基于单片机的无线智能窗帘控制器的设计

摘要 : 本文以单片机为控制核心 , 基于 PT2262/ 2272 无线收发模块 , 实现了窗帘的无线远程智能控制 . 该控制器通过高频无线收发模块实现了遥控窗帘的开合控制; 根据外部光线强弱实现自动开关窗帘 ; 根据设定时间自动完成开关过程; 通过语音播报当前环境温湿度信息以及当前工作状态 , 并可以实现一个遥控器控制多台分机 .该系统具有抗干扰能力强、结构简单、性能稳定, 一机多用 , 成本低廉 , 利于推广等特点 , 能够满足智能家居需求 ,具有良好的市场应用前景.

关键词 : 单片机 ; 智能化 ; 无线控制

0 引言

随着人们生活水平的提高 , 智能家居成为了家居生活的主题, 传统的电动控制窗帘一般功能单一 ,智能化程度低, 而本文以单片机为控制核心 , 基于PT2262/ 2272 无线收发模块 , 实现了窗帘的无线远程智能控制. 该控制器通过高频无线收发模块实现了遥控窗帘的开合控制;

根据外部光线强弱实现自动开关窗帘 ; 根据设定时间自动完成开关过程; 通过语音播报当前环境温湿度信息以及当前工作状态, 并可以实现一个遥控器控制多台分机.

1 系统设计

1. 1 硬件系统基本组成

系统主要由以 STC5410AD 单片机为控制核心的遥控器和控制器两部分组成, 如图 1 所示 . 图 1(a)为遥控器框图, 包括单片机、按键控制模块、显示模块、PT2262 无线发射 , DS1302 时钟模块等 . 图 1( b) 为控制器框图, 包括单片机、 SHT10 温湿度传感器、ISD4002 语音模块、 PT2272 无线接收模块、位置检测、电机控制模块等.

遥控器端可以通过按键控制窗帘的开合、查询当前窗帘控制器的状态以及室内的温湿度信息, 还可以设定窗帘自动开合时间, 设计时将 PT2262/ 2272的地址端放置了拨码开关, 从而一台遥控器可以控制多个窗帘控制器.

控制器端能够接收来自遥控器的信号 , 通过电机模块完成对窗帘的控制, 在系统中 , 位置检测模块

采用了光电传感器检测减速齿轮的转动齿数来实现控制. 报警模块可以对当前的操作给以提示 .ISD4002 语音模块实现播报当前的温湿度信息功能 .

1. 2 系统硬件设计

在该设计中首先要解决的两个问题一个是遥控器的选择, 另一个是电机的控制 . 市场上基于PT2262/ 2272 无线收发模块容易购买 , 价位低 , 电路稳定性好, 抗干扰能力强 , 通过单片机容易控制 .控制模块中利用 L293 小功率直流电机驱动集成芯片完成了对直流电机的驱动, 其内部具有 H 桥和控制电路, 不会出现控制信号问题形成的 H 桥短路现象, 外围元件少 , 容易通过单片机控制. 控制模块中利用 ISD4002 芯片采用直接模拟量存储技术, 音质好 , 信息可长期保存 , 低电压供电 , 录

放时间长 , 便于利用单片机实现控制 , 使用灵活 . 图2 为系统主机的电路图 , 图 3 为系统分机的电路图 .

1. 3 系统软件设计

系统遥控端软件包括 : 按键扫描、编码、地址设置、时间采集、温湿度采集、报警、定时中断等子程序; 分机端软件包括 : 解码、报警子程序 , 电机驱动位置检测等. 图 4 为无线收发程序流程图. 整个系程序用C51 编写实现 .

主机部分 : 遥控的地址信息可以由单片机的EEPROM 事先设定也可以由按键在线修改 , 一旦有按键按下, 经编码后 , 由 PT2262 组成的高频模块发射. 在设计中 , 现有的无线收发模块的工作电压为12 V, 而单片机工作电压为 5 V, 单片机无法直接驱动无线收发模块的引脚, 因此设计中单片机与收发模块相连的引脚都通过光耦完成电信号的隔离和控制, 另外还可以查看当前的时间和温湿度等信息 .分机部分: 一旦 PT2272 解码模块接收到数据 ,通过读取数据引脚 Q0~ Q3 的状态判断主机的请求. 从而实现窗帘的开合操作 , 系统通过对电机齿轮的光电计数来判断当前窗帘的开度.