本文是一款基于機智云物聯網平臺的開發(fā)設計,實現了遠程開關窗的智能開窗器控制系統(tǒng),系統(tǒng)的主控單元采用STM32單片機,使用直流推桿電機模擬窗戶的開關功能。光照控制部分是采用光敏模塊判斷光照強度控制窗戶開關、溫濕度控制部分是采用溫濕度模塊監(jiān)測環(huán)境溫濕度,并實時顯示在OLED屏幕上,通過判斷溫度高低控制窗戶開關,同時實現了雨滴控制和4G控制的功能。通過模塊化編程,使整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,能夠實現智能開窗器控制系統(tǒng)的設計要求。系統(tǒng)整體設計本設計采用直流推桿電機的正反轉模擬開窗器的開關狀態(tài)。開窗器的光控,采用光敏電阻傳感器進行光照強度采集判斷進行控制,實現根據光照就行開窗關窗的操作。窗戶的雨滴控制,采用雨滴模塊檢測是否有雨,當檢測到室外有雨時自動關窗,沒雨的時候開窗。

整體設計方案框圖使用DHT11數字式溫濕度傳感器采集環(huán)境溫濕度,使用OLED顯示屏實時顯示并及時判斷溫度是否超限,超限后能夠進行窗戶的關閉控制。手動模式采用4G網絡進行控制,當Wi-Fi模塊跟路由器或者熱點建立連接之后,通過遠程遙控,實現手動開關窗戶,根據手機軟件選擇控制模式,實現開窗器的自動開關控制。硬件電路設計本設計選擇STM32單片機作為主控芯片,電機采用步進電機,電機模塊采用L298N模塊作為直流推桿電機的驅動模塊,OLED顯示屏作為顯示模塊,電源模塊采用USB轉12V接口的電源線進行供電。

硬件設計原理圖軟件系統(tǒng)設計本系統(tǒng)設計采用模塊化編程,將整個程序分為主程序、模塊驅動程序、OLED顯示程序以及遠程遙控程序等。主程序主要實現各個模塊的初始化,初始化完成后,調用各個子程序模塊并完成相應的功能。

主程序流程圖
光照模塊控制軟件流程光照模塊上電,初始化完成,將采集到光照強度數據后,返回給單片機。單片機處理接收數據,根據處理結果去驅動L298N模塊,驅動完成,進而驅動直流推桿電機完成相應的動作,達到自動開關窗的目的。

光照模塊軟件流程圖雨滴模塊上電,初始化完成。采集到模塊數據后,返回給單片機。單片機處理接收數據,根據處理結果去驅動L298N模塊,驅動完成,進而驅動直流推桿電機完成相應的動作,達到自動開關窗的目的。

雨滴模塊軟件流程圖
溫濕度模塊控制軟件流程溫濕度模塊上電,初始化完成。采集到模塊數據后,返回給單片機。單片機處理接收數據,根據處理結果將環(huán)境溫濕度實時發(fā)送到OLED屏,并驅動L298N模塊,驅動完成,進而驅動直流推桿電機完成相應的動作,達到自動開關窗的目的。

溫濕度模塊控制軟件流程圖
Wi-Fi模塊控制軟件流程Wi-Fi模塊上電,初始化完成。通過ESP調試助手發(fā)送指令,設置手動模式和功能;返回給單片機。單片機處理接收數據,根據處理結果,驅動L298N模塊,驅動完成,進而驅動直流推桿電機完成相應的動作,達到手動開關窗的目的。

Wi-Fi模塊控制軟件流程圖
手機APP設計本設計使用機智云物聯網平臺進行設計,在機智云官網下載的是能入公網的固件和源碼,將固件寫入Wi-Fi模塊,配合源碼編程即可實現遠程控制。

機智云平臺開發(fā)界面本設計是基于STM32單片機和4G網絡的智能開窗器控制系統(tǒng),設計主要實現了能夠根據光照、有無下雨情況自動控制窗戶的開關,并且具備溫濕度采集和控制窗戶開關的功能。系統(tǒng)還具備手機APP遠程控制開窗器進而控制窗戶開關的功能,系統(tǒng)使用OLED顯示屏顯示界面,能夠實時顯示當前的環(huán)境信息和窗戶開關的信息。在未來,即使出門在外也能隨時隨地了解家里的情況并可以隨意操控家居環(huán)境,科技改變未來。
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