【正文】 步進(jìn)電機 ..................................................................................... 33 液晶顯示器 ................................................................................. 34 軟件調(diào)試 ................................................................................................. 35 8 總結(jié)與展望 ....................................................................................................... 39 總結(jié) ......................................................................................................... 39 展望 ......................................................................................................... 40 致 謝 ..................................................................................................................... 41 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 43 附錄 A ................................................................................................................... 45 1 緒論 1 1 緒論 課題的研究背景和歷史意義 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。 機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從 而更促進(jìn)手的功能。手的實踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。像智能家居，互聯(lián)網(wǎng) +等。新型科技的成果越來越貼近我們普通人的生活。 “ 互聯(lián)網(wǎng) +” 是 創(chuàng)新 下的 互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)展的新業(yè)態(tài)，是 知識社會 創(chuàng)新 推動下的互聯(lián)網(wǎng)形態(tài) 演進(jìn) 及其催生的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展新形態(tài)。 “互聯(lián)網(wǎng) +”是 互聯(lián)網(wǎng)思維 的進(jìn)一步實踐成果，推動經(jīng)濟(jì)形態(tài)不斷地發(fā)生演變，從而帶動社會經(jīng)濟(jì)實體的生命力，為改革、創(chuàng)新、發(fā)展提供廣闊的網(wǎng)絡(luò)平臺 。 智能家居的概念已 經(jīng)越來越被大家所了解和接受，所謂智能家居就是指以家為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⒆詣踊?，智能化于一體的高效、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。它的目標(biāo)是通過 網(wǎng)絡(luò) 等信息通信技術(shù)手段實現(xiàn)對家居電器等的智能控制，使其能夠按照人們的設(shè)定工作運行，而不論距離的遠(yuǎn)近。另外全自動的光控窗簾有以下優(yōu)點：其一，改變?nèi)藗兊纳罘绞健纹瑱C控制的自動窗簾系統(tǒng)具有豐富的智能化功能，為家庭用戶營造一個高效、舒適、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。其二、牽動一大批產(chǎn)業(yè)。單片機控 制的自動窗簾產(chǎn)品面向家庭用戶，其應(yīng)用市場是龐大的，發(fā)展前景也是廣闊的，必將吸引大批有遠(yuǎn)見的各類企業(yè)介入，從而牽動一大批產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其三，開拓一個嶄新的市場。自動窗簾系統(tǒng)牽動了許多的行業(yè)，它將不僅僅是目前的 IT 系統(tǒng)集成商或建筑弱電工程總包商的市場，而且是專業(yè)公司和智能化裝飾公司的市場 。新疆工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 因此，全自動的光控窗簾機的普及那是大勢所趨。 自動窗簾是帶有一定自我反應(yīng)、調(diào)節(jié)、控制功能的窗簾。如根據(jù)室內(nèi)環(huán)境狀況自動調(diào)光 線強度。使得達(dá)到室內(nèi)人體適應(yīng)的光線亮度而不至于對人眼睛的傷害為了解決這些生活中碰到的實際問題，自動窗簾設(shè) 計便應(yīng)運而生。 自動窗簾的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用 目前，國外已大量應(yīng)用機器人技術(shù)，機器人自動化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動化成套裝 備的主流以及未來自動化生產(chǎn)線的發(fā)展方向。 