【Proteus仿真】【Arduino单片机】智能窗户设计

一、功能简介

本项目使用Proteus8仿真Arduino单片机控制器，使用蜂鸣器模块、LCD1602显示模块、雨滴传感器、风速传感器、人体红外模块、ADC模块、按键模块、28BYJ48步进电机
模块、DS18B20温度传感器等。

主要功能：
系统运行后，LCD1602显示温度、湿度、风速检测值；
可通过按键K3进入阈值设置界面，默认进入温度下限设置模式；再次按下K3键，切换至温度上限设置；再次按下K3键，切换至风速阈值设置，再次按下K3键切换至湿度阈值设置，如此循环；然后K1和K2键用于调节阈值，设置好后按下K4键保存并返回主界面。在主界面，K1键用于系统布防设置，K2键用于系统撤防，布防后，若检测到有人则蜂鸣器报警，并且窗户关闭。若检测没有人，则报警取消，如果检测到下雨或大风时，窗户关闭；正常天气时，如果温度高于上限，开窗；
如果温度低于下限，关窗；温度在阈值范围内，开窗。当系统布防取消时，报警系统关闭，窗户开启。

二、软件设计

/*
作者：嗨小易（技术QQ群：570487280）

*/


//系统数据显示
void sys_data_show(void)
{
	while(1)
	{
		//未进入设置模式
		if(sys_ctrl.mode==0)
		{
			//温度显示
			lcd1602_show_nums(3,0,sys_ctrl.temp,2,0);
			//风速值显示
			lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.wind,2,0);
			//湿度值显示
			lcd1602_show_nums(3,1,sys_ctrl.humi,2,0);

			//窗户状态
			if(sys_ctrl.window==1)lcd1602_show_string(7,1," Open");
			else lcd1602_show_string(7,1,"Close");
			
			//布防显示		
			if(sys_ctrl.fortify==1)lcd1602_show_string(14,0,"BF");
			else lcd1602_show_string(14,0,"CF");
			//有人显示
			if(sys_ctrl.man==1)lcd1602_show_string(13,1,"Yes");
			else lcd1602_show_string(13,1," No");	
		}
		//进入设置模式
		else
		{
			//温度下限显示
			lcd1602_show_nums(3,0,sys_ctrl.templ,2,0);
			//温度上限显示
			lcd1602_show_nums(6,0,sys_ctrl.temph,2,0);
			//风速上限显示
			lcd1602_show_nums(3,1,sys_ctrl.windh,2,0);
			//湿度上限显示
			lcd1602_show_nums(11,1,sys_ctrl.humih,2,0);
			
			//设置阈值位置闪烁
			switch(sys_ctrl.mode)
			{
				case 1://温度下限 
					lcd1602_show_string(3,0,"  ");
					delay_ms(50);
					//温度下限显示
					lcd1602_show_nums(3,0,sys_ctrl.templ,2,0);
					break;
				case 2://温度上限 
					lcd1602_show_string(6,0,"  ");
					delay_ms(50);
					//温度上限显示
					lcd1602_show_nums(6,0,sys_ctrl.temph,2,0);
					break;
				case 3://风速上限 
					lcd1602_show_string(3,1,"  ");
					delay_ms(50);
					//风速上限显示
					lcd1602_show_nums(3,1,sys_ctrl.windh,2,0);
					break;
				case 4://湿度上限 
					lcd1602_show_string(11,1,"  ");
					delay_ms(50);
					//湿度上限显示
					lcd1602_show_nums(11,1,sys_ctrl.humih,2,0);
					break;
			}		
		}

		break;				
	}
}

//系统参数设定
void sys_data_set(void)
{
	u8 key=0;
  static u8 one_flag=0;

	key=key_scan(0);
	
