多功能智能窗設(shè)計(jì)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上參賽隊(duì)號(hào)： 項(xiàng)目中文名稱： 多功能智能窗 項(xiàng)目英文名稱： Smart Window 學(xué)校： 中國(guó)海洋大學(xué) 院系： 工程學(xué)院自動(dòng)化及測(cè)控系 指導(dǎo)老師： 黎明 參賽隊(duì)員：李明揚(yáng)、樊銘遠(yuǎn)、劉賽、黃嘉俊目錄摘要本項(xiàng)目給出了以STM32單片機(jī)為控制器的多功能智能窗實(shí)現(xiàn)方案。本系統(tǒng)以STM32單片機(jī)為控制器，實(shí)現(xiàn)智能窗根據(jù)環(huán)境自動(dòng)開(kāi)閉、手機(jī)遠(yuǎn)程遙控開(kāi)閉、防盜報(bào)警功能。智能窗的開(kāi)閉由電機(jī)帶動(dòng)，關(guān)閉后有自鎖功能；通過(guò)手機(jī)與系統(tǒng)的GSM模塊通信，可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能窗的遠(yuǎn)程控制；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)外的溫濕度，通過(guò)信息融合算法實(shí)現(xiàn)窗戶開(kāi)度的自動(dòng)控制；窗戶上的主動(dòng)紅外報(bào)警器檢測(cè)到入侵信號(hào)后會(huì)拉響警鈴，并

2、向用戶發(fā)送報(bào)警短信。關(guān)鍵詞：智能窗信息融合遠(yuǎn)程通訊AbstractThis project gives a practical scheme of a smart window which is controlled by a embedded controller , STM32 . The function of this system contains the autocontrol of the angle of the window in terms of the environment , the remote control of the window by mobile pho

3、ne , and burglar alarm . The angle of the window is controlled by a motor , and the window can be locked automatic when it closed ; the remote control is realized by the communication of the user and the GSM module of the system ; the temperature and humidity sensors can get real-time data then the

4、system can get a appropriate angle by information fusion ; the infrared alarm can detect the invader and the beeper will ring at the same time , in the same time , the user will receive the alarm message send from the system.Keywords:Smart Window Data Fusion Remote Communication一、系統(tǒng)功能分析本系統(tǒng)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一款多功

5、能智能窗，應(yīng)用于未來(lái)的智能家居。主要功能如下：、多傳感器測(cè)量:利用多組溫濕度傳感器，將各傳感器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行融合，能夠給出較準(zhǔn)確的溫濕度信息；實(shí)時(shí)監(jiān)控室內(nèi)外溫度，并反饋給用戶；配置雨滴檢測(cè)模塊，能夠監(jiān)測(cè)室外下雨情況，并及時(shí)提醒用戶。、智能運(yùn)動(dòng)控制：使用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)智能窗的開(kāi)閉，并設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，當(dāng)內(nèi)外溫濕度變化時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開(kāi)度。、人機(jī)交互功能：配置了LCD顯示器和4*4鍵盤，能夠?qū)崟r(shí)顯示室內(nèi)外溫濕度信息，可用鍵盤對(duì)各功能進(jìn)行設(shè)置，并修改開(kāi)機(jī)密碼、手機(jī)號(hào)等用戶信息；并可用GPRS模塊與用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊完成上述功能。、遠(yuǎn)程通訊功能：配置了GPRS模塊與用戶通訊，使用戶可以用手機(jī)

6、命令的形式控制智能窗任意角度的開(kāi)閉；并可對(duì)系統(tǒng)功能和用戶信息進(jìn)行設(shè)置。、防盜報(bào)警功能：配置對(duì)射式紅外傳感器作為防盜報(bào)警器，在報(bào)警開(kāi)啟情況下，檢測(cè)到外界入侵會(huì)及時(shí)發(fā)送短信提醒用戶。6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：使用MCU內(nèi)置的FLASH，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)配置信息的在線更新和掉電存儲(chǔ)，防止用戶信息丟失。二、硬件設(shè)計(jì)方案硬件整體框圖：圖2-1 硬件整體框圖1、控制器設(shè)計(jì)方案1.1控制器簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)的控制器采用STM32單片機(jī)系列的單片機(jī)STM32F103RBT6。以下是它的部分特性：（1） 采用ARM Cortex-M3 內(nèi)核，擁有最高72MHz的工作頻率，對(duì)于設(shè)計(jì)所需的較多功能能夠及時(shí)的處理。內(nèi)核中的Syst

7、ick定時(shí)器可作為精確延時(shí)的工具，便于傳感器控制時(shí)序的處理。（2） 配置128KB的閃存程序存儲(chǔ)器，足夠容納復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)代碼，并可以利用剩余的flash空間存放用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)配置信息。（3） 內(nèi)置兩個(gè)12位AD，轉(zhuǎn)換時(shí)間1微秒，并有多達(dá)16個(gè)輸入通道，可用于實(shí)現(xiàn)窗戶角度信息的采集。（4） 配置三個(gè)通用定時(shí)器TIM2、TIM3、TIM4，一個(gè)高級(jí)控制定時(shí)器TIM1，每個(gè)定時(shí)器又有四個(gè)可分別控制的通道，方便靈活，功能強(qiáng)大?？蓪?shí)現(xiàn)定時(shí)中斷，PWM脈寬調(diào)制，正交編碼輸入等功能。（5） 配置三個(gè)USART外設(shè)，可方便的與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，便于系統(tǒng)的測(cè)試；同時(shí)方便與GPRS芯片MC37i進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)短信

8、收發(fā)的控制。（6） 配置多個(gè)具有復(fù)用功能的I/O端口，速度可達(dá)50MHz，所有端口都可以映像到16個(gè)外部中斷，幾乎所有端口都可以容忍5V信號(hào)。1.2控制器外圍電路設(shè)計(jì)（1） 復(fù)位電路設(shè)計(jì)圖2-2 復(fù)位電路原理圖（2） 外部晶振電路專心-專注-專業(yè)圖2-2 外部晶振電路圖（3） 電源濾波電路圖2-3 電源濾波電路圖除了在VDDA和VSSA之間設(shè)置濾波電路之外，還在單片機(jī)所有的四個(gè)VSS和VDD之間都放置一個(gè)0.1uF的濾波電容。（4） Boot0和Boot1電路Boot0和Boot1管腳在芯片復(fù)位時(shí)的電平狀態(tài)決定了芯片復(fù)位后的啟動(dòng)方式。BOOT1=XBOOT0=0從用戶閃存啟動(dòng)，這是正常的工作模

