基于PLC的智能窗帘控制系统

PLC的智能窗帘控制系统

基于PLC的智能窗帘控制系统

摘要:进入21世纪以后，科学技术得到了迅速的发展，伴随着从互联网到物联网的转变，带动着相关智能产品的发展，其中智能窗帘得到了广泛的应用，越来越多的研究者展开了一系列的研究。目前投入使用的智能窗帘控制系统大多数都是有线组网，而且功能单一，稳定性差。为了提高智能窗帘的实用性、安全性和舒适性，本文基于可编程控制器和相关技术设计了一款无线智能窗帘控制系统，主要研究以下工作。

PLC可编程控制器是一种基于小型智能计算机的新型智能计算机控制系统，采用自动化和最新技术集成各种智能计算机技术。这种控制技术非常简单，易于使用，而且非常稳定。该色谱柱的优点目前在很多地方使用，非常有用。据统计，可编程控制器是工业自动化设备中使用最广泛的设备。现在将这种可编程控制器应用在家居的窗帘上面，可以让窗帘可以实现智能控制，可以给人们的生活带来很大的方便，实现智能家居生活。以前的智能窗帘的控制通常使用简单的电子电路和继电器来设计。它的构造非常的麻烦，也非常的不稳定，还经常容易坏，很难适应功能的变化。可编程控制器使用小的电脑处理器作为核心的，非常的稳定，非常的可靠，也十分的好用。特别是PLC实现的控制系统一般采用梯形图语言编写，根据继电器接触器控制系统电气原理图进行程序设计，它的构造很单一，很好的不受打扰的能力，工作过程中非常的顺利，时间的设置也是非常的简单的。时间，编程简单，易于扩展的功能，灵活的修改，并具有完整的自诊断和显示功能，维护工作极其简单。因为PLC配有内部实时时钟，因此可以通过PLC控制现在的智能窗帘。另外，由于PLC具有通讯联网功能，可以把窗帘的控制系统和家庭里面总的智能控制系统连接在一起，实现全智能的家居生活，这样人们的生活将会非常的便捷，这也是未来家居生活的发展方向。 关键词:PLC 处理器 窗帘 控制系统

Intelligent Curtain Control System Based on PLC

Abstract:After entering the 21st century, science and technology have developed rapidly, along with the transformation from the Internet to the Internet of Things, leading to the development of related intelligent products, in which the intelligent curtain has been widely used, and more and more researchers have launched a series of research. At present, most of the intelligent curtain control systems put into use are wired networking, with single function and poor stability. In order to improve the practicability, safety and comfort of intelligent curtain, a wireless intelligent curtain control system based on programmable controller and related technology is designed in this paper. The main research work is as follows.

PLC programmable controller is a new type of intelligent computer control system based on small intelligent computer. It integrates all kinds of intelligent computer technology with automation and the latest technology. This control technology is very simple, easy to use and very stable. The advantages of this column are currently used in many places and are very useful. According to statistics, programmable controller is the most widely used equipment in industrial automation equipment. Now this kind of programmable controller is applied to the curtain of the home, which can make the curtain realize intelligent control, bring great convenience to people's life and realize intelligent home life. In the past, the control of intelligent curtains was usually designed with simple electronic circuits and relays. Its structure is very troublesome, very unstable, and often easy to break down, it is difficult to adapt to changes in function. Programmable controllers use small computer processors as the core, very stable, very reliable, and very useful. Especially the control system realized by PLC is usually written in ladder diagram language. The program is designed according to the electrical schematic diagram of the relay contactor control system. Its structure is very simple, and it has a good ability to be free from disturbance. The working process is very smooth, and the setting of time is very simple. Time, simple programming, easy to expand functions, flexible modification, and complete self-diagnosis and display functions, maintenance work is extremely simple. Because the PLC has an internal real-time clock, it can control the current intelligent curtain through the PLC. In addition, because PLC has the function of communication networking, it can connect the curtain control system with the general intelligent control system in the family to realize full intelligent home life, so people's life will be very convenient, which is also the development direction of future home life.

