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1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.4 风速传感器检测风速

3.5雨量传感器（Raindrops module）模块

3.6 烟雾传感器（MQ-2）

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 上电显示

5.3 设置烟雾阈值阈值实物测试

5.4 设置风速阈值实物测试

5.5 设置雨量阈值实物测试

5.6 设置开窗间隙实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2设置烟雾阈值仿真测试

6.3 设置风速阈值仿真测试

6.4 设置开窗间隙仿真测试

6.5 手动控制仿真测试

结  论

参考文献

致  谢

1、引 言

1.1 选题背景及实际意义

选题背景及实际意义 随着智能家居技术的快速发展，人们对居住环境的舒适性和安全性的要求越来越高。窗户作为建筑的重要组成部分，其自动化和智能化控制对于提升居住环境的舒适性和安全性具有重要意义。传统的窗户开关方式依赖于人工操作，不仅效率低下，而且在恶劣天气或紧急情况下无法及时响应，存在安全隐患。因此，开发一种基于单片机的智能窗户系统，能够实时监测环境参数并自动调整窗户状态，具有重要的实际意义。 本设计基于单片机技术，开发了一套智能窗户系统，旨在通过自动化控制提升窗户的安全性和便利性。该系统集成了多种传感器，包括风速传感器、雨量传感器、烟雾传感器和人体热释电传感器，能够实时监测环境参数并做出相应的反应。当风速超过预设值时，系统会自动关闭窗户，防止强风侵入室内；同样，当雨量达到设定阈值时，系统也会自动关窗，避免雨水渗入。此外，烟雾传感器能够检测室内烟雾浓度，一旦超过安全范围，系统会自动开启窗户，确保室内空气流通，降低火灾风险。人体热释电传感器则用于检测是否有人靠近窗户，增强了系统的安全性和隐私保护功能。 系统还配备了按键设置功能，用户可以通过按键设定时间，实现周期性的自动开关窗，满足不同时间段的需求。此外，用户还可以设置温度最小值、雨量最大值和风速最大值，系统会根据这些参数自动调整窗户的开闭状态，确保室内环境的舒适和安全。本设计不仅实现了多种环境参数的实时监测和自动控制，还通过人机交互界面和灵活的参数设置，满足了不同用户的需求，具有较高的实用价值和推广潜力。

1.2 国内外研究现状

在智能窗户系统的研究方面，国内外学者已经取得了一定的成果。国外研究主要集中在智能窗户的材料和结构设计上，例如使用智能玻璃和可调节透光率的材料，以实现自动调节室内光线和温度。此外，国外还开发了一些基于物联网技术的智能窗户系统，能够通过手机APP远程控制窗户的开闭状态。

国内研究则更多关注于智能窗户的控制系统和传感器集成。例如，一些研究团队开发了基于单片机的智能窗户系统，通过集成多种传感器实现环境参数的实时监测和自动控制。此外，国内还有一些研究致力于将人工智能技术应用于智能窗户系统，通过机器学习算法优化窗户的控制策略，提高系统的智能化水平。

总体来看，国内外在智能窗户系统的研究上各有侧重，但都致力于提升窗户的自动化和智能化水平，以满足现代家庭对舒适性和安全性的需求。未来，随着技术的进一步发展，智能窗户系统将在更多领域得到应用和推广。

1.3 课题主要内容

本设计是基于单片机的智能窗户系统设计，主要实现以下功能：

通过风速传感器检测风速大于设置的风速会自动关窗

通过雨量传感器检测雨量大于设置的雨量会自动关窗

通过烟雾传感器检测烟雾过大会自动开窗

通过人体热释电传感器感知是否有人

通过按键可以设置时间，周期性的自动开关窗，设置温度最小值，雨量最大值以及风速最大值