9、式BOOT1=0BOOT0=1從系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)，這種模式啟動(dòng)的程序功能由廠家設(shè)置。BOOT1=1BOOT0=1從內(nèi)置SRAM啟動(dòng)，這種模式可以用于調(diào)試。本設(shè)計(jì)為了可以采用JTAG和ISP兩種方式下載程序， 在BOOT0處設(shè)置了一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)，進(jìn)行ISP下載時(shí)要將BOOT0管腳拉高，下載完后再拉低即可正常運(yùn)行。圖2-4 芯片啟動(dòng)方式電路圖2、程序下載與串口通訊電路設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用可以采用兩種方式進(jìn)行程序下載：ISP方式和JTAG方式。2.1 ISP下載與串口通訊電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用Prolific公司生產(chǎn)的PL2303芯片進(jìn)行USB和串口信號(hào)的轉(zhuǎn)換，它具有高度集成的特點(diǎn)，提供了一個(gè)在USB接口跟R

10、S232串口之間通信的的解決方案。在使用時(shí)，作為RS232/ USB雙向轉(zhuǎn)換器，一方面從RS232 外設(shè)中接收數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為USB 數(shù)據(jù)格式傳發(fā)送給外設(shè);另一方面從主機(jī)接收USB 數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為RS232 信息流送回主機(jī)。開(kāi)發(fā)者無(wú)需考慮固件設(shè)計(jì)，因而對(duì)嵌入式設(shè)計(jì)者是透明的，便于實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)串口和計(jì)算機(jī)USB口的通訊和ISP下載。以下是PL2303外圍電路設(shè)計(jì)：為了防止系統(tǒng)在使用外部電源供電時(shí)內(nèi)部5V電壓與USB接口的5V電壓輸入沖突，在USB電壓輸入端接500mA保險(xiǎn)絲，并串接肖特基二極管1N5819，起到保護(hù)作用。圖2-5 PL2303外圍電路圖2.2 JTAG下載電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用20

11、針的JTAG接口作為與外界的連接端口。JTAG擁有一個(gè)雙向串行端口，可以通過(guò)JTAG將需要運(yùn)行或者調(diào)試的程序下載到單片機(jī)的FLASH內(nèi)，控制STM32F103的運(yùn)行，讀取片內(nèi)寄存器值，以及刷新存儲(chǔ)器的內(nèi)容，方便了程序的編寫和維護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口是4線；TD0、TD1、TMS和TCLK，分別為數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)輸入、模式選擇和時(shí)鐘。電路中在JTAG的電壓輸入端串接肖特基二極管1N5819，在電路板采用JTAG供電時(shí)達(dá)到保護(hù)電路的目的。圖2-6 JTAG下載電路圖3、溫度傳感器電路設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用DS18B20作為溫度傳感器。DS18B20溫度傳感器是一線式數(shù)字溫度傳感器，溫度測(cè)量范圍是55125

12、，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625，精度較高；電源供電范圍為3V5.5V。18B20的最大特點(diǎn)是支持單總線掛接多個(gè)傳感器，極大地節(jié)約了硬件電路，便于多傳感器網(wǎng)絡(luò)的搭建。因?yàn)槊總€(gè)18B20有唯一的系列號(hào)，寫在傳感器的ROM內(nèi)，可以通過(guò)讀取ROM命令和搜索ROM命令識(shí)別總線上的器件，分別讀取他們的信息。以下是 18B20的電路接口圖，在電源與地直接連入0.1uF電容起濾波作用。圖2-7 DS18B20電路圖4、濕度傳感器電路設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)中濕度傳感器選擇了DHT11。DHT11溫濕度傳感器是一款濕溫度一體化的數(shù)字傳感器，其濕度測(cè)量范圍：2090RH，濕度分辨率 ：1RH，精度較高，能較精確的測(cè)量室內(nèi)的濕

13、度。同時(shí)HDT11硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，只需單片機(jī)的一個(gè)端口就可讀取其數(shù)據(jù)，非常方便。以下是DHT11的硬件電路圖：圖2-8 DHT11原理圖5、紅外報(bào)警傳感器設(shè)計(jì)方案紅外報(bào)警電路采用對(duì)射式紅外線檢測(cè)裝置，通過(guò)檢測(cè)紅外線是否被遮擋判斷是否有異常。紅外發(fā)射頭選用OSE-1L7，其外形和發(fā)光二極管LED相似，發(fā)射波長(zhǎng)940納米左右的紅外線，管壓降約1.4V ，工作電流一般小于20mA，控制方便。紅外線接收管采用IRM8601S，它是一個(gè)一體式紅外線接收傳感器，接收頭內(nèi)部集成自動(dòng)增益控制電路、帶通濾波電路、解碼電路及輸出驅(qū)動(dòng)電路。它共有三個(gè)管腳，電源、地和信號(hào)輸出，其中心接收頻率為38KHz，當(dāng)接收到38

14、KHz的紅外光信號(hào)時(shí)，會(huì)輸出一個(gè)10毫秒的低電平脈沖信號(hào)，當(dāng)沒(méi)有接收到38KHz的紅外光信號(hào)時(shí)，輸出端為高電平。以下是紅外報(bào)警電路的圖：圖2-9 紅外發(fā)射原理圖圖2-30 紅外接收原理圖圖中LED4為紅外發(fā)射管，R21為限流電阻，R17為可調(diào)的限流電阻，用來(lái)調(diào)整紅外發(fā)射管的發(fā)射強(qiáng)度，發(fā)射管的負(fù)極直接接到單片機(jī)的PWM輸出管腳，即可發(fā)射一定頻率的紅外光線。6、角度測(cè)量電路設(shè)計(jì)方案STM32F103RBT6芯片內(nèi)置了12位AD轉(zhuǎn)換器，因此為了節(jié)約成本，同時(shí)考慮到精度問(wèn)題，本設(shè)計(jì)的對(duì)窗戶開(kāi)度的角度測(cè)量采用旋轉(zhuǎn)電位器作為傳感器，將電位器兩端電壓經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到窗戶的角度。設(shè)計(jì)電路圖如下：圖2-41 電位器