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，特別是計算機技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)張，生活現(xiàn)代化得以實現(xiàn)，居住環(huán)境向舒適化、安全化發(fā)展。家居智能化在這種形勢下應(yīng)運而生。本次設(shè)計是基于單片機控制技術(shù)的隨光線強弱來自動控制型自動窗簾。每個人對壞境室內(nèi)光線強弱適應(yīng)能力不同，室內(nèi)主人可根據(jù)自己的需求自行調(diào)節(jié)所適應(yīng)的最佳光線強度，連接電源并 選擇控制類型（自動控制 /手動控制） 。選擇自動控制時，自動窗簾由室內(nèi)光線強 度的變化，而經(jīng)由相關(guān)器件接收、處理、控制信號，達(dá)到自行調(diào)節(jié)窗簾的開合程度，從而使光線的強弱程度達(dá)到主人所預(yù)先設(shè)定的值范圍。選擇手動控制時，由于室內(nèi)主人在黑夜白天的特殊需求而自行來控制窗簾的開合（例如在晚上、睡覺等時候，根據(jù)主人的需要是要求把窗簾閉合，而不影響睡眠質(zhì)量，但是根據(jù)預(yù)先設(shè)定和程序設(shè)定，智能型窗簾是會依設(shè)定值打開窗簾的，所以需要手動控制來關(guān)閉窗簾） 。 在歐美等發(fā)達(dá)國家自動窗簾技術(shù)已經(jīng)非常成熟而且被廣泛使用。在 2021 年前自動窗簾 已經(jīng)進(jìn)入我國，但一直沒有大的推廣，這兩年隨著電控技術(shù)的不斷進(jìn)步和自動窗簾售價的不斷降低，自動窗簾熱才又卷土重來。據(jù)了解全國共有 170 多家窗簾生產(chǎn)廠家獲得了國家專利，但就其技術(shù)本身而言，還是大同小異，但售價卻相差甚遠(yuǎn)。 在 10年前，電動窗簾就已經(jīng)進(jìn)入我國，可一直沒有大的推廣，這兩年，隨著電控技術(shù)的不斷提高及價格的不斷下降，電動窗簾熱才又卷土重來。據(jù)了解，全國共有 170 多種電動窗簾器獲得了國家專利，但就其技術(shù)本身而言，還是大同小異，但售價卻有很大差別，貴的要數(shù)千元，便宜的只要 500 塊。盡管自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)在國內(nèi)是一個新興的行業(yè)，但是，它也正以不可抵擋之勢迅速崛起。自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)走進(jìn)中國以來，在短短四年的時間里，自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)生產(chǎn)商由最初的幾家公司增加到如今的百余家企業(yè)。目前，我國自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)生產(chǎn)廠商、 分銷商、集成商與裝飾公司都形成了相當(dāng)規(guī)模，不少國內(nèi)知名企業(yè)紛紛涉足1 緒論 3 遙控自動窗簾系統(tǒng)行業(yè)，如青島海爾、清華同方、 TCL 等，并涌現(xiàn)出一些較具影響力的智能家居專業(yè)廠商，如上海索博智能電子有限公司、北京九州易居科技有限公司、天津瑞朗智能家居電子科技有限公司、深圳市正星特科技有限公司等。自動窗簾產(chǎn)品已開始走進(jìn)中國的家庭。具報道，我國 2021 年售出商品房 億 m178。,如果每20 m178。需要一套窗簾架產(chǎn)品，僅此一項就可以年新增窗簾架產(chǎn)品近千萬套加上。年新增窗簾架產(chǎn)品市場需求將不低于 2021 萬套。如果單片機控制的遙控自動窗簾 ，銷售占市場的 5%左右，就可實現(xiàn)年產(chǎn)值上億元。 在國內(nèi)，我們常用的窗簾軌道都是鋼絲繩手拉式或滑軌式，只有一站部分高收入的家庭采用的是電動遙控軌道，這些軌道主要是由臺灣和廣東等地所產(chǎn)，價格相當(dāng)昂貴。在國內(nèi)智能窗行業(yè)起步晚，經(jīng)驗和技術(shù)上無法滿足國內(nèi)市場的需求，因此現(xiàn)在在國內(nèi)只有一部分高端生活的消費者走在技術(shù)的前沿。但是從國內(nèi)家電巨頭及網(wǎng)絡(luò)巨子的紛紛出手試水智能家居市場以及許多國際大企業(yè)對國內(nèi)智能家居廠家并購案可以看出，中國智能家居市場潛在著巨大商機。全國房地產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，小區(qū)智能化已成為一項基本要求，再配上智能 家居，“全智能”的概念必然給房地產(chǎn)業(yè)帶來新的賣點和活力，因此“全智能”是二十一世紀(jì)房產(chǎn)開發(fā)商力推的主題，這也意味著，我國智能家居產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展契機。 國內(nèi)的自動窗簾產(chǎn)品按控制方式分大體上有三種：聲控、光控、時控，聲控和遙控屬于半自動類；而光控屬全自動式。目前國內(nèi)在遙控和聲控方面技術(shù)比較成熟而完全自動化的光控型，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能不夠穩(wěn)定或者說有些雖然實現(xiàn)了完全的自動化，且性能還可以，但價格昂貴不適合普通消費者使用而沒有被廣泛的使用。 國外概況，在歐美等發(fā)達(dá)國家，智能化的電動窗簾已廣泛應(yīng)用。 1998 年 5 月新加坡舉辦 的“ 98 亞洲家庭電器與電子消費品國際展覽會”上，通過在場內(nèi)模擬“未來之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)。