Keyword:PLC Processor Curtain Control System

目录

目录

第一章 引言 ........................................................................................................................................................... 1

1.1课题研宄的背景 ...................................................................................................................................... 1 1.2智能窗帘控制系统国内外发展状况

.................................................................................................. 2

1.3课题研究的意义 ...................................................................................................................................... 2 1.4本文研究内容 .......................................................................................................................................... 3 第二章PLC的概述 ................................................................................................................................................. 4

2.1PLC的简介 ................................................................................................................................................ 4 2.2PLC的基本结构 ........................................................................................................................................ 4 2.3PLC的工作原理 ........................................................................................................................................ 4 2.4PLC的特点 ................................................................................................................................................ 5 2.5PLC的应用 ................................................................................................................................................ 6 第三章智能窗帘控制系统方案设计

3.2系统网关架构设计

................................................................................................................. 6

3.1系统功能分析 .......................................................................................................................................... 6

.............................................................................................................................. 8

.................................................................................................. 9

3.3智能窗帘控制系统所用到关键技术3.4本章小结

3.4Ｚｉｇｂｅｅ技术 ................................................................................................................................. 10

............................................................................................................................................ 10

第四章系统的硬件平台设计 ............................................................................................................................... 11

4.1系统硬件总体结构设计 ........................................................................................................................ 11 4.2系统硬件电路设计 ................................................................................................................................ 12 第五章 软件的设计 ............................................................................................................................................. 15

5.1软件主流程设计 .................................................................................................................................... 15 5.3 通信程序设计 ....................................................................................................................................... 17 第六章 调试测试 ................................................................................................................................................. 18

1.调试前准备 ............................................................................................................................................... 18 2.系统的调试 ............................................................................................................................................... 18 3.调试结果 ................................................................................................................................................... 18 结论 ....................................................................................................................................................................... 19 致谢 ....................................................................................................................................................................... 20

I

第1章 引言

1.1课题研宄的背景

在新事物生产技术的发展和改进，以及互联网接入技术和相关控制技术的推动下，智能控制发展迅速，可广泛应用于这一领域。智能控制在现代控制设备系统中的应用最为普遍，也越来越受到人们的欢迎。随着科学技术的飞速发展，人们的总体生活水平有了质的飞跃。人们不再满足旧的生活环境，对目前的生活空间环境有更高的要求。在享受高科技带给我们的便利、智能和安全的同时，我们也应该让家庭环境更加舒适和便利。这是生活水平进步的必然发展。程。智能控制科学给我们带来了一种更智能的生活方式，窗帘是家庭生活中不可缺少的家居用品。使人们的生活环境更加舒适，同时保护人们的隐私。目前，我们居住的建筑空间风格对窗帘设计的要求也越来越高。新颖、方便、智能、美观的窗帘在人们的心目中。它们不仅能解决每天手动开关的麻烦，而且能展现生活的味道。因此，智能窗帘控制系统将很快在日常生活中得到推广。我相信，在不久的将来，它也将适用于不同的场合，如每个人的家、酒店外、办公室等。智能自动窗帘具有十分广阔的市场前景和发展前景。我们应该加强对这种产品的研究。

人民生活水平的提高，意味着人们对生活环境提出了更高的要求，这也是社会发展的必然规律。对我国来说，科学发展处于初级阶段，各种科技产品无法与发达国家相比。人们的生活条件开始富裕起来，新兴的智能产品也有了轻微的改善。但我们相信，智能系统将有广阔的发展前景。智能系统不仅可以为我们创造一个舒适便捷的生活环境，而且可以带动一系列产业的发展。良好的发展环境和广阔的发展市场，将使智能控制产业的更多功能焕然一新。最后，科学技术的发展给我们带来了变化。随着计算机技术和嵌入式技术的不断发展，家电智能化越来越重要。自动窗帘的设计，让人感受到新技术带来的便利。它不需要手动打开，而是完全智能控制。它不仅简单而且有品位。在自动控制系统中，有根据光强自动控制的单元。当光强变化时，亮度可以自动调节，使人们更适应环境的变化，感受到智能技术带来的社会进步，智能窗帘控制的应用应运而生。在科技含量高的西方发达国家，智能窗帘已应用于数千户家庭。然而，在我国，这项技术仍然是一个高端的前沿产品，因此必须推广一套综合智能、价格合理的智能窗帘。