15、電路圖10K電阻為分壓電阻，電位器阻值為47K，其中PC0管腳為復(fù)用管腳，此時(shí)用作單片機(jī)AD1的10號(hào)采樣通道。7、雨滴模塊設(shè)計(jì)方案雨滴模塊的原理是利用水的導(dǎo)電性，使用兩個(gè)柵狀的電極作為傳感器，當(dāng)有雨滴下時(shí)兩電極之間的電阻會(huì)變小。將10K可調(diào)限流電阻與電極串接到3.3V電源上，同時(shí)使用電壓比較器TDC393獲取電極兩端電壓，并輸出電壓比較信號(hào)。TDC393是由兩個(gè)獨(dú)立的、高精度電壓比較器組成的集成電路，失調(diào)電壓低，最大為2.0mV。它專為獲得寬電壓、單電源供電而設(shè)計(jì)，電源電壓2.0V到36V；而且無(wú)論電源電壓大小，電源消耗都很低；同時(shí)TDC393被設(shè)計(jì)成能直接連接TTL和CMOS，所以與單片機(jī)

16、接口方便。電路圖如下：圖2-52 雨滴模塊原理圖其中，R1為可調(diào)電阻，通過(guò)調(diào)整R1可調(diào)整雨滴模塊靈敏度；K1為雨滴模塊探頭的接口，以下是電極圖片。圖2-63 雨滴模塊實(shí)物圖8、GPRS通信模塊設(shè)計(jì)方案8.1 MC37i功能簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)采用GPRS模塊MC37i進(jìn)行短信收發(fā)。MC37i模塊是一款支持中文短信息的工業(yè)級(jí)的新版GPRS模塊,工作在GSM 900/1800Hmz雙頻段,電源范圍為直流3.34.8V ,休眠狀態(tài)電流消耗為3.5mA，空閑狀態(tài)為25mA，發(fā)射狀態(tài)為300mA(平均)，峰值為2.5A；可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào) ,通過(guò)接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。SIM電壓為3

17、V，MC37i通過(guò)AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù),可選波特率為300b/s230kb/s 。它支持Text和PDU格式的SMS(Short Message Service,短消息),可通過(guò)AT命令或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)，在很多應(yīng)用領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。GPRS模塊通過(guò)串口使用AT指令與外界進(jìn)行通訊，模塊可以與電腦通過(guò)串口相連，也可以用單片機(jī)來(lái)進(jìn)行控制。8.2 MC37i硬件設(shè)計(jì)：（1）MC37i電路設(shè)計(jì)方案MC37i模塊有50個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè)ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控

18、制。TC35i的第2125引腳是正電源輸入腳通常推薦值4.2V，第2630引腳是電源地。10腳是啟動(dòng)腳IGT，系統(tǒng)加電后為使MC37i進(jìn)入工作狀態(tài),必須給IGT加一個(gè)大于100ms的低脈沖,電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò)1ms。1219和3437為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DCD0、CTS1、CTS0、RTS1、RTS0、DTR0、RTS0、DSR0、RING0和TXD0、RXD0、TXD1、RXD1。MC37i模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口是一個(gè)串行異步收發(fā)器。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無(wú)校驗(yàn)位，波特率在300bps230kbps之間可選，默認(rèn)57600，支持標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集。其中34腳TXD

19、0、35腳RXD0為TTL的串口通訊腳，可以方便和單片機(jī)進(jìn)行通訊。設(shè)計(jì)電路圖如下：圖2-74 MC37i電路圖（2）SIM卡電路設(shè)計(jì)方案MC37i使用外接式SIM卡,4550為SIM卡引腳，SIM卡上的CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND通過(guò)SIM卡閱讀器與MC37i的同名端直接相連，如下圖：圖2-85 SIM卡電路圖9、LCD液晶顯示器硬件設(shè)計(jì)方案為了更好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使用戶方便的對(duì)智能窗進(jìn)行操作，并且保證操作簡(jiǎn)潔直觀，成本低廉，本設(shè)計(jì)采用LCD液晶顯示器實(shí)現(xiàn)所有的顯示功能。該模塊的主要功能是顯示操作界面，對(duì)整個(gè)智能窗進(jìn)行控制。顯示實(shí)時(shí)的室內(nèi)、室外的溫度、濕度和窗戶的開(kāi)

20、關(guān)狀態(tài)，本模塊結(jié)合按鍵模塊還可以進(jìn)行多項(xiàng)設(shè)置，通信用的手機(jī)號(hào)設(shè)置、密碼設(shè)置、報(bào)警設(shè)置、控制窗戶的開(kāi)關(guān)。本設(shè)計(jì)中的LCD模塊采用12864A-1漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊。該模塊可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16X16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8X16點(diǎn)陣）及64X256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:u 顯示內(nèi)容：128列× 64行u 顯示角度：6：00鐘直視u 顯示顏色：黃綠u LCD類型：STNu 與MCU接口：8位或4位并行/3位串行u 配置LED背光u 電源：VDD 3.3V+5V(內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓)；該模塊與單片機(jī)芯片MCU接口簡(jiǎn)單，可以是

21、8位或4位并行或者3位串行。該模塊的程序編寫也十分方便。本設(shè)計(jì)中為節(jié)約單片機(jī)GPIO端口，采用3位串行連接方式，LCD液晶顯示模塊的電路原理圖如下：圖2-96 LCD電路圖10、鍵盤硬件設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)為滿足多項(xiàng)設(shè)置、輸入的需要，采用4*4矩陣鍵盤電路。除了滿足必要的數(shù)字輸入按鍵，還結(jié)合LCD顯示器，根據(jù)不同的顯示界面，有“設(shè)定”、“確定”、“退出”等按鍵。將4*4鍵盤通過(guò)10K的排阻之后，與單片機(jī)的GPIO接口相連。由單片機(jī)的GPIO接口進(jìn)行鍵值讀取。按鍵模塊的電路原理圖如下：圖2-107 按鍵原理圖11、電機(jī)硬件設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)選用的TG-300B型電動(dòng)推桿來(lái)帶動(dòng)窗戶的開(kāi)閉。它采用永磁直流電機(jī)

