河南省挑战杯获奖作品卧室迷你智能窗户.doc

卧室迷你智能窗户
编码： 甲4B02502B

第十一届“挑战杯”
河南省大学生课外学术科技作品竞赛
作 品 申 报 书

作品名称： 卧室迷你智能窗户

学校全称：

个人申报者姓名
（集 体 名 称）：

指导老师姓名：

类别：
□自然科学类学术论文
□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文
□科技制作
þ 小发明创造

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卧室迷你智能窗户
摘要:智能家居又称智慧家居/智能住宅，在国外常用Smart Home表示。自从美国康乃迪克州哈特佛市出现了首栋的“智能型建筑”后，全世界的人们开始争相致力于研究智能家居相关产品。而智能窗户作为智能家居的其中一种产品模型，也在不断的被创新与改造。
　　智能窗户采用人工控制与智能控制相结合，利用综合布线、网络通信、安全防范、自动控制、新材料应用等技术，融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的创新型产品。本系统用到了单片机、光照传感器、温度传感器等各类检测传感器、新型复合材料和数模转化器等重要设备，以达到对智能窗户的自动控制。该系统通过各类传感器采集测量信息，采用中值滤波算法实现测量信息的有效处理，经过数模转换器把模拟信号转化为数字信号，输入到单片机中，并与控制信息进行比对，输出转机转动信息，以此控制窗口状态，实现智能监测与调节的功能。考虑到人们的临时特殊需求，此次设计使用模式互换功能来屏蔽智能控制信息，响应用户的临时设置信息，以满足用户的特殊需要。
本项目创新之处是使用多传感器采集测量信息，采用非线性中值滤波算法分析测量数据，数据更加的合理精确,使用模式互换功能能够自动调节窗户颜色以及。智能窗户的设计还融入了绿色生活的概念，通过太阳能板将太阳能转化为电能，为智能窗的电路提供必需的电源，减少了人工电能的消耗。综合考虑温度、通风、照明等情况，智能窗设计为两层，上层为单扇，下层分多扇，更大程度的保证室内的通风、采光和温度等需要。可拆卸式植物花盆的特有设计和节能小夜灯的装载，不仅改善了生活环境，而且省去了很多不必要的麻烦，为卧室主人提供一个良好的居住和睡眠环境。
　　智能窗设计融入科技、装饰、节能、绿色、便利等特点，很好的体现了“科技改变生活”“绿色生活”“节能降耗”等时代主题。

关键字：智能窗 多传感器 STC89C52单片机 绿色生活

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卧室迷你智能窗户
目 录

摘 要 1
1 绪论 3
1.1 卧室智能窗设计的背景及意义 3
1.2 卧室智能窗研究的市场现状及发展趋势 3
1.2.1 市场现状 3
1.2.2 存在缺陷 4
1.2.3 发展趋势 4
1.3 卧室智能窗设计实现的功能 4
1.4 卧室智能窗设计的创新之处 5
2 卧室智能窗的整体结构 5
2.1 手工模型展示 5
2.2 手绘图片展示 6
3 卧室智能窗的设计与制作 6
3.1 所需部件（列举部分） 6
3.2 系统总体设计 6
3.3 窗户材料选取 7
3.4 STC89C52单片机 8
3.5传感器 8
3.5.1 传感器模块 8
3.5.2 传感器测试工具 10
3.6 太阳能电池板 11
3.7 LED显示屏 11
4 功能实现过程 12
4.1数据采集与发送 12
4.2数据处理 14
4.3数据发送及控制 15
4.4人工遥控操作 16
5 卧室智能窗的创新装饰与环保 17
5.1 节能小夜灯 17
5.2 可拆卸式花盆 17
6 结束语 18
参考文献 19

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1 绪论
1.1 卧室智能窗设计的背景及意义
雾霾、百年一遇的大风等这些环境的剧烈变化对人们的生活提出了越来越多的挑战；严重的室外污染、室内的装潢气体累积不散等等严重危害了我们的生活质量。随着科技的不断发展，我们对自己的生活质量提出更高的要求，开始不断地向绿色化、自动化、智能化的家居生活迈进。而卧室迷你智能四叶窗（以下简称为卧室智能窗）是在市场现有的模型基础上进行改造与创新，利用物联网的相关技术和生活经验对智能窗户加入一些人工智能与美化，使之能够达到自动控制窗户的开关、自动检测雨天、自动对室内的温度与室外温度进行均衡调节、自动对室内的光线强弱程度进行调节、自动根据室外风力的强弱程度进行调节窗户的展开角度以及自动对室内外的空气浓度进行检测并报警等等，这些都给卧室主人高要求的室内生活带来了极大的便利和安全保障。
1.2 卧室智能窗研究的市场现状及发展趋势
图1-1 市场智能窗户
1.2.1 市场现状
通过调查现有智能窗的现状以及翻阅资料，我们可以了解到如今市场上已经存在的一种智能窗户主要是以两片玻璃间夹有带电粒子，通过控制电流让玻璃在透明与不透明之间转换，它还可以手动转换“夏季模式”和“冬季模式”，但造价高、耐久性差，生产过程还会产生对人体有害的物质。另一种是韩国电子技术研究所的相关研究人员利用光的折射和反射原理研究出来的智能窗户，它可以随着光的强弱程度的变化自动改变玻璃的透明度，从而实现在“夏季模式”与“冬季模式”间智能转换。但我们不难发现，这种靠改变温度而进行的转换是通过窗户自身感光变化来实现的，因此需要大量时间关闭窗户，而全封闭的窗户就不能够为我们的卧室提供新鲜空气和适时适量的通风。
1.2.2 存在缺陷
通过调查和仔细分析市场上现存的智能窗户，可以得出以下几点明显缺陷：
（1）大部分智能窗户的制作材料有待进一步检验，在过高的阳光温度下可能产生有毒气体。
（2）大部分智能窗户没有考虑到温度、通风程度等相关因素的舒适度是因人而异的，不能够进行人工调节与自动调节相结合。
（3）大部分智能窗户都是一整块玻璃，既不美观，又不能够同时满足室内光线强度和室内通风量的要求。
（4）大部分智能窗户的研发只是单纯的考虑了市场需求，并没有考虑到节能环保概念的引用等等。

1.2.3 发展趋势
在这个高谈绿色环保但又饱受环境污染煎熬的年代，我们既需要舒适的生活，又需要新鲜的空气和对资源的节约。因此，智能窗户的发展将会进一步朝着节约成本、绿色环保的理念去发展。譬如：可以利用太阳能转换成电能为智能窗户的所有电路提供必需的电源等等。
1.3 卧室智能窗设计实现的功能
（1）当室外刮风下雨时，能够通过风雨传感器进行检测，并根据风力的强弱和雨点的大小来调节窗户展开的角度，既能防止雨水进入室内导致物品损坏，又能保持室内良好通风。
（2）通过红外线传感器监测分析，当室外碳氧化合物等气体浓度超过房间设定浓度标准时，及时关闭窗户。
（3）选取的窗户材料可以在“夏天模式”和“冬天模式”中进行智能转换，窗户的玻璃颜色程度随着温度进行调节，与温度传感器相结合，时刻保证室内的温度。夏天通过反射散失热能；冬天通过折射最大化的吸收热能。
（4）在窗户上加载涂层之后变成太阳能电池板，美观且实现对整个窗户系统电路提供电源，达到节约电能的概念。
（5）在窗户上进行植物花盆的安装，白天安装有植物花盆的一面适时朝外，可以使它接受阳光；夜晚朝内，加之适当的小夜灯照射可以进行光合作用，进而对室内空气进行调节，既能节省力气又能达到绿色环保的概念。
1.4 卧室智能窗设计的创新之处
通过对市场上的智能窗户仔细研究和分析，我们在市场上现有的技术和理论的支持上，以智能控制为主线，侧重产品的节能、环保以及人工控制三大模块进行添加与设计。
（1）可拆卸式植物花盆的特有设计，既省略了我们每天将植物花盆搬来搬去的麻烦，又提供了室内必然的新鲜空气和绿色概念。
（2）装载节能小夜灯，利用太阳能提供的电源，既节约了用电，又能够为卧室主人提供必要的睡眠工具，还可以为植物夜间的光合作用提供光源。
（3）窗户的整体设计将一整块改为上下层，上层玻璃为上下180度旋转式，下层玻璃为左右360度旋转式。两者之间相结合，更大程度的保证室内的通风、采光和温度问题，另外也便于主人清洁窗户。
（4）通过整体绿色、节能的概念设计，增加人工红外线遥控控制与自动控制相结合，产品在安装之后，卧室主人可以根据自己喜好进行一定设定，然后智能窗在满足主人设定条件的情况下进行工作，这样使产品显得更加美观实用。
2 卧室智能窗的整体结构
2.1 手工模型展示

