摘要：本文设计了一种具有随时随地检测家庭环境、自动控制、远程控制和语音控制功能的模块化的智能开窗器方案。该智能开窗器以STC15F2K60S2芯片为核心；设置了红外传感器、雨水传感器、温湿度传感器作为信息采集部分；使用步进电机和限位开关控制窗户的开闭和停止；由Wi-Fi模块ESP8266、手机端应用、路由器和语音模块组成用户控制部分，以实现对窗户的智能化控制。另外，还设计了J形道闸轨道和限位盒，来辅助实现对窗户的自由开闭。

该设计具有布局灵活，成本低，功耗低，实时性好的特点，交互式的控制系统极大地方便了人们的操作，提高了用户居住的舒适感，具有一定的应用价值。

关键词：智能开窗器；人机交互；单片机；传感器

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 研究背景和意义-1

1.2 发展现状和趋势-1

1.3 设计的主要内容和目标-2

1.4 本文的组织结构-3

第二章  系统总体框架设计-4

2.1 系统整体架构-4

2.2 系统设计思路-4

2.2.1 硬件设计思路-5

2.2.2 软件设计思路-5

2.3 本章小结-6

第三章  系统硬件设计-7

3.1 微处理器模块-7

3.2 Wi-Fi串行接口模块-7

3.3 限位开关-8

3.4 传感器模块-9

3.4.1 雨水传感器-9

3.4.2 红外传感器-10

3.4.3 温湿度传感器-11

3.5 语音模块-12

3.6 传动模块-12

3.7 PCB设计-13

3.7.1 PCB原理图设计-13

3.7.2 PCB版图设计-16

3.8 本章小结-16

第四章  系统的软件设计-18

4.1 整体软件设计思路-18

4.2 系统软件设计-19

4.2.1 传感器数据处理软件设计-20

4.2.2 Wi-Fi串口模块软件设计-20

4.2.3 语音模块软件设计-21

4.2.4 中断程序设计-22

4.3 本章小结-22

第五章  系统的调试与实现-23

5.1 系统开发过程-23

5.2 系统组装与调试-23

5.2.1 系统的硬件组装-23

5.2.2 系统的功能测试-25

5.3 本章小结-28

第六章  结构优化-29

6.1 J形道闸轨道-29

6.2 限位盒-30

6.3 本章小结-31

第七章  总结与展望-32

参考文献-34

致  谢-35

附  录A  系统电路原理图设计-36

附  录B  系统PCB版图设计-37