22、驅(qū)動(dòng)，行程100mm，額定電壓12V，內(nèi)置限位開(kāi)關(guān)，到大極限位置后自動(dòng)停止；低噪音設(shè)計(jì)，噪音等級(jí)低于42dB，可以在室內(nèi)使用。由于電動(dòng)推桿的運(yùn)動(dòng)速度較慢，對(duì)控制的實(shí)時(shí)性要求不高，所以采用繼電器控制它的正反轉(zhuǎn)。換向電路的原理如下圖：圖2-118 電機(jī)模塊電路圖電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)Motor_ON閉合接入12V電壓，Motor_ON另一端接Motor_A，Motor_A接Motor_C（即電機(jī)正極），Motor_D（電機(jī)負(fù)極）接GND；構(gòu)成一條完整通路。電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)Motor_ON閉合接入12V電壓，Motor_ON另一端接Motor_B，Motor_B接Motor_D（即電機(jī)負(fù)極），Motor_C（電機(jī)正極

23、）接GND；構(gòu)成一條完整通路。12、系統(tǒng)供電設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用12V、3A的電源適配器作為供電電源，進(jìn)入系統(tǒng)后分為兩路，一路直接給電動(dòng)推桿供電，另一路為控制板供電?？刂瓢迳嫌腥N電壓需求，3.3V、5V和3.7V。其中3.3V電源主要為單片機(jī)和PL2303芯片供電，5V主要為液晶顯示器、繼電器供電，3.7V為MC37i供電。12.1 3.7V和5V供電方案本設(shè)計(jì)采用LM2576-adj給MC37i提供3.7V電壓。LM2576系列的穩(wěn)壓器是單片集成電路，能夠提供降壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的各種功能，能驅(qū)動(dòng)3A的負(fù)載，有優(yōu)異的線性和負(fù)載調(diào)整能力，輸入電壓可至40V，高壓型可至60V；而且具有TTL關(guān)斷能力，

24、可工作在低功耗待機(jī)模式。其中LM2576-adj是可調(diào)節(jié)輸出電壓的穩(wěn)壓芯片，其輸出電壓與反饋端配置的電阻比值相關(guān)，電路原理圖如下：圖2-129 12V-3.7V電壓轉(zhuǎn)換電路圖本設(shè)計(jì)采用LM2576-5為控制板提供5V電壓，電路原理圖如下：圖2-20 12V-5V電壓轉(zhuǎn)換電路圖12.2 3.3V供電方案本設(shè)計(jì)采用SOT-223封裝的AS1117-3.3為控制板提供3.3V電壓。AS1117可提供最大800mA的輸出電流，足夠?yàn)閱纹瑱C(jī)及其他外設(shè)提供電流，最小壓差1.2V,保證了供電的穩(wěn)定性，并具有良好的線性輸出能力。設(shè)計(jì)電路原理圖如下：圖2-213 5V-3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路圖12.3 供電切換與

25、保護(hù)設(shè)置（1）本設(shè)計(jì)在12V電壓進(jìn)入控制板處放置30V、3A的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，防止內(nèi)部短路時(shí)燒壞電路。圖2-22 電源保護(hù)電路圖（2）本設(shè)計(jì)設(shè)置了一個(gè)5V電源的供電切換開(kāi)關(guān)，可以選擇板內(nèi)的5V電壓由LM2576-5提供或者由USB電線提供。這樣在不使用MC37i進(jìn)行調(diào)試時(shí)可以減少接線（免去外接12V電源），同時(shí)在USB電纜和外部電源同時(shí)供電時(shí)不會(huì)造成沖突。下圖中U-5V是LM2576-5的輸出，P-5V是USB電纜提供的5V電壓。圖2-23 5V電源切換開(kāi)關(guān)電路圖（3）本設(shè)計(jì)在3.3V和3.7V電壓進(jìn)入電路之前均設(shè)置了開(kāi)關(guān)，方便對(duì)硬件電路進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)可以起到一定保護(hù)作用。圖2-24 3.3V、

26、3.7V電源切換開(kāi)關(guān)電路圖三、軟件設(shè)計(jì)方案1、整體軟件流程本設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)方案采取主函數(shù)循環(huán)掃描配合中斷的形式。1.1主函數(shù)內(nèi)的循環(huán)主函數(shù)內(nèi)的循環(huán)執(zhí)行短信處理和鍵盤信息處理的功能，當(dāng)讀短信息的標(biāo)識(shí)在短信接收的中斷處理函數(shù)中被置位后，主函數(shù)開(kāi)始處理短消息命令；當(dāng)按鍵標(biāo)識(shí)在定時(shí)器的中斷處理函數(shù)中被置位后，執(zhí)行按鍵處理函數(shù)。1.2中斷處理函數(shù)中斷處理函數(shù)分為定時(shí)器中斷和串口中斷。定時(shí)器中斷中進(jìn)行按鍵掃描和紅外報(bào)警的掃描，并檢測(cè)室外的下雨情況。當(dāng)紅外報(bào)警標(biāo)識(shí)被用戶設(shè)置為1后，開(kāi)始在中斷里進(jìn)行紅外報(bào)警掃描。串口中斷中主要進(jìn)行與MC37i模塊的通訊，接收用戶發(fā)送來(lái)的消息并進(jìn)行解析。2、溫度數(shù)據(jù)融合方案2.1

27、多個(gè)溫度傳感器信息的獲?。?）18B20溫度傳感器的指令介紹DS18B20采用一線通信接口。因?yàn)橐痪€通信接口，必須先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無(wú)法使用。一旦總線檢測(cè)到從屬器件的存在，它便可以發(fā)出器件ROM操作指令，所有ROM操作指令均為8位長(zhǎng)度，主要提供以下功能命令：1 ）讀ROM（指令碼0X33H）：當(dāng)總線上只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)（器件）時(shí)，讀此節(jié)點(diǎn)的64位序列號(hào)。如果總線上存在多于一個(gè)的節(jié)點(diǎn)，則此指令不能使用。2 ）ROM匹配（指令碼0X55H）：此命令后跟64位的ROM序列號(hào)，總線上只有與此序列號(hào)相同的DS18B20才會(huì)做出反應(yīng)；該指令用于選中某個(gè)DS18B20，然后