图2-1 手工模型下的窗户几种状态
2.2 手绘图片展示

图2-2 手绘图形下的窗户几种状态
3 卧室智能窗的设计与制作
3.1 所需部件（列举部分）
STC89C52单片机；太阳能节能板；LM324运算放大器；LM317稳压芯；LM386功率放大器；L298驱动芯片；7805，7806稳压芯片；电阻；电容；电位器；11.0592MHz晶振；ZigBee节点；红外式传感器等等。
3.2 系统总体设计

图3-1 系统总体结构图
该智能窗户系统由电子系统、相应程序、新材料应用和机械部分组成。电子系统包括温度、雨天、风力等相关传感器、处理器、显示屏、及其他辅助电路。机械部分可根据使用场合的不同而进行设计；在电子控制系统中，传感器起着重要的作用，它关系到控制的精度，合理选择传感器是系统成功的关键。此外，由于各种干扰存在，除了选用性能优良的传感器外，还需进行软件上适当的滤波算法，以保证数据的可靠性；传感部分是由多个传感器收集环境各项参数的。为了快速准确的采集数据，在接收传感器采样时要合理的设置巡检优先级，这可以通过程序实现出于实用性，人机交互和节能也是关键问题。因此，系统除了能够自动控制调节之外，还配有便于用户使用的遥控和显示设施。所有的参数都可以通过遥控设置、改变、保存，运行过程中用户也可以通过遥控改变开窗状态。电子系统框图如图3-1所示。
3.3 窗户材料选取
根据韩国研究人员研制的新型智能窗户中使用的一种特殊聚合体，它是一种带电粒子，名为“抗衡离子”，同时以甲醇为溶媒。这种窗户能够达到在“夏季模式”与“冬季模式”间智能转换。夏季室外温度高，智能窗户会变暗，以“反射大部份太阳光，防止建筑内部受阳光照射而过热”;冬季室外温度低，智能窗户的玻璃会变得透明，以接收太阳带来的免费热量，“通过吸收太阳能，让房间保持温暖”。智能窗户由完全不透明状态转变成几乎完全透明状态用时很短，只需要几秒钟时间。新型智能窗户无论是造价还是毒性都比现有市场最常见的智能窗户大大降低，因此智能窗户应选用此种材料。