1.2智能窗帘控制系统国内外发展状况

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事实上，智能幕技术产品已经在西方发达国家得到应用。十年前，我国市场上出现了一种电力控制的窗帘的影子，但由于价格太高，安装技术不成熟，一直没有得到推广。近年来，随着计算机控制技术的不断发展和技术本身成熟价格的下降，电动窗帘在我国市场上逐渐活跃起来。电动窗帘的技术差不多，但价格差距很大，有几百块的，也有上千块的。从智能窗帘的成就来看，主要是欧美发达国家引进了新型的隔音窗帘。它是一种由薄的隔音膜组成的新型窗帘，能从内到外形成连续的隔音通道，具有良好的隔音效果。美国已经开发出一种节能的活动窗帘。主要由高耐久涤纶织物和具有反射能力的铜箔组成。采用带有保护层的铜箔，达到节能效果。同时，除增加太阳能发电系统外，减少了玻璃与窗帘之间的空气对流，白天直接吸收阳光进入窗帘。通过能量转换技术，太阳能可以转化为窗帘所需的能量。利用这项技术，窗帘可以在晴天产生50W的电能，并且可以用锂电池储存。这样可以保持房间的凉爽和室外的景色。21世纪初，英国一家大公司开发了一种集计算机技术和传感器技术于一体的窗帘。它可以根据人们的需要定制相应的功能，如遥控操作、定时开关等。

在智能产业中，智能自动窗帘可以说是一个现在刚有的行业，在我国发展迅速。由于其实用性强，能在短时间内实现功能的多样化，其人性化的控制设计已被越来越多的人所接受。在未来的发展中，它可能会超越国外技术。事实上，中国许多制造商也生产自动控制窗帘，而中国这个行业的发展性质与其他行业完全不同。目前，智能控制幕在中国已经慢慢接近数千户家庭，我相信在不久的将来它会更受欢迎。 1.3课题研究的意义

到了我们这个世纪后，现代科学技术特别是现代计算机网络的飞速发展十分普遍，智能人工控制技术也十分成熟，新材料技术在生活中得到了广泛的应用。在很大程度上改善了人们的生活环境。目前，智能自动窗帘已成为家居装饰的一种趋势。人们将摒弃以往的装饰观念，紧跟时尚潮流和智慧潮流。随着现代科学技术的发展，智能自动窗帘必将成为我国广泛使用的家居用品之一，具有十分广阔的发展空间。虽然我国科技发展时间相对较短，但科技产品与发达国家的差距也较大，智能系统在我国刚刚起步。然而，智能控制系统具有广阔的应用前景。在为我们创造高效、舒适、便捷的生活环境的同时，智能系统也可以带动大量新兴产业的发展。 1.4本文研究内容

本文设计了一种基于嵌入式可编程控制器的智能窗帘控制系统，该系统集成了现有控制系统的缺陷，具有无危险、易于扩展、价格低廉的特点。整个控制系统采用模块化

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设计思想，采用集成电路和信号处理部件组成完整的控制系统。这样，控制系统的设计可以降低研发成本和系统设计难度。本课题的设计思想是以最基本的控制器PLC为开发平台的系统。设计了相应的匹配电路。完成了电源上的转换、信号采集电路、信息传输电路、信息处理电路、信号传输电路和通信电路。信息采集部分利用了Zig。BEE技术传输，近距离信息传输采用WIFI进行传输，如果距离较长，则采用GSM短消息进行数据通信。

第2章 PLC的概述

2.1PLC的简介

可编程控制器是电脑这些电子产品中的一个部分，它是为了工业上的控制而发明创造的。老早以前的可编程控制器也叫做PLC，它是继电器之后的一个新的技术的控制器。技术发展的太快，这种可编程控制器已经不止在控制逻辑，所现在的这种控制器是叫做

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可编程控制器。简称PLC。 2.2PLC的基本结构

PLC仅用于工业中来控制计算机。其硬件结构与微机几乎相同。PLC的功率在该系统中非常非常重要。电源需要可靠，PLC制造商要做好工作。交流电压波动通常在10％至15％的范围内，PLC可以直接连接到网络，无需任何其他帮助。处理单元（CPU）的处理单元（CPU）是PLC的核心。根据PLC系统程序独有的功能，接收并接受来自编程器的数据信息，并检查电源，存储器，IO和报警定时器的工作状态，编程语言的错误也可以是找到。当PLC开始使用时，它首先扫描现场的相关设备并接受现场设备的数据信息，并在其图像区域中记录设备的相关信息和状态。解释命令后，这些设备的数据和状态可以很好地存储在图像区域中。在用户的读取存储器中一个接一个的读取用户的数据信息。根据命令把逻辑和数据发送到存储器上。全部的用户程序都被弄好之后，Ido图像区域的每一个数据都会被传送到输出的机器中去，慢慢的停下来一直到完全的停止。PLC的可靠性现在被在一步一步的被提高，这几年来用两个CPU组成了一个大的可编程控制器，另一种方法是用三个电脑核心组成一个可编程控制器。所这样的话要是其中一个电脑核心坏了还有其他的电脑核心可以继续运转。储存系统软件的机器也叫做储存程序软件的机器。可储存用户的存储器也可以用来存储一些其他数据。电路的进去和出来的口子1.电路的进入口子由光耦合电路的进入口子电路和小机器的进入口子是一起组建起来的。这个东西的作用是PLC和在现场的一些接口的指挥工具。这个场出来的电路与出来的存数据的机器，操控们的机器和自动断电的电路是组建在一起的。PLC使用出来的电路将一些有关系的信息送到现场来执行。比如计算和测量这些功能。传送信息的部分包括以太网，RS485，PROFIBUSDP通信模块等。 2.3PLC的工作原理