28、對(duì)該DS18B20進(jìn)行讀寫操作。3 ）搜索ROM（指令碼0XF0H）： 用于確定接在總線上DS18B20的個(gè)數(shù)和識(shí)別所有的64位ROM序列號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，總線主機(jī)可能不知道總線上的器件個(gè)數(shù)或者不知道其64位ROM序列號(hào)，搜索命令用于識(shí)別所有連接于總線上的64位ROM序列號(hào)。4 ）跳過(guò)ROM（指令碼0XCCH）： 此指令只適合于總線上只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)；該命令通過(guò)允許總線主機(jī)不提供64位ROM序列號(hào)而直接訪問(wèn)RAM，以節(jié)省操作時(shí)間。5 ）報(bào)警檢查（指令碼0XECH）：此指令與搜索ROM指令基本相同，差別在于只有溫度超過(guò)設(shè)定的上限或者下限值的DS18

29、B20才會(huì)作出響應(yīng)。只要DS18B20一上電，告警條件就保持在設(shè)置狀態(tài)，直到另一次溫度測(cè)量顯示出非告警值，或者改變TH或TL的設(shè)置使得測(cè)量值再一次位于允許的范圍之內(nèi)。儲(chǔ)存在EEPROM內(nèi)的觸發(fā)器用于告警。DS18B20共有六條RAM命令：1)溫度轉(zhuǎn)換（指令碼0X44H）:啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存入內(nèi)部RAM。2)讀暫存器（指令碼0XBEH）：讀暫存器9個(gè)字節(jié)內(nèi)容，此指令從RAM的第1個(gè)字節(jié)（字節(jié)0）開(kāi)始讀取，直到九個(gè)字節(jié)（字節(jié)8，CRC值）被讀出為止。如果不需要讀出所有字節(jié)的內(nèi)容，那么主機(jī)可以在任何時(shí)候發(fā)出復(fù)位信號(hào)以中止讀操作。3)寫暫存器（指令碼0X4EH）： 將上下

30、限溫度報(bào)警值和配置數(shù)據(jù)寫入到RAM的2、3、4字節(jié)，此命令后跟需要些入到這三個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。4)復(fù)制暫存器（指令碼0X48H）：把暫存器的2、3、4字節(jié)復(fù)制到EEPROM中，用以掉電保存。5)重新調(diào)E2RAM（指令碼0XB8H）：把EEROM中的溫度上下限及配置字節(jié)恢復(fù)到RAM的2、3、4字節(jié)，用以上電后恢復(fù)以前保存的報(bào)警值及配置字節(jié)。6)讀電源供電方式（指令碼0XB4H）：?jiǎn)?dòng)DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主CPU。對(duì)于在此命令送至DS18B20后所發(fā)出的第一次讀出數(shù)據(jù)的時(shí)間片，器件都會(huì)給出其電源方式的信號(hào)?！?”表示寄生電源供電?！?”表示外部電源供電。（）讀取多個(gè)18B20溫度傳感

31、器溫度程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中讀取18B20的數(shù)據(jù)使用了讀ROM、ROM匹配指令以及溫度轉(zhuǎn)換和讀暫存器指令。前期測(cè)試階段使用讀ROM指令確定12個(gè)傳感器的ROM值，并與傳感器的安放位置一一對(duì)應(yīng)。以下是測(cè)試18B20溫度傳感器ROM的程序流程圖：圖3-14 測(cè)試18B20溫度傳感器ROM流程圖測(cè)試完所有器件的序列號(hào)之后，最終的應(yīng)用版本中通過(guò)Match ROM指令得到每個(gè)器件采樣的溫度值。程序流程圖如下：圖3-2 18B20溫度值讀取流程圖2.2分布圖法簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)采用基于分布圖法的溫度傳感器融合算法。溫度測(cè)量模塊18B20支持單總線掛接多個(gè)傳感器，極大地提高了單片機(jī)管腳利用率，本設(shè)計(jì)中需要對(duì)室內(nèi)外溫度進(jìn)行

32、測(cè)量，考慮到環(huán)境溫度較復(fù)雜，為了提高測(cè)量精度，采用多個(gè)傳感器構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，使用分布圖法綜合各個(gè)傳感器的測(cè)量結(jié)果，以排除疏忽誤差，提高測(cè)量結(jié)果。分布圖法是一種新型的數(shù)據(jù)處理算法, 其算法如下:（1）首先對(duì)N 個(gè)測(cè)量結(jié)果從小到大進(jìn)行排序，得到測(cè)量序列: 其中為下極限, 為上極限。（2）再定義中位值為: 上四分位數(shù)Fu為區(qū)間的中位數(shù), 下四分位數(shù)Fu為區(qū)間的中位數(shù)。四份位離散度為（3）認(rèn)定與中位數(shù)的距離大于的數(shù)據(jù)為離異數(shù)據(jù)，即無(wú)效數(shù)據(jù)的判斷區(qū)間為式中的為常數(shù)，其大小取決于系統(tǒng)測(cè)量精度，通常取1、2等值。2.3分布圖法在本設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在實(shí)際編程實(shí)現(xiàn)分布圖法時(shí), 由于該算法不需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 同時(shí)

33、還具有運(yùn)算量小, 計(jì)算機(jī)編程容易等優(yōu)點(diǎn), 不僅可以用于校準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)的后期處理, 還可以將其應(yīng)用于測(cè)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和控制中。本設(shè)計(jì)中考慮到成本問(wèn)題，在室內(nèi)外分別采用6個(gè)溫度傳感器18B20進(jìn)行溫度測(cè)量，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以下是溫度采集和數(shù)據(jù)處理的流程圖。為減少計(jì)算量，分布圖法處理后直接將每組數(shù)據(jù)取平均值，分別得到最終的室內(nèi)外溫度。圖3-3 溫度采集、處理流程圖3、自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶角度設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)中加入了根據(jù)室內(nèi)外溫濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶開(kāi)度的功能，以達(dá)到為用戶提供舒適環(huán)境的目的。首先由用戶設(shè)定一定的溫濕度閾值，當(dāng)室內(nèi)溫濕度偏離設(shè)定值一定范圍時(shí)，根據(jù)室內(nèi)外溫濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶開(kāi)度，通過(guò)通風(fēng)來(lái)改變室內(nèi)