依据标准
参考标准
GB/T7106--2008
抗风压变形能力为第9级（5KPa）
GB/T7106--2008
空气渗透性为第7级
GB/T7106--2008
雨水渗透性为第6级（1200Pa）
GB/T8484--2008
保温性能为K=1.5W/M2.K
GB/T8485--2002
隔声性能为三级（31dB）
表3-1 窗户选材依据标准
3.4 STC89C52单片机
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
图3-2 STC89C52单片机
具有以下标准功能：　　　
工作电压：5.5V-3.4V（5V 单片机）；
工作频率范围：0-40 MHz,实际工作频率可达到48MHz；
工作温度范围：-40-+85摄氏度；8k字节Flash；512字节RAM；
32位I/O口线；看门狗定时器；内置4KB EEPROM，MAX810复位电路；
3个16位定时器/计数器；4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）；全双工串行口；
另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式;
空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作；
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止;最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
3.5传感器
3.5.1 传感器模块
作为传感器模块部分是该系统中不可缺少的部分，窗户外界的条件通过各个相关传感器进行感应，感应之后的结果会经过单片机进行数据处理，窗户会做出相应的角度变化。此传感器模块包括：温度传感器、红外线传感器、光强传感器、风速传感器、雨点传感器等。以下是对各自传感器的介绍。
（1）温度传感器
因为测试的是非接触式物体温度，所以选用非接触式温度传感器。热敏电阻体积小是优点，它能快速稳定感受温度变化，不会造成热负载。不过也因此很不结实，大电流会造成自热。由于热敏电阻是一种电阻性器件，任何电流源都会在其上因功率而造成发热。功率等于电流平方与电阻的积。因此刚好能适配所选用的小电流源的电路。
（2）红外线传感器
通过红外线传感器对气体的分析与检测电路，当窗外碳氧化合物等气体浓度超过所设定的标准后，由系统控制自动关闭窗户。
图3-3 红外线传感器原理图
（3）光强传感器
为便于用户根据光强不同决定开窗状态，设置了光强传感器。利用光敏电阻GL5528设计了光强传感器。光敏电阻是利用半导体光电效应制成的一种阻值随入射光强变化而改变的电阻器，入射光变强，电阻减小。使用时将光敏电阻与10kfl的电阻构成测量电桥后接至5V电源，当外界光照变强时。光敏电阻阻值变小，尺分压变大，取电压差值即可判断光强变化，从而改变窗户展开的角度。
图3-4 光强传感器原理图
（4）风速传感器
考虑到系统应具有体积小，成本低的特点。气象测量中使用的风杯式传感器无法满足要求，因此将风速信号转化成压力信号进行测量。选用的LAM—H4压力传感器采用应变电桥原理。将作用在表面的微小压力转化为差分电压。输出的信号经放大后再输入单片机处理。经换算即可表示风力等级。根据测量风力的等级不同，改变电路中的电阻，（根据电阻值变化）来控制窗户展开的角度。
（5）雨点传感器
当我们出门在外遇到下雨天时，总是会苦恼忘记关闭室内的窗户，而导致室内地板潮湿甚至损坏，造成不必要的损失。基于此种因素，我们利用雨点传感器，通过雨滴落在雨点传感器上产生电路短路，相关工具发出指令，起动电机，并关闭下檐四扇窗户，上檐窗户打开呈一定角度。当雨水停止，电路恢复正常状态，电机重新启动，调节窗户角度。这样既能够防止雨水进入室内，又能够保持室内通风。
3.5.2 传感器测试工具
我们在物联网实验室内的智能网关中，找到“我的设备→NandFlash→WSN→智能网关.exe”文件双击执行。进入智能家居控制软件，选择左侧节点4。选择LED3按钮，同时观察ZigBee节点4上4个LED灯的变化，如下图节点上的LED3闪烁，说明ZigBee节点接收到了网关所发出的控制信号，我们可以自己控制网关上其他3个LED按钮并观察效果，从而得出一些实验数据和实验效果。