当PLC开始动时，工作的流程有下面几个步骤分为把采样输进去、操作用户数据和把新的东西传出来三个部分。要做好上面这三个步骤所用的时间就是一个周期。在做上面这几个步骤时PLC工作的速度必须要是不变的。

(1)把采样穿进去这个阶段就是输入采样阶段，PLC根据数据来慢慢的把这些采样传送进去，在图像的某个地方把它们保留起来。采样被传送好了之后，把采样在送给用户数据系统来操作传送出新的东西。这两个操作的步骤当中，传送进去的方式和传送进去的东西被改变了，那么图像区域中的传送方式和传送进去的东西也还是原来的样子不会变。所以传送进去是固定的信号，这个固定的信号的尺寸一定要大于扫面的时间，这样

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才能保证每一次都能被扫描进去。

(2)在操作用户的系统时，这是操作用户程序的一个阶段，PLC会有自己的逻辑来按照它的顺序进行扫描。每个梯形图片被扫描到时，都是接触梯形左侧的一个点组建成的一个地方。这些触点组成了一个顺序就是左、右、上、下，其次在根据相应的逻辑来工作，与系统中存RAM的一些区域对应的，或者是刷出新的东西和图像区中传送出来的线圈相对应。也有可能是确定梯形图中特定的命令操作。这样就是说在人们操作的时候，图像区域中传送进去的点的状态和它的信息是不会变化的，图像区域在系统中也是可以被更改的或其他的传送出来的点和机器设备都是可以被改变的。一个像梯形的东西，操作后的结果将在电线做的圈的梯形图或接下来要用的数据上进行工作与它不同的是下面的梯形图要搞出新的电线做的圈的状态或数据只用来作为一个函数来运用，这里面它处在下一个时间段的开始之初。要是用的指令，就可以在程序被使用时直接访问它。这样要是用这个指令，就没必要更新处理的图片，可以立马从模块中获得，还要一起把传送出来的图像立即更新一下，这个就不是直接的传送进去了。

(3)程序被扫描好了以后，传送出新的阶段后就可以开始进行刷新阶段。在这个时间内，电脑处理核心会根据图像上的状态和相关的信息传送出新的电路，接着传送出电路的驱动程序和相关的一些机器设备然后通过输出电路驱动相应的外围设备。

2.4PLC的特点

1可靠性高，抗干扰能力强 2通用性高，使用方便 3程序设计简单，易学，易懂

4模块技术是领先的，使用起来特别的方便 5系统设计周期短

6安装简便，调试方便，维护工作量小 7适合各种工业的生产，应用方面比较广泛 2.5PLC的应用

在现在的情况下PLC被用在了非常广泛的工业生产当中。

1.做开关的逻辑设计是PLC做拿手的，他把传统的继电器电路都给打败了，逻辑控制被它实现了然后顺序控制尽然也被他实现了，这两大逻辑被用在了工厂的生产流水线上。

2.工厂在生产控制时会进行模拟温度、压力、流量、液位、速度这些个因素的不断

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变化。要让PLC对模拟的这些数据进行操作处理，就一定要做到数字和模拟之间的相互转换。所以好多的生产商都来做这种转换的模块，就是为了要把数字和模拟进行转换，最后能够达到使用PLC对这些转换后的数据进行操控。

3.PLC可以控制转圈圈的运动也可以控制直线型的运动。他控制的设置上，在一开始的时候他的开关是直接连接在模拟器上面的，目前的情况就是它采用了专业的开关来连接。

第3章 智能窗帘控制系统方案设计

3.1系统功能分析

智能窗帘控制系统主要是与网络技术、通信技术、检测技术、智能控制水平等综合应用于家居产品中。本研究的标准是“智慧、环保、安全为本”，即以使用者使用窗帘的感受为先，让使用者根据自己的需要，实现相应的家居环境。本文所研究的智能窗帘控制系统是基于将人们日常生活环境转化为智能化技术来实现智能化的生活环境。整个控制系统主要实现以下功能。

