蔡睿思
[摘 要]智能窗帘控制系统是应信息时代发展趋势，现代化技术灵活应用的一个具体表现，在日常生活中应用，可以为人们提供更加优质、智能的服务。在智能窗帘控制系统优化设计中，通过单片机的应用，可以赋予智能窗帘控制系统语音或光控制开关，根据收集到的信息来控制智能窗帘控制系统运行，为社会生产生活提供更加便利的服务。文章主要就智能窗帘控制系统中单片机的使用展开分析，在了解单片机功能特点基础上，多角度优化设计，便于打造更加可靠的窗帘控制系统。
[关键词]智能窗帘控制系统;单片机;智能控制;人性化
[中图分类号]TP273.5;TP368.1 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）03–000–02
[Abstract]The intelligent curtain control system is a concrete manifestation of the flexible application of modern technology in accordance with the development trend of the information age. It can be applied in daily life and can provide people with more life. In the optimization design of intelligent curtain control system， through the application of single chip microcomputer， the voice or light control switch of intelligent curtain control system can be given， and the operation of intelligent curtain control system can be controlled according to the information collected. To provide more convenient services for social production and life. This paper mainly analyzes the use of single chip microcomputer in intelligent curtain control system. On the basis of understanding the functional characteristics of single chip microcomputer， the multi-angle optimization design is convenient to create a more reliable curtain control system.
[Keywords]intelligent curtain control system; single chip microcomputer; intelligent control; humanization
社会生产力水平不断提升，涌现出很多前沿的技术手段，尤其是单片机的大范围普及应用，极大地促进了智能产品的推陈出新。尤其是当前智能家居平台的创新发展，集合了诸多现代化技术手段，将计算机技术、自动控制技术和集成布线技术整合在一起，可以使家庭各个子系统有机整合在一起，创设更加安全、舒适和智能的家居环境。而单片机则是语音控制或光控制窗帘开合的核心设备，在接受指令后可以将声音转化为控制指令，实现设备的语音控制。加强智能窗帘控制系统中单片机应用研究，便于提升智能家居水平，为后续相关研究创新提供支持。
1 智能窗帘控制系统的发展现状
信息时代背景下，现代化技术手段凭借其优势开始广泛应用在人们生产生活各个角落，日常生活的方方面面开始向智能化发展。智能家居作为智能化的具体表现之一，带给人们更加便利的服务，其中窗帘作为主要的装饰性家具，日常主要是通过手动开关，较为麻烦，而采用智能窗帘控制系统，基于单片机实现窗帘的自动化控制，不需要人工每日开关窗帘，在提升人们生活质量方面具有积极作用。如果外界光线强度达到一定标准，窗帘会自动开启，强度低于一定标准值则会自动关闭。智能家居在国外应用广泛，已经渗透到人们的生活中，但是相较于国外，我国的智能家居起步较晚，配套技术落后，还有待进一步优化完善。本文基于单片机进行智能窗帘控制系统设计，则是智能家居的具体表现，同时也是未来主要發展趋势。目前，我国的智能家居实践已经取得了可观成果，表现在智能窗帘方面，借助无线遥控、红外线和定时遥控，可以实现窗帘自动化、智能化控制。基于智能化传感器实现外界环境各项参数收集，包括温度、光照强度和风速等，实现窗帘智能化操作，在为人们提供优质、便捷服务的同时，也可以进一步延长窗帘使用寿命。
2 单片机在智能光控窗帘系统中应用
单片机类型多样，多是STM32单片机或STC89C52单片机。其中STM32单片机的优势鲜明，电压低，整体的功耗较低;精度高，可以连接传感器，并且配备的存储空间较大，满足大量数据信息的传输需要;配备了双通道串行通信接口，异步或同步串行通信功能，与PC端连接;计算速度较快，CPU利用率极大提升，减少资源浪费情况。STC89C52同样具有低功耗的优势特点，凭借CMOS8位微控制器，赋予其强大的性能;配备了8K在系统可编程Flash，运作频率最高可以达到48 MHz。这些特性，可以进一步强化控制系统的灵活性，降低总体控制成本。
2.1 系统框架