34、環(huán)境。具體算法如下：首先利用以下條件求出Angle_1,Angle_21、 室內(nèi)溫度>理想溫度>室外溫度 Angle_1=（室內(nèi)溫度-室外溫度）*權(quán)重12、 室內(nèi)溫度>室外溫度> 理想溫度 Angle_1=100%3、 理想溫度>室內(nèi)溫度>室外溫度 Angle_1=04、 室外溫度>理想溫度>室內(nèi)溫度 Angle_1=（室外溫度-室內(nèi)溫度）*權(quán)重15、 室外溫度>室內(nèi)溫度>理想溫度 Angle_1=06、 理想溫度>室外溫度>室內(nèi)溫度 Angle_1=100%7、 室內(nèi)濕度>理想濕度>室外濕度 Angle_2=

35、（室內(nèi)濕度-室外濕度）*權(quán)重28、 室內(nèi)濕度>室外濕度> 理想濕度 Angle_2=100%9、 理想濕度>室內(nèi)濕度>室外濕度 Angle_2=010、 室外濕度>理想濕度>室內(nèi)濕度 Angle_2=（室外濕度-室內(nèi)濕度）*權(quán)重211、 室外濕度>室內(nèi)濕度>理想濕度 Angle_2=012、 理想濕度>室外濕度>室內(nèi)濕度 Angle_2=100%最終確定的角度大小Angle=（Angle_1+ Angle_2）/2；若Angle<0，則Angle=0；然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)節(jié)窗戶角度即可。4、通訊模塊底層軟件設(shè)計(jì)4.1MC37i模塊的啟

36、動(dòng)。（1）MC37i的啟動(dòng)方式共有四種：n 硬件上通過(guò)IGT(點(diǎn)火腳)啟動(dòng):啟動(dòng)普通模式n 軟件上通過(guò)AT+CFUN指令來(lái)重啟:啟動(dòng)普通模式和報(bào)警模式n 硬件上通過(guò)VCHARGE腳啟動(dòng):啟動(dòng)充電模式n 通過(guò)RTC中斷從電源關(guān)閉模式中喚醒:啟動(dòng)報(bào)警模式（2）我們采用第一種啟動(dòng)方式。使用IGT腳來(lái)啟動(dòng)MC37i需要在BATT+達(dá)到3.3V后將IGT(點(diǎn)火腳)接地至少100ms。這可以使用一個(gè)OC門(open drain/collector)來(lái)完成以避免電流灌入此引腳。因此，本設(shè)計(jì)中將單片機(jī)與IGT連接的引腳PB1管腳設(shè)置為開(kāi)漏輸出模式，即輸出低電平時(shí)管腳接地，拉低IGT引腳；輸出高電平時(shí)管腳處于懸

37、空，電壓被IGT拉高，防止損壞單片機(jī)。CTS高電平說(shuō)明模塊已經(jīng)準(zhǔn)備作為主機(jī)接收數(shù)據(jù)了。另外如果設(shè)置了波特率修正(AT+IPR!=0),模塊將會(huì)發(fā)送”SYSSTART”(主動(dòng)提供結(jié)果碼)以提示主機(jī)程序:可以發(fā)送AT指令到模塊了。在主動(dòng)提供結(jié)果碼輸出之前為了改變SIM卡將會(huì)花費(fèi)2秒鐘，尤其是SIM腳請(qǐng)求在SIM卡上被失能。請(qǐng)注意，如果自動(dòng)波特率(AT+IPR=0)使能，將不會(huì)有“SYSSTART”(主動(dòng)提供結(jié)果碼)被發(fā)送。以下是MC37i通過(guò)IGT方式啟動(dòng)時(shí)的時(shí)序圖。其中Reset是當(dāng)模塊處理器上電后內(nèi)部的一個(gè)置高的信號(hào)。圖3-4 MC37i啟動(dòng)時(shí)序圖4.2 MC37i指令簡(jiǎn)介啟動(dòng)后，為實(shí)現(xiàn)通信功

38、能，通過(guò)單片機(jī)串口與MC37i連接，并用AT指令與MC37i模塊通信。AT指令可以小寫也可以大寫，但在每次結(jié)束一條AT指令都需要以<CR>結(jié)束。每發(fā)一條AT指令，正常情況下都會(huì)以一條反饋語(yǔ)句結(jié)束，格式為“<CR><LF><response><CR><LF>”。本設(shè)計(jì)中通信模塊軟件設(shè)計(jì)中用到的指令如下：查看當(dāng)前設(shè)備波特率：AT+IPR？修改當(dāng)前設(shè)備波特率：AT+IPR=（固定修改為9600）保存當(dāng)前修改參數(shù)： AT&W查看當(dāng)前設(shè)備接收信號(hào)：AT+CSQ 回車撥號(hào)命令 ATD 撥打電話號(hào)碼掛機(jī)命令 ATH 掛機(jī)發(fā)送短消

39、息測(cè)試：AT+CMGF=1 回車AT+CMGS=（手機(jī)號(hào)碼） 回車輸入內(nèi)容 快捷鍵“CTRL Z”發(fā)送查看短信中心：AT+CSCA? 回車修改短信中心：AT+CSCA=（短信中心號(hào)碼） 回車顯示手機(jī)卡是否安裝正常（顯示手機(jī) SIM 卡號(hào)）：AT+CCID新消息提示 ：AT+CNMI 選擇當(dāng)有新的短消息來(lái)時(shí)系統(tǒng)提示方式讀短消息： AT+CMGR 讀取短消息列短消息 ：AT+CMGL 將存儲(chǔ)的短消息列表發(fā)送短消息： AT+CMGS 發(fā)送短消息寫短消息： AT+CMGW 寫短消息并保存在存儲(chǔ)器中從內(nèi)存中發(fā)短消息 ：AT+CMSS 發(fā)送在存儲(chǔ)器中保存的短消息設(shè)置 TEXT 參數(shù) ：AT+CSMP 設(shè)置