（1）环境参数采集与控制系统

智能窗帘控制系统主要通过ZigBee设备A采集环境温度、湿度和照明强度参数，

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并将采集到的模拟信号转换成数据信号，显示在OLED屏幕上。

（2）环境参数传输控制系统

无线信号传输系统由ZigBee设备A和设备B通过绑定方式组成。设备A采集的数据通过内部通信协议实时发送到设备B，然后设备B通过串行口传输到ARM控制器。

（3）环境参数处理控制系统

ARM控制器将分析和处理接收到的数据。如果数据符合要求，将上传到数据库并保存。如果采集到的数据异常，系统会自动报警。系统自动调用存储的数据，并与设定的阈值进行实时比较，以控制相应的终端设备。

（4）系统设备保护控制系统

控制中心利用变压器实时采集设备电机的电压（电流）。经模数转换后，与设定的阈值进行比较。如有异常，系统自动停机保护。

（5）用户交互控制系统

用户交互控制系统主要包括计算机端手机软件和手机短信终端。手机软件终端使用调试辅助软件。软件可以看到环境参数并发出指令控制智能窗帘设备。除手机短信外，功能与软件应用相同。

五部分系统之间的关系如下面的关系图

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3.2系统网关架构设计

通过对智能窗帘控制系统主要功能的分析，结合现有技术手段，整个控制系统主要包括以下几个模块：环境参数自感网络、控制中心模块、执行机构模块和上位机模块。图中给出了智能窗帘控制系统M的总体网关结构设计。

ZigBee传感器网络是基于ZigBee协议栈技术的自组织网络，通过绑定将两个ZigBee设备连接成一个。ZigBee信号终端集成了温度和湿度测量传感器、照明强度测量传感器，ZigBee协调员是负责接收终端处理的环境参数。ZigBee协调员通过串行通信将接收到的环境参数信号实时传输到控制中心，处理后反馈到执行结构和主机进行显示。上位机主要向控制中心发送相应的指令，从而改变环境参数的阈值和控制方式。

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3.3智能窗帘控制系统所用到关键技术3.3.1嵌入式技术

中国已经进入了从互联网到物联网的大数据时代。从普通的家居用品到高端的军事领域，嵌入式系统的应用涉及多个领域。我们正处在科技、互联网和信息一体化、发展迅速的时代。随着大数据的爆炸和物联网的迅速兴起，嵌入式系统凭借其无与伦比的优势成为21世纪的热门技术。首先，我们不应该将嵌入式系统与我们通常谈论的计算机或PC进行比较。嵌入式系统的使用具有特殊功能的特点。这与我们通常使用的PC机应用系统不同。它通常需要与特定的应用程序相结合。只有根据需要实现功能，才能赋予嵌入式系统生命力。其硬件和软件可根据需要进行定制，主要适用于系统功耗大、封装尺寸大、安全性能差的应用系统。嵌入式系统包括硬件和软件两个模块。硬件平台包括单片机、存储器、I/O引脚和内部寄存器。软件平台包括系统软件程序、底层驱动程序和应用程序。应用程序的主要功能是控制整个系统的正常运行，而操作系统的功能是控制应用程序与硬件的交互。嵌入式系统与我们的普通计算机系统也有一些共同之处。硬件为软件的运行提供了平台基础和通信接口。系统的核心技术是软件。硬件电路包括嵌入式单片机、外围电路和配置电路。软件组件分为嵌入式操作系统和嵌入式应用软件。层次结构，如图所示。

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3.4 ZigBee技术

ZigBee技术对我们来说并不陌生。它是一种集短距离传输、低成本、低功耗和简单使用于一体的无线局域网技术。ZigBee的主要应用是通信量要求不太大，数据传输范围相对较小，采集的数据可靠性高，技术本身的成本和功耗相对较低，因此应尽量选择安装方便的场合。传输速率分别为250kb/s、20kb/s和40kb/s。它可以在20米到100米之间传输，并且随着后期无线技术的改进，它的传输距离可以增加。

