嵌入式大作业

嵌入式系统大作业。

题目：基于嵌入式系统的智能门窗设计。

院系：电子与信息工程学院。

专业：计算机科学与技术。

班级：计科08-2班。

姓名：xxx

指导老师：xxx

基于嵌入式系统的智能门窗设计。

一、 需求分析。

1、 问题的提出。

随着21世纪信息化时代的到来， 社会信息化和家居智能化也呈现出了蓬勃发展的趋势，越来越多的家庭开始追求高质量、高科技舒适安全的家具生活，充分享受由信息时代带来的生活上的便利。作为智能家具系统的子系统——智能门窗，是在传统住宅的基础上，综合利用传感器技术、计算机技术、现代通讯技术和自动控制技术等，实现了门窗各种信息的采集、传输、处理和控制。安全舒适的家居环境是实现家居智能化的基础和前提，而门窗作为家庭与外界互通的门户，起着尤为关键的作用，实现门窗的智能化是智能家居的第一步，也是非常重要的一步。

2、 可行性分析。

智能门窗属建筑领域的附件， 它包括智能控制系统和门窗开关装置以及报警系统。该智能门窗实现的主要功能是当室内燃气泄露，co 和co2 含量过高， 甲醛、苯等有毒物质超标时，能够控制门窗自动打开，让空气形成对流，并启动排风扇向室外排出有害气体，当室外环境不允许开窗时（比如风雨和沙尘天气）由风光雨传感器传输信号到主控系统，使其发出指令关闭窗户，同时整个系统将以排风扇工作为主。如果状况仍未缓解，则启动警报装置。

3、 需求分析。

系统需求表。

二、规格说明。

结构图。说明：整个系统由主控芯片、各种传感器、报警器终端，以及机械传动装置组成，控制芯片和传感器等直接固定在门窗上，而报警终端则可固定在室内墙壁或容易引起主人警觉的地方。

三．体系结构说明：

1.信号采集系统框图：

说明：该部分主要以传感器为采集信号手段，经转换元件将采集到的信号进行加工，使采集到的模拟信号能够被主控芯片识别。

2.门窗防盗模块框图：

说明：该模块主要用于防止门窗打开时，不法分子趁机入室或船户关闭时破窗而入，对房屋主人的人身及财产安全造成威胁。该模块主要由人体靠近传感器和玻璃破碎传感器组成。

3.流程图：

1.任务一流程图。

说明：读取室内气体传感器的数据，对采集到的信号进行处理，判断室内空气传染是否超标，若超标则进行开窗盒启动排风扇，使室内空气污染浓度降低。

2.任务二流程图。

说明：主要任务为防盗报警和气体超标报警，读取门窗报警器信号，启动声光报警器，并显示报警原因。

所用到的部分相关函数：

四、电路：i/0与cpu的连接图。

传感器检测电路图。

说明：有害气体检测电路，在该电路中主要用气敏传感器实现“气-电“转换，在正常情况下，气敏传感器不接触有害气体或有害气体浓度很低时，气敏传感器两端呈现高阻状态，检测信号变小，不能驱动后级电路而使其工作。反之，检测信号变大，从而驱动开窗器和排风扇工作，及时报警，并尽可能地排除有害气体。

2.换气扇电路：

说明：换气扇电路图，风扇的转动由pwm来控制转速，安装在厨房等易出现煤气泄漏的场所，可有效地排出有害气体，避免室内人员煤气或co中毒。

五、软件安装于测试。

本文主要研究了一种基于arm7处理器的嵌入式智能门窗设计。其中该设计综合了传感器技术、通信技术和自动控制技术，使整个系统本着安全、高效、低功耗、小体积和实用性强思想来设计，设计中采用lpc2136微控制器作为设计的主控芯片，实现了有害气体的检测，门窗的智能化，防盗报警，燃气泄露报警等功能。经使用，基本达到设计要求，使家居生活更加安全舒适。

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