智能家居遮光系統(tǒng)整體方案設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u56831.1整體設(shè)計思路 192471.2方案選擇 1107491.2.1單片機(jī)的選擇 1178411.2.2光線采集模塊的選擇 2302401.2.3溫濕度傳感器的選擇 2306881.2.4遙控方式的選擇 282971.2.5電機(jī)模塊的選擇 3104021.2.6顯示模塊的選擇 31.1整體設(shè)計思路主控采用單片機(jī)來實現(xiàn)控制功能，并且通過光敏傳感器和雨滴傳感器立刻采集當(dāng)前光線強(qiáng)度和是否有雨滴，能夠通過藍(lán)牙接收模塊實時獲取用戶藍(lán)牙的遙控按鍵操作，使用步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)模擬窗簾和窗戶的開啟與關(guān)閉。為了增加系統(tǒng)的智能性與人性化，本設(shè)計增加OLED液晶顯示模塊，可以在液晶屏幕上顯示相關(guān)的信息。本設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。單片機(jī)雨滴傳感器遙控模塊電機(jī)模塊顯示模塊光線模塊按鍵模塊溫濕度模塊圖2-1系統(tǒng)整體框圖1.2方案選擇1.2.1單片機(jī)的選擇方案一：采用TI半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的MSP430系列單片機(jī)作為控制器，這是一種16位微控制器，此單片機(jī)功能全面、集成度好，體積不大。其使用能耗低，只用十多毫安的電流就能正常工作，此系列單片機(jī)在各類智能手環(huán)或手表以及能耗規(guī)定比較高的場所使用廣泛，可此單片機(jī)具有的不足就是開發(fā)難度有些高，和下載器價格高。就本次設(shè)計而言不太符合。方案二：采用STM32F103作為系統(tǒng)控制器。STM32F103可靠性較強(qiáng)、性價比高、工作電壓低、能耗較低，得益于這些優(yōu)點得到市場飛速的發(fā)展和大面積使用。STM32系列控制器運(yùn)算能力強(qiáng)，軟件編程簡便，可用軟件編程實現(xiàn)多種邏輯功能?；谝陨蟽煞N方案分析，本設(shè)計決定選擇方案二，用STM32F103作為主控制器。1.2.2光線采集模塊的選擇方案一：使用模擬量輸出的光敏電阻，光敏電阻是對光線敏感的器件，環(huán)境出現(xiàn)光線時可改變阻值，通過接入10K電阻進(jìn)行分壓即可獲取到變化的阻值，從而推斷出光照度的參數(shù)，此方式成本較低但編程較為復(fù)雜，不適合此次設(shè)計。方案二：使用四線光敏電阻傳感器模塊，此傳感器模塊采用靈敏型電阻傳感器，信號干擾小，驅(qū)動能力好且擁有可調(diào)電位器可改變檢測光照強(qiáng)度，本次設(shè)計來說使用此傳感器較為合適?；谝陨蟽煞N方案的分析，本設(shè)計決定采用方案二四線光敏電阻傳感器模塊傳進(jìn)行光照的采集。1.2.3溫濕度傳感器的選擇方案一：使用DHT22型號溫濕度傳感器，DHT22型號溫濕度傳感器可檢測溫度測量范圍為-40℃-80℃，并且濕度可檢測范圍為0-100%，對此設(shè)計來說測量值有較大的溢出。方案二：使用DHT11型號溫濕度傳感器，此傳感器可測量的溫度范圍為0℃-50℃，可測量濕度范圍為20%-95%。價格便宜，測量數(shù)值范圍更實用，性價比非常高?；谝陨蟽煞N方案的分析，本設(shè)計決定采用方案二DHT11型號溫濕度傳感器來進(jìn)行溫濕度的測量，其測量范圍很適合此設(shè)計需求，性價比更高。1.2.4遙控方式的選擇方案一：采用VS1838紅外模塊，VS1838模塊是由TI公司生產(chǎn)的一款無線通信模塊?？稍?8KHz等多個頻段工作，通信的參數(shù)可以設(shè)置，VS1838還可以移植相關(guān)的IRDA協(xié)議來進(jìn)行工作，其成本較低且操作較容易。方案二：采用藍(lán)牙通信模塊，藍(lán)牙模塊是在1.4GHz頻段最普遍使用的通信器件，其不僅通信效率快，質(zhì)量號，而且成本較低，驅(qū)動程序也較為簡單，只需配置對應(yīng)的接口協(xié)議即可，一般為AT指令協(xié)議。其進(jìn)行信道配置和通信速率等配置后，后即可進(jìn)行通信?；谝陨蟽煞N方案的分析，本設(shè)計決定選擇方案二藍(lán)牙模塊，因其更適用智能家居系統(tǒng)的控制。1.2.5電機(jī)模塊的選擇方案一：采用直流電機(jī)，帶動窗簾和窗戶運(yùn)動實現(xiàn)開和關(guān)動作。方案一的優(yōu)點是電機(jī)能達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)窗簾的快速打開和閉合。其缺點是直流電機(jī)速度過快時，給予停止指令后，因為慣性條件不會立即停止，窗簾也繼續(xù)在滑道上滑動，可能對智能遮光系統(tǒng)的框架造成嚴(yán)重毀壞，減少使用壽命。而速度過慢時，則可能會出現(xiàn)直流電機(jī)不能抵消阻力，不能帶動窗簾運(yùn)動的情況。方案二：使用步進(jìn)電機(jī)，聯(lián)動窗簾和窗戶運(yùn)動實現(xiàn)打開和閉合動作。方案二的優(yōu)點是當(dāng)給予停止指令后，電機(jī)會立即停止，不會對智能遮光系統(tǒng)的框架造成損害，其扭矩比直流電機(jī)更大，能夠更好地帶動窗簾和窗戶的運(yùn)動；基于以上兩種方案的分析，本設(shè)計決定選擇方案二步進(jìn)電機(jī)，作為系統(tǒng)的電機(jī)模塊，以帶動窗簾的運(yùn)動實現(xiàn)窗簾的打開和閉合。1.2.6顯示模塊的選擇方案一：采用LED數(shù)碼管，LED數(shù)碼管的價格合適，數(shù)碼管顯示數(shù)字也比較不錯，模塊與單片機(jī)相接時，使用的單片機(jī)口線不多。然而因為數(shù)碼管的動態(tài)掃描需要使用到74LS164移位寄存器進(jìn)行移位，所以該原件在電路調(diào)試時常常發(fā)生有許多問題。方案二：使