在本课题的设计中，我们的智能控制窗帘系统不需要很高的数据传输效率和传输量，因此在节省成本和数据采集的条件下，ZigBee技术完全可以满足系统的要求。

在ZigBee构建的域网络中，根据网络的功能要求，可以分为三个部分：点、路由器和协调器。每个部分都有自己的功能。节点可以理解为网络中的终端节点，而我们需要的系统相对简单，网络设备需要节点和协调器这两部分就足够了。节点的功能是采集前端发送的数据，接收后端发送的控制命令，并向协调器申请加入网络。路由器可以理解为整个网络中的一个中转服务中心。其主要任务是将节点发送的数据传输给协调器，转发协调器发送的数据传输给网络中的节点。协调员负责整个网络。运行是网络运行的控制中心，负责网络的建立和数据的维护。

3.4本章小结

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本章主要分析智能窗帘控制系统的功能。确定了控制系统的主要功能为环境参数采集控制系统、环境参数传输控制系统、环境参数处理控制系统、系统设备保护控制系统和用户交互控制系统，并给出了系统之间的信号传输关系。功能。系统方案框架由需要实现的功能决定。它由五部分组成：ZigBee信号采集节点、ZigBee协调器、ARM控制中心、执行结构和主机。本文给出了五个部分的模型框架。最后介绍了控制系统的主要技术，包括嵌入式技术、ZigBee技术、WiFi技术和GSM技术。

第四章系统的硬件平台设计

智能窗帘五金系统设计考虑如下：

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（1）成本方面，如果你想在市场上有竞争力，你必须首先考虑价格。本课题智能窗帘硬件系统的主要功能是方便数据的传输和接收，采用无线传输模块，低成本、低功耗模块是我们的首选。

（2）统一的接口标准，在设计系统时应考虑接口的兼容性。传统的电动窗帘传感器接口在市场上还没有统一，这给我们的后期工作带来了很大的麻烦，也降低了系统的兼容性，因为我们的数据传输需要无线设备，所以可以说是稳定的。地面设备是必要的。

（3）随着信息网络和各种智能终端的发展，主机的选择也多种多样。最重要的是智能手机、平板电脑和其他智能终端。多样性的选择为用户在体验系统的全面性和智能性方面提供了极大的便利。

（4）系统整体功能的完整性、系统功能的丰富性和完整性是决定智能幕开发的决定性因素，也是决定用户是否愿意使用智能幕的决定性因素，因此提高系统多样性的选择是开发人员需要考虑的问题。 4.1系统硬件总体结构设计

智能的窗帘系统使用的是最基础的可编程控制器的单片机，它里面的机器元件有供电的电源，收集信息的区域，收集温度信息的元件，收集光的信息的元件，控制这些原件的主要控制器，一块显示屏幕，一个电动机驱动，还有报警的机器以及做互联网的模块。在下面的图里面可以表示出来。

4.2系统硬件电路设计

智能窗帘控制系统的硬件由九部分组成。可以参照电的划分的线路的特性，把线路

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分为供电的电路，收集信息的电路，还有进行信息交流的电路。 4.2.1电源电路设计

在系统的机器元件上面，用来驱动的电动机还有电动机里面的芯片所要的供电是12伏特，还有一些元件的供电需要的是5伏特。在一开始选用电源的时候是选用24伏特的，再通过转换机变成了12伏特和5伏特输出来。

4.2.2采集控制电路设计

采集控制电路由输入采集电路、主控单元电路和输出控制电路组成。输入采集电路包括环境温湿度、周围的光的明亮程度以及一些比较重要的信息的收集，主要一些地方的设计里面有非常小的系统的设计，还有一些部分里面有电动机的控制系统，以及一些输出信息的指示灯。采集控制电路如图所示。

（1）输入采集电路设计

输入采集电路由温湿度采集电路、光强采集电路和按键采集电路组成。

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（1）温湿度采集电路设计

房间里面的温度和湿度的信息的收集都是使用相关的传感器。传输的工具的输出和可编程控制器里面的一些元件相连接，可编程控制器可以读取输进去的信息，这样就能够每时每刻测试环境的湿度和温度。

（2）照明强度采集电路设计

光强采集采用光敏电阻模块，采集的数据通过2英尺的距离与单片机P.7脚相连。利用单片机内部的A/D转换功能，实现对环境光强的检测。

（3）按键采集电路设计

四个键分别代表“手动键”、“自动键”、“打开窗帘键”和“关闭窗帘键”的控制命令。 (2)主控单元设计

主要控制的模块是由单片机和各种不同的电路组成的。晶体振荡器电路由一个12兆赫晶体振荡器和两个30 pf电容器组成。振动器的电路的目的是为了让单片机能够按照顺序进行工作。不同的电路里面有很多的组合的按钮，还有电解的电容器组件，还有些不同规格的电阻。复位出来的信息和长度是9英尺的单片机一起连接。符合组建的电路是为了电容器提供不同的信号，控制单片机返回上电状态，解决由于电源电压波动导致单片机不能正常运行的问题。 (3)电机驱动电路设计