  //模式设置
	if(key==KEY3_PRESS)
	{
		sys_ctrl.mode++;
		if(sys_ctrl.mode>4)sys_ctrl.mode=1;
		//设置界面仅显示1次
		if(one_flag==0)
		{
			one_flag=1;
			_set_parm_show();//阈值参数设置界面显示
		}
	}
	//加&布防
	else if(key==KEY1_PRESS)
	{
		//阈值设置模式
		if(sys_ctrl.mode!=0)
		{
			switch(sys_ctrl.mode)
			{
				case 1://温度下限
					sys_ctrl.templ++;
					if(sys_ctrl.templ>99)sys_ctrl.templ=0;
					break;
				case 2://温度上限
					sys_ctrl.temph++;
					if(sys_ctrl.temph>99)sys_ctrl.temph=0;
					break;
				case 3://风速上限
					sys_ctrl.windh++;
					if(sys_ctrl.windh>99)sys_ctrl.windh=0;
					break;
				case 4://湿度上限
					sys_ctrl.humih++;
					if(sys_ctrl.humih>99)sys_ctrl.humih=0;
					break;	
			}		
		}
		//正常模式
		else
		{
			sys_ctrl.fortify=1;//布防
		}		
	}
	//减&撤防
	else if(key==KEY2_PRESS)
	{
		//阈值设置模式
		if(sys_ctrl.mode!=0)
		{
			switch(sys_ctrl.mode)
			{
				case 1://温度下限
					sys_ctrl.templ--;
					if(sys_ctrl.templ<0)sys_ctrl.templ=0;
					break;
				case 2://温度上限
					sys_ctrl.temph--;
					if(sys_ctrl.temph<0)sys_ctrl.temph=99;
					break;
				case 3://风速上限
					sys_ctrl.windh--;
					if(sys_ctrl.windh<0)sys_ctrl.windh=99;
					break;
				case 4://湿度上限
					sys_ctrl.humih--;
					if(sys_ctrl.humih<0)sys_ctrl.humih=99;
					break;	
			}		
		}
		//正常模式
		else
		{
			sys_ctrl.fortify=0;//撤防
		}		
	}
	//确定
	else if(key==KEY4_PRESS)
	{
		one_flag=0;	
		sys_ctrl.mode=0;
		sys_open_show();//系统开机界面显示
	}
}

//系统功能控制
void sys_fun_ctrl(void)
{
	//正常模式下
	if(sys_ctrl.mode==0)
	{
		//已开启布防
		if(sys_ctrl.fortify==1)
		{
			//检测到有人，蜂鸣器报警
			if(sys_ctrl.man==1)
			{
				beep_alarm(1,20000);
				//已开启过窗户，关闭
				if(sys_ctrl.window==1)
				{
					sys_ctrl.window=0;//关闭窗户
					step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,sys_ctrl.window,STEPMOTOR_MAXSPEED,3,1);	
				}
			}
			//检测到无人，报警取消
			else
			{
				//如果下雨或大风天气
				if(sys_ctrl.humi>sys_ctrl.humih || sys_ctrl.wind>sys_ctrl.windh)
				{
					//已开启过窗户，关闭
					if(sys_ctrl.window==1)
					{
						sys_ctrl.window=0;//关闭窗户
						step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,sys_ctrl.window,STEPMOTOR_MAXSPEED,3,1);	
					}	
				}
				//正常气候
				else
				{
					//如果温度高于上限，开窗
					if(sys_ctrl.temp>sys_ctrl.temph)
					{
						//已关闭过窗户，打开
						if(sys_ctrl.window==0)
						{
							sys_ctrl.window=1;//打开窗户
							step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,sys_ctrl.window,STEPMOTOR_MAXSPEED,3,1);	
						}		
					}
					//如果温度低于下限，关窗
					else if(sys_ctrl.temp<sys_ctrl.templ)
					{
						//已开启过窗户，关闭
						if(sys_ctrl.window==1)
						{
							sys_ctrl.window=0;//关闭窗户
							step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,sys_ctrl.window,STEPMOTOR_MAXSPEED,3,1);	
						}		
					}
					//正常温度，开窗
					else
					{
						//已关闭过窗户，打开
						if(sys_ctrl.window==0)
						{
							sys_ctrl.window=1;//打开窗户
							step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,sys_ctrl.window,STEPMOTOR_MAXSPEED,3,1);	
						}		
					}
				}	
			}	
		}
		//布防取消，报警取消
		else
		{
			//已关闭过窗户，打开
			if(sys_ctrl.window==0)
			{
				sys_ctrl.window=1;//打开窗户
				step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,sys_ctrl.window,STEPMOTOR_MAXSPEED,3,1);	
			}	
		}	
	}
}

三、实验现象

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619

联系作者

视频地址：https://space.bilibili.com/444388619/video
专注于51单片机、STM32、国产32、DSP、Proteus、arduino、ESP32、物联网软件开发，PCB设计，视频分享，技术交流。