40、在TEXT 模式下條件參數(shù)刪除短消息 ：AT+CMGD 刪除保存的短消息4.3通信模塊初始化設(shè)計(jì)：MC37i每次上電啟動(dòng)都會(huì)發(fā)出“SYSSTART”字符串，本設(shè)計(jì)以此作為該通信模塊啟動(dòng)的標(biāo)志，當(dāng)檢測(cè)到該字符串，才繼續(xù)進(jìn)行其他指令。初始化過(guò)程如下： 發(fā)送ATE0r指令，讓系統(tǒng)不再把指令回顯，方便單片機(jī)檢測(cè)；等到系統(tǒng)反饋“OK”結(jié)束。 發(fā)送AT+CMGF=1r指令，將短消息設(shè)置為文本模式，方便讀取；等到系統(tǒng)反饋“OK”結(jié)束。 發(fā)送AT+CNMI=1,1,0,0,1r指令，設(shè)置短消息提醒；等到系統(tǒng)反饋“OK”結(jié)束4.4接收短消息設(shè)計(jì)：當(dāng)MC37i接收到短信息時(shí)，會(huì)通過(guò)串口向單片機(jī)直接反饋一條格式為“

41、<CR><LF><+CMT：，xx><CR><LF>”的消息，xx表示收到的短信息存儲(chǔ)在sim卡中的位置。此時(shí)，我們就可以通過(guò)讀短消息指令讀取該信息。在串口中斷中設(shè)置一個(gè)標(biāo)志，當(dāng)收到<CR><LF><+CMT：，xx><CR><LF>字符串時(shí)，說(shuō)明已經(jīng)接收到短消息，并提供短消息存儲(chǔ)地址，讀取該地址，然后用AT+CMGR=xxr指令讀取xx位置的短消息內(nèi)容。4.5發(fā)送短消息設(shè)計(jì)：(1) 發(fā)送AT+CMGF=1r指令，將短消息設(shè)置為文本模式，方便讀取；等到系統(tǒng)反饋“OK”結(jié)束。(

42、2)發(fā)送AT+CSCS="GSM"r指令，進(jìn)行短消息測(cè)試，等到系統(tǒng)反饋“OK”結(jié)束。(3)發(fā)送AT+CMGS="”r指令，設(shè)置接收短消息號(hào)碼，等到系統(tǒng)反饋“<”后，在要發(fā)送的字符串結(jié)尾加上0x1A字符后經(jīng)串口發(fā)送到系統(tǒng)，等到系統(tǒng)反饋“+CMGS:70 OK”，說(shuō)明短消息已發(fā)送成功，發(fā)送短消息結(jié)束。5、通訊模塊人機(jī)交互指令設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為方便用戶使用，設(shè)計(jì)了一套用戶手機(jī)指令，用戶可以通過(guò)手機(jī)短信發(fā)送規(guī)定的指令實(shí)現(xiàn)對(duì)智能窗的控制、系統(tǒng)信息的獲取和設(shè)置。指令集均已smart window的英文首字母SW開(kāi)頭，不同的后綴代表不同功能。以下是指令列表和描述：指令名稱功能描

43、述SW+HOST=?（或XXX）？表示查詢用戶手機(jī)號(hào)，系統(tǒng)會(huì)返回當(dāng)前用戶手機(jī)號(hào)列表；XXX表示將當(dāng)前用戶更換為手機(jī)號(hào)為XXX的用戶。SW+ANGLE=X調(diào)整智能窗的開(kāi)度為X，X需為整數(shù)。0表示全關(guān)，90表示全開(kāi)。SW+ALARM=？（或YES或NO)紅外報(bào)警開(kāi)關(guān)，YSE表示打開(kāi)；NO表示關(guān)閉；？表示查詢當(dāng)前報(bào)警狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)返回YES或NO作為回應(yīng)。SW+AUTO=？（或YES或NO)自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，YSE表示打開(kāi)；NO表示關(guān)閉；？表示查詢當(dāng)前狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)返回YES或NO作為回應(yīng)。SW+TH=?查詢當(dāng)前環(huán)境，即室內(nèi)外溫濕度情況，系統(tǒng)會(huì)返回結(jié)果如下：I，25,25%，O，30，30%此例表示室內(nèi)溫度

44、25度，濕度25%；室外溫度30度，濕度30%。6、系統(tǒng)輸入的軟件設(shè)計(jì)方案本項(xiàng)目中4*4鍵盤在軟件中采用動(dòng)態(tài)掃描的方式進(jìn)行鍵值的讀取。動(dòng)態(tài)掃描的原理如下：把鍵盤的行和列分別接在03口和47口，先置03口為帶數(shù)據(jù)緩存器的高電平輸出，置47口為輸入端口，此時(shí)若有按鍵按下，就會(huì)得到47的一個(gè)值，把此值保存下來(lái)，再置47口為帶數(shù)據(jù)反相器的高電平輸出，置03口為輸入端口。再次掃描得到鍵值，把這兩個(gè)值組合就可得知是哪個(gè)鍵按下，再通過(guò)查表得鍵值。進(jìn)而通過(guò)相應(yīng)的程序段實(shí)現(xiàn)程序的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)不同的功能。程序流程圖如圖3-5所示：圖3-5 按鍵掃描流程圖7、LCD顯示界面設(shè)計(jì)方案作為整個(gè)系統(tǒng)中主要的人機(jī)交互部分之一

