彭鴻昌 陳世林 程秋紅

（東南大學(xué)成賢學(xué)院電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，江蘇南京210088）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我們所處的時(shí)代也在飛速進(jìn)步，很多高新技術(shù)的快速融入，讓我們的生活環(huán)境以及生活方式發(fā)生了巨大的改變，很多智能化的產(chǎn)品都能帶給我們更舒適的生活方式，比如說對(duì)自身所處地區(qū)氣象數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)了解也是我們生活的一部分。通過各類傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前天氣的各種數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理后直接反饋給用戶，能讓用戶實(shí)時(shí)了解當(dāng)前的天氣情況，做好充足的準(zhǔn)備，這樣就不會(huì)再發(fā)生衣服穿多穿少、下雨天忘記帶傘等等情況，從而讓我們的生活更加方便、更加舒適。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要以51單片機(jī)作為主控模塊，由溫濕度模塊、大氣壓模塊、光照強(qiáng)度模塊、人體紅外模塊以及舵機(jī)、繼電器、語音控制等模塊組成完整體系。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架圖

2 硬件部分設(shè)計(jì)

2.1 主控芯片的選擇

本系統(tǒng)采用的是STC89C52單片機(jī)，它是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，這都使得STC89C52成為了眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提高靈活性、有效性的解決方案。

2.2 智能窗戶的設(shè)計(jì)

智能窗戶的設(shè)計(jì)需要涉及降雨概率和光照強(qiáng)度，控制流程如圖2所示，當(dāng)對(duì)通過溫濕度模塊以及大氣壓模塊采集回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，計(jì)算當(dāng)前降雨概率，若降雨概率較大，則通過控制舵機(jī)關(guān)閉窗戶，以防雨水濺入室內(nèi)；若降雨概率較低，則通過光強(qiáng)傳感器判斷當(dāng)前是白天還是夜晚，若是夜晚則也自動(dòng)控制關(guān)窗。

圖2 智能窗戶控制流程

2.3 智能燈光的控制

智能燈光的控制涉及人體紅外傳感器以及繼電器控制，控制流程如圖3所示。通過人體紅外傳感器檢測(cè)室內(nèi)是否有人員活動(dòng)，若有則控制繼電器接通電源，打開燈光；若5 s內(nèi)沒有檢測(cè)到人員活動(dòng)，則斷開電源連接，從而關(guān)閉燈光。

圖3 智能燈光控制流程

2.4 出行提醒的設(shè)計(jì)

出行提醒的設(shè)計(jì)需要涉及語音模塊和人體紅外模塊，控制流程與智能燈光控制基本相同。在用戶準(zhǔn)備出門時(shí)，因脫離人體紅外監(jiān)測(cè)范圍，延遲5 s后斷開燈光，并開啟語音提醒，通過語音模塊簡(jiǎn)單播報(bào)當(dāng)前天氣狀況，提醒用戶出行準(zhǔn)備，未雨綢繆。

3 軟件部分設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)程序的兼容性，將系統(tǒng)程序分成了多個(gè)模塊分別處理，并且各個(gè)模塊有相應(yīng)的形參作為接口。系統(tǒng)程序主要包括main函數(shù)、數(shù)據(jù)采集函數(shù)、智能控制函數(shù)及顯示函數(shù)。給系統(tǒng)上電后，首先會(huì)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行基本的初始化設(shè)置，然后根據(jù)采集的天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并實(shí)現(xiàn)智能控制。程序流程圖如圖4所示。

圖4 軟件流程圖

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的智能氣象小屋，是大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和完善后，各模塊可以較好地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)反饋、智能控制燈光、窗戶以及出行提醒等功能，能在用戶居家及出行時(shí)提供方便舒心的生活體驗(yàn)。

[1]覃光鋒.多功能自動(dòng)調(diào)光器硬件設(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù)，2017（4）：28-30.

[2]唐德琴.電子溫度測(cè)量?jī)x器技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].電子科學(xué)技術(shù)，2009，27（1）：1-8.

[3]李行善.基于串口組件的體系結(jié)構(gòu)[J].電子串口與儀器學(xué)報(bào)，2010（8）：15-16.

[4]陶紅艷，余成波.傳感器與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[5]魏學(xué)業(yè)，周永華，祝天龍.傳感器應(yīng)用技術(shù)及其范例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015.