图3-5 网关与协调器连接以及信息采集类ZigBee节点
3.6 太阳能电池板
太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。在这里，此装置，白天用来储存太阳能，将储存的太阳能转换成电能以供系统电路使用，另外是供智能窗户上安装的节能灯使用。
3.7 LED显示屏
LED显示屏可以显示系统检测到的室内温度、窗户开关状态及展开角度等等，通过LED显示屏的显示，卧室主人可以更加清晰地知道室内环境，便于主人根据自己的喜好进行调节与控制。
3.8 红外线遥控设置
遥控器由红外接收及发射电路、信号调理电路、中央控制器8031、程序及数据存储器、键盘及状态指示电路组成。
遥控器有两种状态：学习状态和控制状态。当遥控器处于学习状态时，使用者每按一个控制键，红外线接收电路就开始接收外来红外信号，同时将其转换成电信号，然后经过检波、整形、放大，再由CPU定时对其采样，将每个采样点的二进制数据以8位为一个单位，分别存放到指定的存储单元中去，供以后对该设备控制使用。当遥控器处于控制状态时，使用者每按下一个控制键，CPU从指定的存储单元中读取一系列的二进制数据，串行输出（位和位之间的时间间隔等于采样时的时间间隔）给信号保持电路，同时由调制电路进行信号调制，将调制信号经放大后，由红外线发射二极管进行发射从而实现对该键对应设备功能的控制。在这里，我们利用红外线遥控器可以根据自己的适应程度与喜好对智能窗户进行人工控制。
4 功能实现过程
图4-1 功能实现用例图
整个系统是在STC89C52单片机控制下工作的，使用此系统的角色有传感器、信息定时采样器、房主、单片机、数据存储器、LED显示器。卧室主人可以对系统设置一个自己觉得舒适的各项指标，然后卧室窗外界天气、气体浓度、温度等条件变化通过相对应的传感器感应，传感器得到的数据会经过单片机进行数据存储和读取，在满足最初设定的各项指标的前提下，窗户由电机控制根据其外界条件进行状态改变。其工作过程包括数据的采集与发送、数据处理、数据发送及控制、人工遥控操作等，具体情况如下。
4.1数据采集与发送
系统从传感器输入数据流至单片机处理数据到存储器保存数据。数据采集首先是各类传感器对外界信息的采集，在信息定时采样器的控制频率内，各类传感器分别收集各自的状态数据，经过信号处理后送到中央处理器进行运算处理，并根据结果再由控制器发送相应控制指令。整个过程涉及信息采集、信息转换、信息处理、输出指令等过程。
　　其中，信息采集时：温度传感器分为室内和室外两种，分别感应各自的温度，并经过后期信息转换分析后形成最终的温度信息从而进行相应的指令；风力传感器应用了敏感压力传感器精确收集风力实时信息，通过压力信息转化为风力大小，然后形成相应的指令雨量传感器用了水浸传感器来感应雨天的反应数据，然后对数据进行分析，形成指令；光照强度信息的采集由光敏电阻的阻值转化为光照强度后再形成相应指令；有害气体由红外气体传感器进行测定，该传感器是通过一种基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯-比尔Lambert-Beer定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体的传感装置，通过测定数据经由控制器生成相应的指令。
以上介绍了信息采集的简要方式及过程，其中还包括数据的转换、运算。在信息转换时先有模拟信号经过信号放大、电路滤波后送到AD采样器，并经过模拟数字转换器（ADC）进行转换，最后数据融合后传入ARM控制器，在优先级的控制下，形成相应的指令进行传送。
图4-2 系统功能图
4.2数据处理
单片机通过对采样器传来的数据和存储器读取的各种控制数据和采样器传来的数据进行分析，按照一定的优先级进行比较，判定当前窗户应处于何种状态，再与当前窗户状态进行比较，从而控制转机转动，并保存窗户状态信息。
图4-3 流程图（左为A图、右为B图)
（1）单片机通过对存储器读取的各种控制数据（如图A）