基于单片机设计的光控窗帘控制系统，具有智能光控、红外遥控和定时控制等功能。各个接口需要同MCU连接，建立系统控制模块单元。基于AT89C3为单片机芯片，配备ULN2003驱动芯片、ADC0832模数转换芯片以及VS1838b红外接收头等，实现窗帘系统智能化控制。智能光控系统主要是依据传感器来感受外界光照强度，以此为依据自动化控制窗帘开启和关闭。因此，基于光敏电阻来采集外界光照强度数值，输入到AD转换电路模拟转化为数字信号，借助单片机发出控制指令给电机控制窗帘开启和关闭。
控制系统的具体功能，有以下几点：
（1）光照控制。智能窗帘控制系统选择光控制方式，需要借助光敏电阻来采集和检测外部光照强度数值，同预设值对比分析来控制电机自动化运转。光敏电阻所收集的数值，属于动态模拟量，还需要借助专门的模数转换模块转化为数字信号经由单片机输出，最后控制步进电机不同方向运转，实现串联自动化开启和关闭功能。进一步细化，即外界光照强度符合开启标准，窗帘自动开启;当晚上光照强度不符合开启标准，窗帘自动闭合。
（2）定时控制。此项功能是不依据外界光照强度，根据系统预设的开启或关闭时间，在到达指定时间时自动运行，实现窗帘的开启和关闭。
（3）按键控制。通过按下实体按钮来控制窗帘，此项功能多是为了在其他智能化控制方式失效后，或是其他特殊情况下使用的一项功能，更加人性化，满足多种情况下的窗帘开启和闭合功能需要。
（4）红外控制。此项功能同样属于手动控制范畴，基于红外遥控器，远程控制窗帘的开启和闭合，依据用户的个性化需要控制。
2.2 控制系统模块
（1）单片机控制模块。主要是以STC公司推出的STC89C52单片机作为主控芯片，该芯片具有性能高、能耗低的优势特点，属于一种技术先进的微控制器。配备了8K系统可编程Flash存储器，基于高密度非易失性存储器技术生产加工，可以高度兼容工业产品指令。同时，由于芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，因此可以满足多种情况需要，加之PC端的控制程序系统变成写入功能，将用户的程序代码输入到单片机系统中，不需要编程器即可满足系统控制需要，提升系统运行速度，降低成本。
（2）时钟模块。主要是选用DS1302芯片，初始化后立刻计算时间，读取时间，达到预设时间后自动开启和关闭窗帘。DS1302优势突出，具有涓细电流充电功能，同时整体的能耗低，不需要耗费过多电能。基于DS1302实现年、月、日、周、时、分、秒计时，工作电压为2.0 ～5.5 V。通信功能可以同步实现，基于三线接口、CPU同步运作，一次性发送多个字节信号和数据。同时，该芯片内部配备了RAM寄存器，用于存放临时性数据信息。由于DS1302的前沿性，可以实现以往产品型号功能兼容，但整体的功能更加多样，功耗更低。
（3）光照检测模块。该模块配备了AD转换芯片和光敏电阻，光照强度模拟量数值采集后，模拟量基于AD转换为数字量，直观呈现。
（4）按键模块。配备5个按键，主要是用于调整光强度，开闭时间以及当前时间调整等。
（5）显示模块。显示模块选用LCD1602液晶，满足基本时间信息显示需要，不同厂家生产的芯片特性有所差异，但具体使用方法殊途同归。
（6）电机驱动模块。ULN2003为电机驱动模块，接收单片机发送的命令后控制电机正向或是反向转动，其中包含大电流复合晶体管阵列、高耐压以及NPN复合晶体管，可高效处理原本需要标准逻辑缓冲器处理的数据。
3 单片机在智能语音窗帘控制系统中应用
3.1 系统框架
语音识别ASR技术，本质上是通过构建待识别的关键字列表，将语音指令信息通过字符的形式输入到LD3320内部，操作简单，不需要用户培训即可快速掌握。所以，关键字列表识别技术是智能语音控制的核心技术。
推行智能家居控制系统设计，集合了非特异性人类语音识别技术，对用户发出的语音指令进行智能化识别，同时发出控制指令，为用户提供更加优质、可靠的服务。系统包含了核心主控和语音识别两个部分，其中硬件电路进一步细化，涵盖了STC89C52单片机最小系统、语音识别模块、四路继电器模块和LED灯四部分。语音识别需要主要是由STC11L08XE单片机实现，配套的语音识别芯片，则是选用LD3320型号，推行并行模式智能化控制，实现智能家居的空调、LED灯光照明等多方控制需要。
程序涵盖部分较多，包括ASR识别、应用IO端口定义、LED灯测试、单片机初始化、中断处理功能、延迟功能、用户执行功能等。其中，应用IO端口定义，主要是对模块上控制继电器和LED灯的端口进行定义，系统初始化阶段不需要ASR串口支持。
ASR识别，依据系统控制要求设置需要识别的关键字列表，数据通过字符的形式上传到LD3320内部。
LED灯测试，检测单片机是否正在执行工作指令，延时200 ms。
用户执行功能，用于控制继电器和灯光的开关。
程序在运行后，设置寄存器用于存储数据，语音芯片通过收集和执行命令，启动ASR操作;语音识别信息成功后，开启对应功能，开启单片机;单片机驱动继电器开关。语音识别失败则无法正常运行程序。
3.2 系统特性分析
智能语音控制窗帘开启或关闭，该系统主要是基于单片机和语音识别模块运作，尽管功能较为便捷，但是在智能家居领域还处于摸索尝试阶段。因此，未来系统优化改进中，应致力于推动语言识别的多样性，基于现代化信息技术配备智能语音操作开关，丰富识别语言种类，通过此种方式便于更大范围推广语音控制开关功能，提供语音识别技术支持。可以识别特定文字控制窗帘，也可以通过拍手、打手指智能控制窗帘开启和关闭。另外，應进一步增强智能语音识别能力，具备更强的抗干扰性和灵敏度，为用户提供更加便捷、可靠的智能化服务。未来的智能语音控制系统，还要注重电路和程序优化设计，基于前沿技术降低系统模块功耗，提升系统性能，进而实现智能家居高水平发展。
4 结语
智能窗帘控制系统不断优化改进，通过单片机的应用，相较于传统的人工开闭窗帘方式更加智能化、自动化。通过现代化技术手段应用，收集光照强度、湿度和风速等信息，为用户提供多种控制方式，带来的便利服务对于改善用户生活质量有着积极作用。
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