該項目的核心為相應的傳感器、處理器和執行器，傳感器采用了溫濕度傳感器DHT11、光敏電阻，處理器采用了STC12C5412AD,執行器為直流電機。傳感器測量的數據，通過處理后，與預先在處理器中設定的值作比較，并做出相應的反應，電機作為執行者，通過齒輪和齒輪條帶動窗戶移動。

1.項目背景及目的

在現代社會，對室內設計而言，窗簾不僅具有遮光作用，更有美化功能，它不僅可以協調居室的色彩搭配，而且能夠柔化空間造型的線條，營造溫馨愜意的環境。隨著單片機芯片的集成度越來越高以及生產成本逐步降低，現在很多廠家生產的自動窗簾（含門簾）控制系統，都是由主機（以微電腦芯片為核心組成的智能控制中心）、各種傳感器（紅外線傳感器、風雨信號傳感器等、溫度傳感器、煙霧傳感器等）、各種報警終端（警燈、警笛、電話報警器、接警指揮中心等）、遙控器以及一系列機械傳動裝置組成的一種具有智能化、人性化、網絡化的高科技產品。因此，本次設計的主要目的就是設計一個只能的自動窗，實際上可以歸為智能家居的一個方面。

2.項目實現

2.1 自動窗的設計思想

自動窗的設計思想是：利用傳感器對溫度、濕度和光照強度進行實時檢測，并通過檢測值實現對自動窗電機組件的控制。以關窗避雨和及時通風。

整個設計共分6個階段完成：前期調查-方案選擇-硬件設計-軟件設計-系統調試-撰寫文檔。第一階段主要了解目前國際國內自動窗領域的現狀和主要功能；第二階段從技術方案角度充分了解目前自動窗一般采用那些方式實現，選出一種最佳方案，并針對該方案查找研究和論證各組成部分的可選方案和最佳方案；第三階段學習并熟練掌握硬件設計過程中要用到的Altium Designer軟件，設計并繪制選定方案的電路并做出樣品；第四階段學習并熟練掌握單片機程序開發軟件Keil并編制自動窗控制程序，研究控制方法；第五階段，調試前兩個階段完成的系統，在調試過程中掌握系統調試的方法和經驗；第六階段完成對整個設計的書面總結。

2.2 自動窗的總體框圖

本次設計將要完成的系統主要實現4大功能：檢測環境溫度、檢測環境濕度、檢測環境光強、對自動窗驅動電機的控制。系統框圖見圖1所示。

2.3 系統工作原理

自動窗的工作原理是：對環境量進行實時采集，并根據預設值對自動窗進行調節。系統工作過程中不斷對環境量進行采集，整個系統即是一個閉環控制系統。本次需要采集的環境量為溫度、濕度和光照強度三項，而被控對象為滑動式窗戶。自動窗系統的最主要的功能是避雨和保持室內白天在適當溫度下通風。

2.4 主要器件選擇

2.4.1 單片機的選擇

由于本設計對控制器的要求并不是很高，只需要在51單片機上增加AD模數功能即可，而STC公司研發的STC12C54XX系列單片機，正是結合了AD轉換功能的51單片機，結合課堂所學，本次設計最終選擇STC公司的STC12C5412AD.

2.4.2 溫濕度傳感器的選擇

溫度傳感器常用的主要有熱敏電阻和專用的溫度傳感器。

采用專用的集成溫度傳感器（如AD590、LM35/LM45）和數字化溫度傳感器（DS18B20、DS1620）測溫，數字化溫度傳感器具有接口簡單、直接數字量輸出、精確度高等優點。

濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。

本項目中同時需要以上兩個傳感器，所以我們選擇了市場上較為前沿的溫濕度傳感器：

DHT11.

DHT11數字溫濕度傳感器是一款含有已校準熟悉信號輸出的溫濕度復合傳感器，它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性和卓越的長期穩定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點。每個DHT11傳感器都在即為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數以程序的形式存在OTP內存中，傳感器內部在檢測型號的處理過程中要調用這些校準系數。單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為給類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選擇。產品為4針單排引腳封裝，連接方便。

3.最終效果

最終展示出來的，就是一個完整的自動窗。通過預先程序中設定相應的溫度、濕度、光照強度值，窗戶能夠做到：下雨自動關窗，低溫自動關窗，天黑自動關窗，天氣晴朗且溫度適宜自動開窗。

窗戶自動開關電路由5V電池供電，光敏電阻、溫濕度傳感器實時檢測數據傳送給單片機，單片機處理后與程序設定值比較，并做出反應，通過L298驅動直流電機正轉或者反轉以達到開關窗目的。

4.項目發展

該項目目前的設計只考慮了實現其基本功能，其發展前景還是很客觀的。

測量方面，可以加入的有：風速儀、煙霧傳感器，紅外探頭以及其他可能需要的傳感器。

實現功能方面，可以擴展的有：測量風速，風速過大時，關閉窗戶防止風沙進入；煙霧報警，著火時，通過添加蜂鳴器或者報警器等報警；防盜，小偷通過窗戶進入時，通過窗外安置的紅外探頭檢測；其他擴展功能。

智能家居方面，單片機可以通過無線模塊連接家中的控制中心，通過中心編程改變設定值及控制方式。簡單的也可以在窗戶上添加設定按鈕，用戶自行設置預定值。

外觀方面，可以加入12864等液晶顯示當前溫度、濕度、風速等，還可以加入各類指示燈，如當前窗戶狀態、傳感器狀態等。