单片机与某一个元件的脚和P2.7这个原件的脚相连，主要是为了控制电动机的信号。P2.5脚和P2.6脚与L298N的IN1、IN2连接在一起，然后P2.5脚和P2.6脚控制发电机运动指令。L298N的输出1和输出2控制电机1移动。D7-D10四个1N4148保护二极管防止在电源把电关掉以后就会把电动机弄坏了。 4.2.3蓝牙通信电路设计

蓝牙通信电路是经过HC-06蓝牙元件、MAX332核心元件和其他的元件组建起来的。MAX332是一个非常常见的转换芯片，是用在单片机与蓝牙模块之间的，让他们之间的电流变得平衡。单片机的P3.0和P3.1的插脚与MAX332电平转换芯片的11和12的插脚相连。HC-06发出的控制命令由单片机内置的串行口接收。蓝牙通信电路如图所示。

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第五章 软件的设计

5.1软件主流程设计

系统软件工作后，首先执行初始化程序。初始化程序完成IO管脚的分配和定时器和串行端口的初始化。初始化后，程序进入一个while（1）无限循环。

在循环中按顺序执行以下操作：

（1）初始化完成后，执行钥匙扫描程序，确定系统的当前工作状态。如果是手动模式，则根据开关窗口按钮的按下状态调用电机控制程序来控制电机运行；如果是自动模式，

然后继续执行步骤（2）。

（2）首先，调用通信程序接收和处理来自远程控制终端的命令。如果命令作为控制命令接收，则调用电机控制程序来控制电机的运行。如果为参数设置了命令，则保存

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并保存接收到的参数。

完成后，调用传感器检测程序采集当前环境参数，并根据采集结果确定开关窗口的条件是否满足。如果没有，请返回步骤（1）。如果满足切换窗口的条件，则调用电机控制程序来控制电机。

然后，执行步骤（3）。

（3）确定电机动作的定时时间是否到，若不到规定时间继续执行电机控制程序。如果达到规定的时间，蜂鸣器将被控制发出警报声并返回步骤（1）。软件工作流程如图所示。

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5.3 通信程序设计

在信息相互交流的过程中，无线控制的结束端发出了操控的指令，操控环境的相关信息的调节点，还有窗帘移动的动作。这里面的控制命令还有环境温度的高低，环境里面水分多少，环境的明亮程度。根据这些信息系统会自动打开关闭以及开多少的窗帘都会自动操作。下面就说一下这相互之间的信息传输命令，无线控制的终点以及系统操控的终点的信息是使用数学方式来计算的。用AA来作为开头，命令的符号就是（01和02），01就是表示窗帘的打开操作，02就是环境的调整的意思。这里面的信息都是用三个字组建成的。当窗帘的动作开始发出时候，01这个命令就是关闭的意思，其他的信息以及命令就默默的关闭。当窗帘开始动的时候，1到3这三个数字就分别代表环境的温度，环境里面的水分，还有明亮程度。控制端的接受情况在下面图中可以表示。

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第六章 调试测试

1.调试前准备

通过PLC系统和自动洗车控制系统的具体形状配合完成本控制系统的调试。自动洗车控制系统使用STEP7-Mcro/WIV4.0编程这款软件，程序选择梯形图进行编写。调试之前先要对PLC与电脑进行连接能够相互通信，在通信正常情况下将事先弄好的程序下载到PLC中。再根据硬件接线图将自动洗车控制系统的具体形状与PLC进行连线，PLC 的24V直流电源给直流电动机和直流电磁阀提供工作电源，最后通电调试。 2.系统的调试

自动窗帘控制系统调试步骤:

（1）检验设备硬件，完成外接电路接线，打开电脑上的STEP7-Mcro/WI V4.0编程软件，对PLC和电脑进行通信，确保其通信正常。

（2）将已经编译好的程序下载到PLC中，并让PLC开始处于工作状态。

（3）检查非自动运行模式是否正常，选择非自动运行模式后，按下“启动”按钮，再按下其他各个功能按钮，观察其能否实现相应的功能，如果不能实现，再进行程序修改和硬件方面的检查。