它的系統(tǒng)功能包括三表抄送功能、安防報警功能、可視對講功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能、有線電視接入、電話接入、住戶信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布線箱、寬帶網(wǎng)接入和統(tǒng)軟件配置等。在歐美等發(fā)達(dá)國家，電動窗簾已廣泛應(yīng)用。電動窗簾產(chǎn)品不但實現(xiàn)了電動化，還能通過紅外線、無線電遙控或定時控制實現(xiàn)自動化，而且可運用陽光、溫度、風(fēng)等電子感應(yīng)器，實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化操作，降低了人們的勞動強度，延長了窗簾產(chǎn)品的使用 壽命。根據(jù)美國該行業(yè)之專業(yè)顧問公司 PARKS 的統(tǒng)計資料顯示： 1995年，美國一個家庭要安裝家庭自動化設(shè)備的平均費用在 7000 至 9000 美元之間。 1995年美國家庭已使用先進(jìn)家庭自動化設(shè)備的比率為 ％，看來市場真正啟動尚需時日。預(yù)計這五年內(nèi)，家庭自動化的市場年平均增長率為 8％。 PARKS 公司的資料亦顯示：到 2021 年，家庭網(wǎng)絡(luò)市場總額可達(dá) 57億美元。據(jù)國際專家預(yù)測，到 2021 年底新疆工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 國際智能家居的產(chǎn)品銷售額可達(dá) 24 億美元 研究內(nèi)容 本課題設(shè)計的自動窗簾主要通過周圍環(huán)境的光照變化來控制電壓變化，從而控制直流電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。當(dāng)周圍光照降低到某一數(shù)值時，電機開始正轉(zhuǎn)，數(shù)秒后停止。此時電機處于停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)周圍光照上升到某一數(shù)值時，電機開始反轉(zhuǎn)，數(shù)秒后停止。手動控制：該功能是根據(jù)用戶的需求通過按鍵進(jìn)行窗簾的開關(guān)，此功能可以使窗簾的開閉處于任何一種狀態(tài)；溫度傳感器控制：傳感器將溫度顯示在顯示屏幕中供用戶參考。 2 總體設(shè)計 5 2 總體設(shè)計 擬定的幾種方案 首先擬定幾個方案，分析各個方案的優(yōu)缺點，通過對比來選出最好的為本次設(shè)計的首選方案。 方案一：卷簾式自動窗簾 該自動窗簾通過卷簾升降控制室內(nèi)光線強度，控制系統(tǒng)通過單片機控制系統(tǒng)控制直流電機，從而帶動窗簾自動的上升和下降的系統(tǒng)，并且能夠通過光電傳感器感應(yīng)到環(huán)境光度以及亮度的強弱，反饋信號給單片機，然后單片機控制系統(tǒng)就會根據(jù)光電傳感器反饋的信號改變自動窗簾顏色的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)布局圖如圖 所示。 圖 卷簾式效果圖 卷簾式窗簾的優(yōu)缺點：品質(zhì)上乘的卷簾窗簾可以集遮陽、隔音、安全、便利等于一體。它一般分為手動和自動兩種，如果需要還能與手動鎖配合使用，只要你在里面上了鎖，簾子便很難從外面打開 。和布簾不同，如果卷簾與窗戶的連接處處理得好，便可以起到很好的隔音效果。雖然不能做到百分之百隔音，也能解決不少問題 。從遮陽的角度看，卷簾沒有厚重的布簾效果好。但如果是使用了 PVC 材質(zhì)的卷簾，新疆工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 其防紫外線的效果同樣很好。一般情況下，卷簾比較適合用在臥室，尤其是孩子的房間。因為，卷簾的圖案比較活躍，也不容易被孩子拉扯壞。 方案二： 百葉窗式自動窗簾 窗簾設(shè)計成類似百葉窗的形式，通過步進(jìn)電機可以精確控制每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度，從而控制開關(guān)程度的大小。當(dāng)葉片與窗戶面平行時，窗簾完全關(guān)閉；當(dāng)葉片與窗戶面垂直時，窗簾完全打開。效果圖如 和 。 圖 百葉式效果圖 步 進(jìn) 電 機 主 動 輪步 進(jìn) 電 機 主 動 輪窗 簾 葉 片 從 動 輪圖 步進(jìn)電機與百葉窗葉片連接截面圖 百葉窗簾 優(yōu)缺點 ：設(shè)計上與傳統(tǒng)的窗簾設(shè)計有較大的區(qū)別， 百葉窗簾 可 以自由控制室內(nèi)的光線，良好的隔熱性能，可以使得室內(nèi)溫度更加舒適，降低空調(diào)的使用率，提高 能源效率 ，達(dá)到節(jié)能的效果。室內(nèi)的光線一般可以通過窗簾來控制，這種百葉窗簾 設(shè)計正好可以改變傳統(tǒng)窗簾厚重，不透風(fēng)的情況，在自由調(diào)節(jié)光線的同時還可以消除了室內(nèi)電腦或電視屏幕上的 眩光 ，提高了人的視覺舒適度 。 方案選?。鸿b于方案一這種卷簾式結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定故障率低。于第二種百葉式造價低廉等優(yōu)點，我們選擇方案一作為我們這次設(shè)計的方案。 2 總體設(shè)計 7 總體方案設(shè)計 自動窗簾控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計是基于滿足設(shè)計要求的前提并且根據(jù)理論上的可實現(xiàn)性和硬件上的經(jīng)濟(jì)實用性，而進(jìn)行設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。本章從人們對系統(tǒng)功能需求出發(fā)，在綜合考慮各種因素的情況下，設(shè)計出自動控制系統(tǒng)的總體構(gòu)架，并且在基