基于无线数据传输智能窗帘的设计

邹润 史秀男 沈阳工学院

智能窗帘网络基于无线数据传输技术的控制系统，利用系统数据的红外技术来对家庭的窗帘进行集中控制管理。窗帘和窗户可以通过室外温度、光强度等参数来控制。同时，它可以起到美化节能和美化建筑整体的作用。但是，这个方案统一了的家庭的温度和光的状况，并且没有根据的住宅建设的实际的必要性，为了统一管理和控制，在广泛使用中有一定的限制性的存在。其典型的原理框图为图1所示。

图1 基于WIFI技术的智能窗帘网络化控制系

1 系统的硬件设计

1.1 时钟模块硬件电路

DS1302和微控制器连接只需要三行，采用三线SPI接口与CPU同步通信发送时钟信号或多个字节的RAM中的数据。为了保证同步工作模式的实现，只有在时钟信号控制的情况下，电路才严格遵守时间控制。本次系统设计中系统时钟所采用的晶振为50MHz的有源晶振，活跃的晶体主要使用3.3V直流电源，该电源系统时钟电路。该时钟电路是单片机最小系统中常用的系统时钟电路，因此该设计电路非常可行，稳定性也很好。

1.2 复位电路

AT89C51的复位销（复位）高等级以上连接2个机器循环，复位电路如图1.2所示，RST销复位信号输入，复位信号的有效高度，RST有一定宽度的脉冲，可以有效地实现电动自动复位和手动复位。通过设计适当的Rc值组合可以很容易的输出超过两个机器周期的高电平从而达到复位的目的。将程序执行错误和操作错误更改为系统，然后按复位按钮重新启动。

1.3 单片机晶振电路

各电路使用振动电路发生的信号。图1.3所示，XTAL 1相反的放大器的输入，啤酒正经的振动频率的信号，XTAL 2逆的放大器的输出。外振荡器，C 2组成并联谐振电路，并行的反馈电路。在对外部数据存储器的每次存取中，外部原件可通过XT2的进出两个端口与电路连接，从而产生自激振荡。这个外部原件一般都是一个并联谐振电路，其中包含石英晶振和瓷片电容。

1.4 光电传感器

窗帘为了根据自动控制系统的照明控制功能使用光的强弱自动控制窗帘的打开关关，感光元件。在本设计中，使用照片阻力。采用光控制原理，打开自动窗帘，深颜色的窗帘关上。比较电路是参考放大器输入2个电阻值的电压值，利用电压反转输入感光的光收集外部环境，暗的感光的抵抗特性，对亮抵抗少，确定逆电压输入值。

光电传感器简单易用，从输入3.3V线和残疾时的低电平输出信号正确地检测到高电平。当有光线发生变化时，系统能捕捉到这一信号从而做出反应。

1.5 WIFI无线模块设计

本设计中使用的古北WIFI模块。BroadLink开放SDK可以让开发者在BroadLink智能模块时，快速集成BroadLink的easyconfig技术，设备发现和数据传输到自己的应用中。用户只需要将硬件和UI准备好，即可以在最短时间内完成整套产品的开发。同时，也可以直接控制BroadLink的智能产品。Wifi模块采用市面流行的成型模组，同MCU串口通讯，交互数据，数据上传到手机端利用的云平台。

在原理图中，MCU和WiFi模块与三极管通信，以转换3.3V和5V电平。无线网络非常普遍。WI-FI无线局域网可以实现家庭范围内的全覆盖，所有的视频设备，网络设备和监控设备通过无线WI-FI技术。同时，WI-FI技术实现成本也较低。所以，本项目采用WI-FI网络接入方案。单片机识别了感知层信号后，通过UART通讯把数据接入WI-FI模块，WI-FI模块形成的热点可以将数据传入路由器，再接入局域网络或直接利用WI-FI热点互联形成网络。

2 主流程程序设计

智能家居系统要实现远程访问家中设备的功能，必须将设备与Internet网络相连，通过在互联网上交换客户端和服务器端的数据，在物理网络与互联层之间将IP数据包采用一定的数据链路进行接收和发送，实现设备的网络公有化。而实现网络通信功能，则必须通过TCP/IP协议栈的介入才能完成网络数据的交互功能。对于使用嵌入式操作系统运行微控制器的硬件设备，集成TCP/IP堆栈的文件系统通常在系统操作系统中。本系统TCP协议采用了一系列简化机制，保证系统功能前提下提高系统的软硬件资源利用率。

3 系统功能实现

本设计首先从整体上对该系统进行设计，对系统按照功能实现的不同进行模块的划分，大致分成二个部分。

（1）主要是环境数据的采集以及无线传输，在这部分内，主要工作集中在选择传感器并且对数据进行采集的功能的实现、利用无线WIFI协议如何将这些数据传输到协调器上、硬件的设计及软件的实现、完成系统的调试。

（2）主要是环境数据的收集处理及对采集导对传输端相关功能的控制，在这部分内，主要工作集中在利用己有的硬件搭建好系统所需的硬件环境，在该条件基础上，根据手机系统层次划分及应用程序编写实现方法完成手机程序，实现对数据的收集及将数据保存至网络服务器上，控制各个家居子系统。