智能化窗户控制系统软件说明
5.具有防盗,防夹手等安全性能的检测
1.4.
主要软件模块ARM控制模块,EEPROM模块,RF解码模块,双机通信模块,温湿度检测模块,限位检测模块,振动检测模块,电机驱动模块,蜂鸣器模块,键盘模块等组成,以下是本次设计各个模块的方块图;
图1.0系统模块方框图
第二章
1.
2.
2.1.
各主要模块的程序设计主要包括基于芯唐MO516LDN单片机的主控设备的程序设计,基于433M无线通信模块的程序设计,基于HTU20D的温湿度检测模块程序设计,以及基于MS32距离检测模块的程序设计等。软件的主要工作流程如下图;
3.RF解码
根据以上分析可得出解码程序流程如下:
有信号产生中断→EA清零→延时小于10ms(低电平)→等待高电平的到来→延时小于4.5ms(高电平)→等待下一次高电平的到来→延时1ms左右→读区P3.2脚电平值→再等待下一次高电平的到来→延时1左右→读取P3.2脚电平值,依次取得32位代码,前24位为识别码,后8位既为8位数据码,RF的解码流程框图见3.1。
智能窗户控制系统软件V1.0设计说明
前言
目的
编写详细设计说明书是软件开发过程必不可少的部分,其目的是为了使开发人员在完成概要设计说明书的基础上完成概要设计规定的各项模块的具体实现的设计工作。
第一章
1.1.
本软件采用传统的软件开发生命周期的方法,采用自顶向下,逐步细化,模块化编程的软件设计方法。
本软件主要有以下几方面的功能
数据模块具有较宽的工作电压围3~12V,当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时,空旷地传输距离约20~50米,发射功率较小,当电压5V时约100~200米,当电压9V时约300~500米,当发射电压为12V时,为最佳工作电压,具有较好的发射效果,发射电流约60毫安,空旷地传输距离700~800米,发射功率约500毫瓦。当电压大于l2V时功耗增大,有效发射功率不再明显提高。这套模块的特点是发射功率比较大,传输距离比较远,比较适合恶劣条件下进行通讯。天线最好选用25厘米长的导线,远距离传输时最好能够竖立起来,因为无线电信号传输时收很多因素的影响,所以一般实用距离只有标称距离的一半甚至更少,这点需要开发时注意。
图3.1 RF的解码流程框图
3Байду номын сангаас2.
每个家庭的窗户都有自己的遥控器,每个遥控器,可以独立的控制5扇窗户,那么如何让遥控器和窗户一一对应呢。在遥控器上,我们设置有5个对码按键,分别设置为1号,2号,3号,4号,5号。例如按下1号,表示后续按键的控制按键是对1号窗户进行控制,按下2号,表示后续的遥控控制是对2号按键进行控制。那么如何让遥控器识别到窗户的呢。这就要再客户使用之前先进行对码,对码是整个程序的设计要点和难点之一,对码过程大体如下。
当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活,将发射一组约64ms的编码脉冲,这64ms发射代码由一个起始码(10ms),一个结束码(6ms),三位地址码,这三位分别是,低8位地址码(8ms~12ms), 中8位地址码(8ms~12ms),高8位地址码(8ms~12ms)和8位数据码(8ms~12ms)。
2.代码宽度算法:
24位地址码的最短宽度:1.0×24=24ms 16位地址码的最长宽度:1.5ms×24=33.6ms。
解码的关键是如何识别"0和"1",代码格式(以接收代码为准,接收代码与发射代码反向)。从位的定义我们可以发现"0"、"1"均以0.5ms的低电平开始,不同的是高电平的宽度不同,"0"为1ms,"1"为1.5ms,所以必须根据高电平的宽度区别"0"和"1"。如果从0.5 ms低电平过后,开始延时,0.5ms以后,若读到的电平为低,说明该位为"0",反之则为"1",为了可靠起见,延时必须比0.56ms长些,但又不能超过1.5ms,否则如果该位为"0",读到的已是下一位的高电平,因此取(1.5ms+0.5ms)/2=1ms最为可靠,一般取1ms左右均可;根据码的格式,应该等待10ms的起始码和6ms的结果码完成后才能读码。
数据收发模块的工作频率为433M,采用声表谐振器SAW稳频,频率稳定度极高,当环境温度在-25~+85度之间变化时,频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体,而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差,即使采用高品质微调电容,温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。
数据模块采用ASK方式调制,以降低功耗,当数据信号停止时发射电流降为零,数据信号与发射模块输入端可以用电阻或者直接连接而不能用电容耦合,否则发射模块将不能正常工作。数据电平应接近数据模块的实际工作电压,以获得较高的调制效果。
遥控器在按键按下后,周期性地发出同一种32位二进制码,周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制"0"和"1"的个数不同而不同,大约在45~64ms之间。
(1)RF遥控解码
(2)键盘扫描
(3)通信
(4)安全检测
(5)电机驱动
1.2.
本项目定义为智能遥控窗户系统软件。它将实现人机互动的无缝对接,实现智能关窗,遥控开关窗户,防雨报警等功能。
1.3.
1.墙体面板按键控制窗户的开/关
2.RF遥控器控制窗户的开/关
3.具有限位,童锁等检测功能
4.实时检测大气中的温湿度,下雨关窗
图3.2对码流程
由于对码的动作不是经常要用到,因此将对码的时间围设定在开机后的前三分钟,在开后的前三分钟按对码键,对码有效,在开机三分钟后,长按对码键,对码功能无效。新窗户使用之前都需要对码,若不对码,遥控器对窗户的控制是无效的。
对码按键有两个功能,第一个是对码,长按对码按键表示对码,第二个是切换窗户,短按对码按键,表示切换到对应的窗户的控制。对码时,长按对码按键三秒,遥控器对应的需要对码的窗户所指示的led灯会闪烁,表示已经发出了对码信号。切换遥控窗户时端按,当按键按下的时候迅速松手,对应的窗户所代表的指示led灯会常亮,表示当前的遥控已经切换到对应的窗户控制。
图2.1 按键板程序设计流程
图2.2 驱动板程序设计流程
第
3.
3.1.
1.遥控器功能介绍
用433M遥控器发出左窗户正转,右窗户正转,停止信号等,安装在墙体的控制电路接收到控制信号后,根据遥控命令来控制电机的运行状态,从而达到远距离对控制窗户的打开、闭合和停止。
无线遥控主要用到433M无线遥控器,下面介绍433M遥控器: