1. 研究目的与意义
科技改变人类的生活，现代社会的高速发展促使人们追求更加舒适便捷的生活，因此诞生了各式各样的与生活相关智能化家居。20世纪 80年代末，美国出现了一种对住宅中各种通信、家电、安保设备等通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统，这个商用系统就是智能家居最早的原型。适时开关窗户不仅能够及时的换气，也不会错过采光时间。当窗户窗帘同时关闭时，室内的灯光强度也会随之发生改变，给我们带来舒适的环境。良好的光线环境，能够提高人的工作效率，同时在一定程度下改善人们的心理状况。并且从生理角度来说，适当的光线能够减少视觉疲劳，对我们的身体健康也有着潜移默化的好处。传统的室内窗户和窗帘大部分是手动的, 不仅费时费力, 而且还可能错过的换气和采光时间。随着科学技术的蓬勃发展，人们对家居环境要求越来越高，智能家居系统也由此萌芽。设计一款具有手动、光控的窗户窗帘是非常有必要的。
总之，智能窗户可以根据外部环境的变化,正确去控制窗户的开关，给我们的健康带来了保证，也方便了我们的生活。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题：在这智能室内环境调控系统设计中，最关键的问题是我们需要什么样的窗户，这窗户可以给我们带来什么样的便捷即智能窗户的功能。这就带来了这次设计的难点。
课题难点：
（1）由于是智能家居，那么不可或缺的就是传感器。由于窗户的功能较多，需要用到较多的传感器，这就给本次设计带来了传感器使用的难点。不同的传感器由于性能不同、采集信号不同、对环境的要求不同给这次系统设计带来了较大的麻烦。
3. 国内外研究现状（文献综述）
21世纪是信息化与智能化迅速发展的新时代，各种新型的智能互联网技术有效地推动了人类文明的巨大进步。科技的先进化促进了时代的发展，生产力在不断地推进，人们的生活水平也随之不断提高，在基本需求得到满足之后，开始追求更高层面的满足，所以对安全、舒适、健康的生活需求标准也是越来越高。人们对智能家居的看法从最初的不信任到现在的好奇与憧憬，智能节能观念已经深深地影响了国民的生活与生产，且不断影响着社会发展的方方面面。智能家居早已不是普通大众遥不可及的产品，继海尔、微软等电商之后，又有许许多多的私营或者国营企业向智能家居等方向进军，这种多元化的发展使得智能家居的行业竞争与发展愈来愈多样化与激烈化。我国的综合实力在不断地提高，人民的住房需求也在不断增长。智能化家居因其使用方便、功能齐全且操作简单而深受人们的广泛喜爱。随着消费者愿意追随更高质量的生活方式，智能化的设备如雨后春笋般扩大，也必将带动智能窗户的进一步发展。展望未来，智能化家居必定会取代传统的家居，而智能节能窗户就是顺应时代而生的新产物[1]。
智能窗户是一种运用先进技术设置的自动化窗户, 具有先进的防雨、防尘、防盗等功能。最初智能窗户应用自高档住宅、公共商场中, 随着人们生活水平的不断提高, 人们对舒适生活的迫切需求, 智能家居逐渐进入人们的生活中。一些住宅小区已经开始应用智能窗户系统, 让生活环境更加安全、便捷。未来, 智能窗户的安装会变成一种趋势, 为人们的生活提高质量[2]。
随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，住房要求也在不断提高，高层建筑越来越多。人们的生活现状也逐渐趋向于个性化、人性化.智能化。根据中国报告大厅发布的《2016-2021年中国智能家居行业发展分析及投资潜力研究报告》，据测算，我国智能家居潜在市场规模约为5.8万亿元，2018年我国智能家居市场总规模达到225万亿元，发展空间巨大。其中，家电类智能家居产品市场份额最高。在发展空间方面，我国智能家居行业潜在市场规模巨大。目前，整个家居行业同中国的房地产市场和股市一样，是成长壮大的状态。任何一个产业要发展，要不断壮大都需要资金和品牌推广，需要进行改造，外来资本将对整个中国门窗企业的发展起到非常大的促进作用。
4. 研究方案
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四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）设计及论证 1、设计方案 本设计控制系统的主要芯片为32单片机，功能模块主要包括温湿度检测模块、光感强度检测模块、模块。由使用者需求，后期可自由选取模块，进行个性化组装。 系统上电后，窗户和窗帘开启智能模式，获取当前光照强度，判断当前光照强度是否超过最高阈值，会打开窗户和窗帘，室内的灯光也随之会变弱；判断当前光照强度是否低于最低阈值，会关闭窗户和窗帘，室内的灯光也随之会变强，整体系统框图如图所示：
2、单片机型号的选择 STM32，从字面上来理解， ST 是意法半导体， M 是 Microelectronics 的缩写， 32 表示32 位，合起来理解， STM32 就是指 ST 公司开发的 32 位微控制器。STM32是一种功能比较强大的32位单片机，广泛应用于各种嵌入式设备中，由于它的普及性及丰富的资源，受到广大嵌入式开发者的喜欢，STM32 属于一个微控制器，自带了各种常用通信接口，比如 USART、 I2C、 SPI 等，可接非常多的传感器，可以控制很多的设备。 3、温湿度模块的选择 采用DHT11数字温湿度传感器，是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有可靠性与卓越的长期稳定性，成本低、相对湿度和温度测量、快响应、抗干扰能力强、信号传输距离长、数字信号输出、精确校准。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。可用于暖通空调、除湿器、测试及检测设备、消费品、汽车、自动控制、数据记录器、气象站、家电、湿度调节器、医疗、其他相关湿度检测控制。 4、舵机的选择 采用的是SG90舵机，舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，内部安装了一个电位器((或其它角度传感器）检测输出轴转动角度,控制板根据电位器的信息能比较精确的控制和保持输出轴的角度。这样的直流电机控制方式叫闭环控制，所以舵机更准确的说是伺服马达,英文servo。舵机的转动由PWM脉冲控制，每经过一个脉冲舵机转过一个特定的角度。同时舵机是一个闭环控制系统因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环。广泛应用于航模、遥控玩具、机器人、云台等等需要控制角度的场合。 5、光感强度检测的选择 BH1750是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路。这种集成电路可以根据收集的光线强度数据来调整液晶或者键盘背景灯的亮度。利用它的高分辨率可以探测较大范围的光强度变化。对应广泛的输入光范围，受红外线影响很小。 系统的软件设计采用 C 语言，可以大大提高程序编写时的效率，设计的关键是光照强度检测以及当窗户窗帘同时关闭时，室内的灯光强度也会随之发生改变。主程序首先对系统初始化，然后温湿度获取、光照强度获取、OLED显示、室内环境调控系统、手动控制系统，主程序框架图如图所示：
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5. 工作计划
第 1 周：接受任务书，领会课题的含义，按要求去查找相关的资料；翻译相关的英文资料；
第 2 周：阅读相关的资料，理解有关内容；写出开题报告一份；
第 3 周：确定传感器、显示电路等，参阅相关的资料，分析电路工作原理；