用户对智能窗户系统进行数据的输入，通过红外线遥控装置或者LED显示器输入控制信息，当用户输入的各种控制数据与系统设定的各种信息的最坏的情况进行比较，若不在此范围内，则取消用户的设定信息，返回重新输入；若在系统设定的信息范围中，则进入读取系统预设临界数据，进一步去验证数据的合法；若数据不合法，返回并重新输入；若数据合法，则保存设置信息，结束程序。以温度传感器为例，如果输入的数据不合法，比如温度设置为50度，则提示用户输入错误，输入的数值只有在系统内定的数值范围之间才会保存设置。如果用户重新输入26度，输入数据合法，系统会保存设置。
（2）单片机通过采样器传来的数据进行分析（如图B）
不同的传感器传出的信息，经过D/A转换成数字信号，单片机上存储器接受信息，并按周期去采样更新存储器的数据，CPU读取存储器控制信息，然后根据控制信息和采样信息进行判断该时刻窗口应处的状态，CPU读取当前的窗口的状态，判断窗口是否需要转动，若需要转动，则转机转动；否则结束。例如：温度传感器传给单片机上存储器当时温度为26度，CPU读取存储器控制信息，并判断出此时刻窗口应该是开状态，还是关状态，然后根据当时的窗户的状态去判断转机是否转动，若判断出的窗户状态与当时的状态相反，则转机转动；若判断出的窗户状态与当时的状态相同，则结束程序。
4.3数据发送及控制
外界条件的变化会由单片机得到数据并由单片机负责处理发送指令到电机，电机得到指令后开始按照设定的数据标准进行工作，让窗户进行相应的角度转换。
智能即为能自动对外界各种情况变化作出相应处理。智能窗户主要是针对有害气体、风、温度、雨雪、光照强度做出反应，我们在这里对所得指令设定巡检优先级为：临时设置、有害气体、风、雨雪、温度、光照强度、（优先级依次降低)。以下是对以上因素在各种情况设定的处理情况（优先级依次降低，以下数据乃模拟数据)：
利用模式互换功能，若模式处于临时设置模式时，屏蔽智能调节控制信息，
优先处理临时设置的控制信息。
（1）有害气体浓度超标，不考虑其他因素，所有窗户全关闭，花盆朝内；
（2）当风力超过某一危险数值时，即达到了某一上限临界值（6级）时，不考虑其他因素，所有窗户全关闭，花盆朝内；
（3）下雨量超过中雨（12小时内降水量15～30mm或24小时内降水量25～50mm的降雨过程时，不考虑其他因素，所有玻璃全关闭，花盆朝内；
（4）温度低于15度时，不考虑其他因素，所有玻璃全关闭，花盆朝内；
（5）温度高于35度时，不考虑其他因素，上下层玻璃全关闭，花盆朝外；
（6）当光照强度过强，超过了3万lx，不考虑其他因素，下层玻璃全关闭，上层玻璃外开30度，花盆朝外；
（7）当风力在3-5级之间，雨雪量属于12小时内降水量5～15mm 或24小时内降水量10～25mm之间时，温度在15-35之间时，上层开30度，下层开30度；
（8）雨量属于中雨，即12小时内降水量5～15mm 或24小时内降水量10～25mm的降雨过程，风力3级以下温度在15-35之间，上层开45度，下层开30度；
（9）当风力在3-5级之间，若雨雪量12小时内降水量小于5mm，温度在15-35之间时，上层开30度，下层开45度；
（10）当风力小于3级，温度在15-20，雨量较小或者无雨，上层开45度，下层开60度；
（11）当风力小于3级，温度在20-35，雨量较小或者无雨，上层开60度，下层开90度；
（12）当风力小于3级，温度在15-25，雨量较小或者无雨，光照强度适中，比如在0.1万lx --3万lx之间，上层开60度，下层以花盆得到最大光照为主进行调整张开的角度。
（13）为了防止用户由于误操作,输入不合理的数据，造成不必要的损失，在人工控制输入控制信息时，要与系统设定的各种信息的最坏的情况进行比较，若不在此范围内，则取消用户的设定信息。各种信息的临界值如下表（以下数据是经过某种换算关系换算的）：
外界状态
最低值
最高值
有害气体浓度（mg/m3）
0
10
光照强度(万lx）
0
60
温 度(℃)
-15
40
雨 量（mm/12h）
0
100
风 力（m/s）
0
13
表4-1 相关信息临界值
4.4人工遥控操作
在输入数据合法化的前提下，主人可以根据自己的喜好设置窗户的各种控制数据。当达到设置的条件时，窗户会自动处于这个条件下的相应状态。
无线控制:主人可以自由设置窗户的打开和关闭状态，遥控器会自动保存数据，并且窗户会做出相应的调整。
主人设置好窗户的打开和关闭状态后，当达到设定打开的条件时窗户会自动打开，打开之后会随着外界条件变化而处于不同的状态直至达到主人设定的关闭条件。若是外界条件达到设定的临界值时，系统将会屏蔽主人设置的关闭信息，自动对窗户进行关闭。
