(diào)節(jié)設備運行。
圖1 系統(tǒng)架構
2.2 性能要求
光照傳感器的精度：±5% 范圍：10-2000Lux
CO分辨率： 0.05 ppm
甲醛分辨率： 0.05 ppm
溫度傳感器準確度：±0.5%F.S
三、方案設計
3.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)原理
圖2統(tǒng)硬件結構框圖
3.2 硬件平臺選用及資源配置
硬件平臺：AVR EVK1100，資源配置：光強度傳感器，co傳感器，甲醛傳感器，直流電機，照明驅(qū)動電路等。
3.3系統(tǒng)軟件流程
圖 3程序運行流程圖
3.4 系統(tǒng)預計實現(xiàn)結果
能夠?qū)崿F(xiàn)對當前環(huán)境的監(jiān)測，并能夠根據(jù)預先設置的參數(shù)，智能調(diào)節(jié)并收斂到各個執(zhí)行模塊預先設定的參數(shù)。
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