（4）检查自动运行模式是否正常，选择自动运行模式后，按下“启动”按钮，观察系统整体运行状态，若不能实现预期的功能，再进行程序修改和硬件方面的检查。

（5）人为设置故障，检查控制系统是否具有发生故障后自我保护的功能。若出现故障PLC能够自动停机，则预期功能实现。

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3.调试结果

反复调试，观察系统的整个运行过程，以确定控制系统的稳定性和精准性。得出最终的结论，该控制系统能够实现自动洗车的控制要求，在自动运行过程中，该系统可以实现预设的各种功能。当洗车过程中遇到故障时，自动洗车控制系统能及时停机，能够起到安全保护的作用。通过多次调试，本设计预期功能均能实现。

结论

这次这个设计，把 PLC 作为智能窗帘的控制系统最核心的技术。在做这个设计的时候，在选用硬件元件的时候是非常的简单的，但是在软件设计过程中，因为有很多的设计要求，在测试的时候会出现不少的问题，所以需要慢慢解决。

（1）在 PLC 程序的制作过程中，常常会出现两个圈圈因为很多软件是不能够使用两个圈圈的，这里面就需要加一个继电器配合。

（2）这种全自动的窗帘的开关都是这种可编程控制器里面的计算器以及参数控制的，设计者只需要根据实际的用处，改变控制系统里面的参数就能够让整个程序都发生改变。

（3）可编程控制器的种类是非常的多的，但是用作窗帘就是一样的功能，所以可以通过改变 PLC 的型号，实现自动打开、自动关闭、智能采光等多种功能。

（4）通过改变控制程序可实现根据现实的环境自动打开，自动关闭窗帘，PLC程序也可实现关闭窗帘，打开窗帘，自动补光等单体控制。

（5）这种控制器的使用过程总，可以在里面加很多的东西，比如指示灯，蜂鸣器。通过分析说明，可知全自动窗帘的控制系统是有多种性的，各种最优控制系统均可运用，但是必须考虑它的结构和成本。

（6）应用这种可编程控制器是完全可以取代以前的老式开关的，

利用组态控制 PLC 应在程序中用中间继电器代替真正的输入开关，并且中间继电器的属性设置为读写。

最后，通过本次设计，让自己对PLC 有了更深的认识和体会，还有就是对组态软件的应用也有了新的认识和了解。

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致谢

经过一段时间的努力，我的毕业设计终于完成了。在没有毕业设计的情况下，毕业设计只是对过去几年学习到的知识的简单总结，但这一次，毕业设计发现自己有点在过去几年的学习中还有不足。毕业设计不仅是对前面学习知识的考核，也是对个人专业能力的提高。通过这次毕业设计，我了解到我原来的知识仍然缺乏。我给你下了太多的定义，让你无法学习，而我总是想着你将要做的事情，任何事情-不确定的东西都是好的，有点过高。通过本次毕业设计，我明白学习是一个长期积累的过程，在今后的工作中，应该不断学习生活，努力提高其知识和综合素质。毕业设计也使我们的同学越来越多，同学们互相帮助，没有相互理解的人在一起，倾听不同的观点来更好地理解知识，所以非常感谢你帮助我的同学。我的客户评论太多了。一般来说，它是很难知道它是否是，这是很难从它开始。最后，有一种解脱的感觉。此外，还得出一个结论，即必须应用知识才能实现其价值！有些人认为，当它定义为真时，它有两样东西需要学习，所以我认为它是正确的，它确定了真正使用它的时间。我非常感激教授给我的教导，感谢他对我时时刻刻的帮助，在做这毕业论文时，我去实验室做了很多的实验操作，也去了图书馆查阅了大量的资料，在这个过程中我学到了很多的知识，专业技能。这个设计中我明白有很多事情是我自己设计完成的，这样的话，我的个人能力和专业素养有了很大提高。这样对我将来的工作还有生活有很大的帮助。反正，完成了这个毕业设计让我受益匪浅。

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参考文献

[1] 何西才，杨静，任力英．实用传感器接口电路实例[Z].2007. [2] 刘守义．单片机应用技术[M]．西安：西安电子科技大学出版社， 2007.

[3] 张培志，陆伟.仇芝基于单片机技术的无线遥控家居照明系统[J]. 仪器仪表用户，2008（2）：36.

[4] 赵巍，冯娜.单片机基础及应用[M].北京：清华大学出版社，2009. [5] 邓俊波.红外线遥控解码的软、硬件设计方法[J].广西轻工业， 2008（4）：67-68.

[6] 李军.51系列单片机高级实例开发指南[M].北京：北京航空航天 大学出版社，2004.

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