一種基于stm32的多功能智能防噪音窗的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于STM32的多功能智能防噪音窗，包括：主控模塊、信號采集模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、時鐘模塊、控制模塊、執行模塊、被控對象；主控模塊包括STM32F103ZET6單片機；信號采集模塊包括噪音傳感器和行程開關；模數轉換模塊包括PCF8591模數轉換電路；顯示模塊包括LCD1602液晶屏；時鐘模塊包括DS1302時鐘電路；控制模塊包括繼電器；執行模塊包括直線電機；被控對象包括窗戶。本實用新型實現對室外噪音強度的精確測量，室外噪音過大時，自動關閉窗戶，隔絕噪音；窗戶采用雙層玻璃制作，中空部分有利于消弱噪音；LCD可以顯示噪音強度和實時時間，為用戶營造安靜舒適的休息、工作環境。
【專利說明】
一種基于STM32的多功能智能防噪音窗
技術領域
[0001]本實用新型涉及智能檢測控制領域，具體為一種基于STM32的多功能智能防噪音窗。
【背景技術】
[0002]在當今社會，生活節奏快，無論是休息、工作和學習時，我們都渴望有一個安靜舒適的環境，然而環境中的噪聲污染也越來越嚴重，嚴重影響了人們的休息和工作，嚴重的甚至會對人的身心健康造成傷害。人能聽到20HZ-20KHZ的聲音，多數人在深度睡眠時當噪音大于40分貝會驚醒，造成失眠，因為長期生活和工作在噪音環境下導致人耳失聰的情況也時有發生，長期飽受噪音困擾容易產生焦慮、心煩、郁悶、上火以及神經衰弱等癥狀，因為噪音給人類帶來的困惑，卻是無形無色，無處不在，噪音已成為當今生活中的隱形殺手。在室外噪音較大時，人們往往會關閉門窗，以此來隔絕噪音。然而，傳統窗戶的隔音效果不好，而且需要手動關閉，不夠智能化，不能夠對噪音強度進行監測，當人未察覺噪音污染時會忘記關閉窗戶，噪音會乘機對人造成傷害。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型目的是提供一種基于STM32的多功能智能防噪音窗，以解決目前市場上大多數窗戶不能在室外噪音污染嚴重時自動關閉，不能對噪音進行監測的問題，本裝置以STM32單片機為控制核心，通過噪音傳感器對室外噪音強度進行檢測，當室外噪音強度大于人類正常休息所能承受的強度時，驅動直線電機，關閉隔音窗。
[0004]為達到上述目的，本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于STM32的多功能智能防噪音窗，包括:主控模塊、信號采集模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、時鐘模塊、控制模塊、執行模塊、被控對象;主控模塊包括STM32F103ZET6單片機;信號采集模塊包括噪音傳感器和行程開關;模數轉換模塊包括PCF8591模數轉換電路；顯示模塊包括IXD1602液晶屏；時鐘模塊包括DS1302時鐘電路;控制模塊包括繼電器;執行模塊包括直線電機;被控對象包括窗戶。噪音傳感器與模數轉換模塊是電氣連接;模數轉換模塊與單片機是電氣連接;顯示模塊與單片機是電氣連接;行程開關與單片機是電氣連接;時鐘模塊與單片機是電氣連接;繼電器與單片機是電氣連接;直線電機與繼電器是電氣連接;直線電機與窗戶進行機械連接。
[0005]所述STM32F103ZET6單片機負責接收模數轉換模塊的轉換得到的噪音強度信號以及實時時鐘傳來的時間信號，對信號進行處理，將測量得到的噪音強度與預設值進行對比，判斷噪音是否超限，是否需要關窗，并輸出相應的控制信號。