45、，該部分軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中主要為實(shí)現(xiàn)顯示、設(shè)置界面。該系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先在液晶屏上顯示歡迎界面，接著顯示實(shí)時(shí)的室內(nèi)、室外的溫度、濕度，用戶可以根據(jù)自己的喜好或者溫濕度數(shù)據(jù)選擇界面中的開(kāi)、關(guān)窗戶按鍵，進(jìn)行開(kāi)關(guān)窗戶操作。此部分不需要輸入密碼就可以操作，保證用戶操作簡(jiǎn)單。該部分的軟件框圖如圖3-6所示。同時(shí)，為了保證用戶的個(gè)人操作權(quán)利，還可以選擇界面中的設(shè)置按鍵，不過(guò)要想設(shè)置，首先要輸入密碼，只有密碼正確才能進(jìn)行下面的操作，即沒(méi)有密碼的用戶只有部分的操作權(quán)限。當(dāng)輸入正確的密碼后，就進(jìn)入設(shè)置界面，該界面主要包括修改密碼、修改手機(jī)號(hào)、報(bào)警設(shè)置，再根據(jù)不同的按鍵選擇不同的功能，進(jìn)而繼續(xù)操作。該部分的軟件框圖如圖

46、3-7所示。圖3-6 顯示主界面框圖圖3-7 設(shè)置界面框圖四、系統(tǒng)測(cè)試方案1、角度標(biāo)定測(cè)試為了實(shí)現(xiàn)窗戶角度的精確測(cè)量和控制，需對(duì)窗戶開(kāi)度最大和最小時(shí)的角度進(jìn)行標(biāo)定，因?yàn)榇皯舻淖畲箝_(kāi)度不是90度。首先當(dāng)窗戶完全關(guān)閉時(shí)，記錄單片機(jī)AD采樣值Value1,以此作為0度角對(duì)應(yīng)的采樣值；當(dāng)窗戶完全打開(kāi)時(shí)（窗戶的最大開(kāi)度收電動(dòng)推桿的行程約束），首先用量角器測(cè)得窗戶角度X，然后記錄單片機(jī)AD采樣值Value2, 以此作為X度角對(duì)應(yīng)的采樣值。圖4-1 電位器電路圖由電位器的電路圖可知：由上式計(jì)算得到0度和最大開(kāi)度X時(shí)的電阻值和。然后可由以下公式計(jì)算任意角度對(duì)應(yīng)的采樣值：經(jīng)過(guò)多次測(cè)量去均值，得到實(shí)際測(cè)試結(jié)果為：

47、角度AD測(cè)得的電壓值02.4080（最大值）1.86代入數(shù)據(jù)，最終得到電壓和角度的轉(zhuǎn)換公式為：voltage = (90-angle)*0.15+12.6)/(90-angle)*0.15+22.4)*3.32、角度控制精度測(cè)試角度控制的程序流程圖如下：圖4-2 角度控制流程圖輸入目標(biāo)角度，調(diào)用角度控制函數(shù)，分別測(cè)試30,60，70度時(shí)角度控制精度。結(jié)果如下：目標(biāo)角度實(shí)測(cè)值平均值誤差303446058270733由表格可知，控制誤差在設(shè)計(jì)目標(biāo)之內(nèi)。3、多個(gè)溫度傳感器融合算法測(cè)試為了驗(yàn)證傳感器融合中使用的分布圖法的有效性，即是否能夠剔除無(wú)效的數(shù)據(jù)我們進(jìn)行了如下測(cè)試：（1）將室內(nèi)6個(gè)傳感器的任意一

48、個(gè)放到室外陽(yáng)光直射條件下，即模擬疏忽誤差的情況。獲得一組6個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)如下：傳感器1傳感器2傳感器3傳感器4傳感器5傳感器6融合值40.426125.827.025.326.526125.440.525.827.025.326.526.025.426225.827.025.343.525.9由上述測(cè)量機(jī)融合數(shù)據(jù)可得，對(duì)于一個(gè)傳感器有疏忽誤差的情況，本設(shè)計(jì)中采用的融合算法能夠有效的克服。參考文獻(xiàn)：1喻金錢，喻斌.STM32系列ARM Cortex-M3內(nèi)核微控制器開(kāi)發(fā)與應(yīng)用M2夏卓君.分布圖法在疏忽誤差處理中的應(yīng)用J.實(shí)用測(cè)試技術(shù)，2002,22項(xiàng)新建.基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的糧食倉(cāng)庫(kù)溫度監(jiān)測(cè)系

49、統(tǒng)J.儀器儀表學(xué)報(bào)，2003,24（5）4張輝宜，沈暉，陶永.嵌入式數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2011,47（2）附錄1：核心程序int main(void) u8 i=0,j=0; /*變量定義*/int open_angle=0;char message200=0;char host_num_flag=0; /* 配置系統(tǒng)時(shí)鐘為 72M */ SystemInit();IR_Init();/*紅外初始化*/ Motor_Init();/* 電機(jī)初始化*/ /* USART1 config 8-N-1 */USART1_Config();/* 配置SysTick 為10u

50、s中斷一次 */* LCD 端口初始化 */init_lcd();DS18B20_Init();DHT11_Init();/* 外接4*4按鍵初始化 */KeyInit(); USART1_Config();USART3_Config();Usart1SendStr("Hello!n");mc37i_init();/* TIM2 定時(shí)配置 */TIM2_NVIC_Configuration(); TIM2_Configuration();/* TIM2 開(kāi)始計(jì)時(shí) */START_TIME; while (1)/主循環(huán) /*溫濕度顯示-主界面*/if(temp_refresh

51、_flag=1)/定時(shí)一分鐘刷新 DHT11_get_data(&H1,&H2); temp_fusion(&T1,&T2); temp_refresh_flag=0;/*短消息處理*/ if(massage_coming=1) /讀短消息 mc37i_read_message(message,&host_num_flag);massage_coming=0;if(host_num_flag=1) if(message0='S'&&message1='W'&&message3='H&

52、#39;&&message4='O'&&message5='S'&&message6='T')/SW+HOST="" 修改電話號(hào)碼指令 FLASH_ErasePage(ADDR);/Flash for(i=0;i<11;i+) host_numi =messagei+9-'0' FLASH_ProgramHalfWord(ADDR+i*2 ,host_numi);/ 重新將密碼存進(jìn)Flash if(message0='S'&&

53、message1='W'&&message3='A'&&message4='N'&&message5='G'&&message6='L'&&message7='E')/SW+ANGLE=50 修改窗戶開(kāi)角度 open_angle= (int)(message9-'0')*10+(int)(message10-'0') ; printf("%dn",open_angle); /Angle_control(open_angle); if(message0='S'&&message1='W'&&message3='A'&&message4='L'&&message5='A'&&