自我控制:若是外界条件达不到主人设置的打开条件，主人也可以按下打开键，并设置窗户处于哪种状态，窗户会自动处于相应的状态。
当外界条件达到了主人设定的打开条件。窗户就会自动打开，并随着外界的条件变化而处于不同的状态，在这个过程中若是主人想要关闭窗户直接按下关闭键窗户就会改变现有状态，自动关闭；若是主人非常喜欢窗户的某个状态可以在这个状态的时候按下固定键，窗户就会一直保持这个状态，直至达到关闭窗户的条件。主人也可以直接调到自己喜欢的状态，在按下固定键窗户就会一直处于这个状态，直到达到关闭的条件。
5 卧室智能窗的创新装饰与环保
5.1 节能小夜灯
节能小夜灯灯光柔和，在茫茫黑暗中，起到指引照明的作用，同时又兼具一灯多用之功能，加入熏香精油即成薰香灯，加入驱蚊精油或驱蚊液可成环保驱蚊灯，能达到无毒驱蚊的效果，特别适应婴童居室。加入食醋则可达到消毒杀菌、净化空气之功效。新装修居室可以分解有害气体。
在智能窗户的边框上加载节能小夜灯，利用太阳能板储存转换的电能提供电能。节能小夜灯能根据用户的设置，在规定的时间内自动点亮或关闭。比如可设置晚上19:00-22：00点亮，其余时间都是熄灭。
节能小夜灯的多样新颖款式和多种概念类型也为原本色彩比较单调的智能窗户带来了一丝色彩与温馨。 节能小夜灯在市场上有销售的商店，价格低廉，给房间带来温馨，加上太阳能提供的电源，融入了环保的元素。
5.2 可拆卸式花盆
图5-1 可拆卸式花盆
考虑到绿色植物对室内空气中的某些污染物具有良好的净化功能，现在的人们每天总是把一盆盆笨重的花盆从室内搬到室外，晚上再从室外搬到室内，在这里我们设计了一个可拆卸式花盆的概念。花盆两端的卡壳刚好能够与窗户
的每一小窗页上的间隙缝合，可自由拆卸，便于我们更换植物。
当晴天时，附有花盆的一侧窗户会倾斜朝外，得到阳光的滋养，进行光合作用，改善房间内的空气质量；当阴雨天时，附有花盆的一侧窗户会朝内；到了晚上时，附有花盆的一侧窗户朝内，接受小夜灯的光照，可以继续进行光合作用。当阴雨天时候用户恰恰不在家，智能窗户也能自己关闭，保护花草免受冻伤，大大节省了人力；另外，绿色的环境为主人的良好睡眠提供一个保障。花盆的设计给爱种花的用户提供了方便，丰富用户的文化生活，调节生活品位。
花盆的花草有美化环境的作用，也可以有效吸收太阳强光中对眼睛有害的紫外线。如果用户不喜欢花盆，可以将花盆独立的去掉，不影响智能窗户的整体使用。
6 结束语
此智能窗充分利用了物联网和其他一些相关的知识，集现代声、光、机、电等技术于一体，实用性强、可靠性高。作品通过各种传感器检测各种信号再经过单片机处理输出，实现早晨晚上自动开关窗、自动防风、防雨、调节室内光强等功能一定程度上解决了外界环境给人们日常生活中的很多烦恼。玻璃所拥有的旋转功能解决了高层住户擦窗难的问题，能够带给人们更加舒适干净的生活环境。
当然在实施的过程中也遇到了一些问题，我们在不断努力解决。我们相信有一天我们的作品能够在我们的现实生活中得到很好的应用。当我们出门在外的时候不用再为突然下雨时着急卧室的窗户还没有关闭；当我们早晨匆匆忙忙去上班时不用再花费力气和时间将花盆搬来搬去；当我们晚上熟睡时不用再担心透过室内的风太大而着凉等等，相信我们的智能窗户会带给大家更多的舒适与便利。

参考文献
[1]马忠梅.单片机C语言应用和程序设计(第四版)[M].北京航天航天大学出版社.2007.02
[2]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛制作实训[M].北京航空航天大学出版社.2008.01
[3]李硕.贾子庆.张明玮.基于多传感器的智能窗系统设计[M].哈尔滨工业大学出版社.2011.10
[4]陈有卿.叶桂娟.555时基电路原理设计与应用[M].电子工业出版社.2007.9
[5]丁元杰.单片微机原理及应用（第三版）[M].北京机械工业出版社.2005.7
[6]陈明计.周立功.嵌入式实时操作系统原理及应用[M].北京航空航天大学出版社.2004.1
[7]STC89C51RC/RD+系列单片机器件手册[S].宏晶科技.
[8]物联网应用技术实训系统实训教程（智能家居）[S].吉林中软吉大信息技术有限公司

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