在智能信息化時代，互聯(lián)網(wǎng)的崛起已經(jīng)改變?nèi)藗兊纳罘绞剑?智能家居通過物聯(lián)網(wǎng)技術將家中的各種設備連接在一起，提供窗簾控制以及可編程定時控制等多種功能和手段。給人們一種便捷、舒適的生活，智能窗簾作為智能家居的一種代表，以簡單的功能和實用性強深受人們的喜愛，不過由于現(xiàn)在市場上價格太高，所以導致很多人們放棄了智能窗簾。在這種情形下本設計提出簡易、操作便捷、實惠的智能控制方案。

1系統(tǒng)總體設計方案

1.1窗簾外形結(jié)構(gòu)

在本次設計中，我們采用杜亞導軌、主副傳動箱、皮帶、滑輪。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中杜亞導軌高為21.9mm，底部寬為34mm，頂部寬為29.4mm。軌道采用軌電泳涂裝表面處理，色彩明亮，軌道內(nèi)壁和外壁光滑度一致，以確保滑車滑行時順暢無噪音。耐酸堿，抗污染，延緩鋁型材老化等優(yōu)點。

1.2整體功能框圖

本次設計是基于ESP8266芯片為核心的智能窗簾，外圍電路包括光線檢測模塊、時鐘模塊、WiFi模塊、電機驅(qū)動模塊。其功能框圖如圖2所示。三種控制方式：根據(jù)系統(tǒng)設定的時間進行打開和閉合；根據(jù)光線強弱實現(xiàn)開閉；利用手機遠程控制實現(xiàn)開閉。通過設定一個閾值，當光線強度大于設定值時電動機正轉(zhuǎn)，閉合窗簾；反之，電動機反轉(zhuǎn)，打開窗簾。同等條件下手機遠程控制優(yōu)先級高于定時控制，定時控制優(yōu)先級高于光線控制。

圖2 窗簾控制功能框圖

2主要功能設計與實現(xiàn)

2.1主控芯片的選擇

方案一：STC89C51單片機

STC89C51單片機是一種高性能CMOS8位微處理器，可進行邏輯運算、清零、置位、傳送等，其功能比較完備，可操作性強，使用起來相對比較容易。

方案二：ESP8266芯片

ESP8266芯片具有集成度高、穩(wěn)定性強、精度高的特點，可在溫度高的情況下持續(xù)工作，具有很強的工作適應性。有STA/AP/ STA+AP三種工作模式，支持smartconfig功能。

ESP8266相比STC89C51單片機來說穩(wěn)定性強，其能耗低、能夠快速傳送數(shù)據(jù)、價格便宜。ESP8266可在溫度高的情況下持續(xù)工作，具有很強的工作適應性。（沈華剛，呂剛磊，基于ESP8266串口wifi智能插座設計［J］。電子世界，2019）其芯片配置簡單，操作方便，具有很強的穩(wěn)定性，對工作環(huán)境溫度要求低，它能將串口所獲取的數(shù)據(jù)高效率地轉(zhuǎn)化為無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信號，用戶可控制無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，從而通過手機APP對窗簾進行無線控制。而STC89C51單片機運行速度相對比較慢，且無保護，很容易芯片被燒壞。綜合比較兩個方案，選用方案二ESP8266芯片。

2.2 WiFi與外部通訊

圖3所示是本設計中ESP8266串口的控制系統(tǒng)框圖，主控板通過WiFi與局域網(wǎng)相連接，再與智能手機通信，從而使移動端與窗簾實現(xiàn)雙向控制。（周洪，胡文化，張立明，等。智能家居控制系統(tǒng)［J］。北京沖國電力出版社，2006）這種系統(tǒng)集實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)的輸送以及多媒體系統(tǒng)為一體來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和處理，將以媒體形式傳送到用戶端的服務器當中。多個系統(tǒng)互相關聯(lián)，在同個局域網(wǎng)內(nèi)有效連接組成，具有內(nèi)部聯(lián)系性，是一個整體的布局模式，具有良好的擴展性和穩(wěn)定性。

圖3 通訊結(jié)構(gòu)圖

2.3 電機驅(qū)動模塊

步進電機將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械角位移，在數(shù)字控制系統(tǒng)中是一種較常用的控制執(zhí)行元器件。在電路中，輸入信號為電脈沖信號，輸出信號則為角位移，每當接收到一個電脈沖信號，就會驅(qū)動步進電機按照設定的方向轉(zhuǎn)動固定的角度。（胡錦，鄧鵬，基于WIFI的智能窗簾系統(tǒng)設計［J］。信息通訊，2018（3）：201-202）本次設計我們采用ZD-M42S兩相步進電機高集成度，高可靠性接口，采用超高速光耦隔離，抗高頻干擾能力強，安裝在電機背面，減少占用空間，能夠使電機的工作狀態(tài)達到穩(wěn)定，可以多種細分可選。

圖4 電機驅(qū)動接線方法

如圖4所示，為電機接線圖。R為串聯(lián)分壓電阻，當控制器的接口電壓為5V時，無需R直連；當接口電壓為12V時，串聯(lián)1K電阻； 當接口電壓為24V時，串聯(lián)2.7K電阻。

圖5 光線自動控制系統(tǒng)框架圖

2.4 光線控制

如圖5所示，本系統(tǒng)的光線控制電路通過光線傳感器的數(shù)據(jù)采樣，使光線信號轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過后臺的單片機內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換輸出并作用于電機上，從而實現(xiàn)窗簾根據(jù)光線強度的自動控制。

通過光的檢測、分析、傳送，為系統(tǒng)提供前端有效數(shù)據(jù)，設計簡單實用、成本低廉。光敏傳感器內(nèi)的光敏電阻通過檢測光線的強度而發(fā)生阻值的變化，從而傳遞光線的模擬信號，當照射光線越強時，通過光電管的電流就越大，電流通過電阻時，電阻兩端的電壓即可被轉(zhuǎn)換成可被采集器采集的0-5V電信號，從而實現(xiàn)光信號向電信號的轉(zhuǎn)變，繼而傳輸至單片機識別即可。

圖6 光線檢測與窗簾控制程序流程圖

如圖6所示，為光線檢測與窗簾控制程序流程圖。初始化后， 通過調(diào)用函數(shù)對光線信號進行采集，并將模擬量的光強信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號，經(jīng)單片機的內(nèi)部處理后，將電信號傳輸至電機驅(qū)動模塊控制窗簾的開閉。

2.5 定時功能

本系統(tǒng)設計的智能窗簾具有定時開關窗簾的功能，其程序流程如圖7所示。先采用SNTP函數(shù)獲取當前時間戳，然后將當前時間戳轉(zhuǎn)換為具體時間，再與設定的時間比較，從而實現(xiàn)定時的功能。

圖7 定時功能程序流程圖

3結(jié)束語

本文是基于ESP8266芯片的智能窗簾系統(tǒng)控制，具備光、手機、定時多方式對窗簾實現(xiàn)自動化控制，在應用上比較方便，具有操作簡易、性價比高等優(yōu)點，不過也有不足之處，可以加上智能語音控制，使用更便捷，能極大提高用戶體驗感。