[0006]所述噪音傳感器負責測量室外的噪音強度值，輸出值為模擬的電壓量，噪音越大，輸出電壓值越大，反之，輸出電壓值越小，輸出的模擬量需要送給模數轉換模塊進行模數轉換，單片機才能進行處理。噪音傳感器采用的是M370503型噪音傳感器，它是一款寬聲頻范圍、高聲強動態范圍、操作簡便的噪音傳感器。該傳感器體積小，重量輕，安裝靈活，其聲頻測量范圍覆蓋了人耳所能聽到的全部頻率，測量的聲強能量范圍滿足國家噪聲管理標準中的全部要求，為了盡可能準確地對噪聲進行測量，傳感器探頭安裝在室外。
[0007]所述模數轉換模塊負責對噪音傳感器輸出的模擬信號進行模數轉換，將模擬信號轉換為數字信號，以便于單片機的處理和運算;模數轉換模塊采用PCF8591模數轉換電路。
[0008]所述行程開關負責檢測窗戶是否已經關閉，當窗戶關閉碰觸到行程開關的觸點后，行程開關立即輸出已關閉信號給單片機，讓單片機停止輸出控制信號給繼電器，直線電機停止動作。行程開關采用的是Z-15GW-B型行程開關，該開關上有一對常開觸點和一對常閉觸點，具有自動復位功能，它安裝于窗沿上。
[0009]所述LCD1602液晶屏負責顯示測量到的室外噪音強度以及實時時間信息，方便用戶準確的了解到室外噪音強度值和當前的時間信息。
[0010]所述DS1302時鐘電路負責為系統提供精確的計時，同時向用戶提供精確的實時時間顯示功能。
[0011]所述繼電器負責接受單片機發來的控制信號，控制直線電機的開啟和停止，它是弱電控制強電的中間轉換模塊。
[0012]所述直線電機負責帶動窗戶運動，它與窗戶之間采用機械連接，電機次級可以進行往復的直線運動，電機次級可以帶動窗戶完成關閉動作，直線電機連接在繼電器常開觸點上。
[0013]所述窗戶為被控對象，它采用雙層玻璃制作，兩塊玻璃之間保留有中空，中空部分有利于消弱噪音，采用推拉式結構，便于與直線電機進行連接。
[0014]本實用新型通過噪音傳感器來檢測室外噪音的強度信號，并輸出與噪音強度相關的模擬電壓量給模數轉換模塊，該模擬量大小與室外噪音強度成正比，室外噪音越強，輸出的模擬電壓越高，反之，輸出的模擬電壓越低;模數轉換模塊接收到模擬電壓信號后立即對其進行模數轉換，轉換得到的數字信號與模擬量大小對應，數字量有利于單片機的后續處理，模數轉換模塊將轉換后的數字信號傳送到單片機中；單片機接收到與噪音強度對應的數字量后會進行處理運算，并將所測的強度數字量與系統中預設的噪音閾值進行比較，根據比較的結果輸出相應的控制信號給繼電器，對繼電器的開合進行控制，當噪音強度超過閾值時，繼電器常開觸點閉合；當噪音強度低于閾值時，繼電器常開觸點打開;繼電器直接對直線電機進行控制，當繼電器常開觸點閉合時，直線電機運動，帶動窗戶運動；當繼電器常開觸點打開時，直線電機不動作，窗戶不關閉；當窗戶運動到關閉狀態時，會碰到行程開關，行程開關立即發送已關閉的信號給單片機，單片機接收到后，停止輸送信號給繼電器，繼電器常開觸點打開，直線電機停止運動;也就是室外噪音強度太大超過預設值時關閉窗戶，室外噪音強度不大沒有超過預設值時保持窗戶開啟的狀態；同時，實時時鐘模塊會對時間進行精確計量，并將實時時間信息傳送給單片機，單片機進行處理后，會將實時時間和測量得到的噪音強度一同輸送到IXD1602液晶屏上進行顯示。
[0015]本實用新型的優點是:實現對室外噪音強度的精確測量并通過LCD進行顯示;能夠在噪音強度太大超過預設值，且影響到人們的休息和工作時，自動關閉窗戶，隔絕噪音;窗戶采用雙層玻璃制作，中空部分有利于消弱噪音;設備工作可靠穩定，不易發生故障，控制精度高，并且能夠通過LCD液晶顯示實時時間。解決了市面上大多數窗戶不能在室外噪音污染嚴重時自動關閉，不能對噪音進行監測的問題。自動隔絕噪音，為用戶營造一個安靜舒適的休息、工作環境。
【附圖說明】
[0016]附圖1是本實用新型的結構框圖；
【具體實施方式】
[0017]下面根據附圖對本實用新型進行詳細說明:
[0018]結構框圖如圖1所示，基于STM32的多功能智能防噪音窗，包括:主控模塊、信號采集模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、時鐘模塊、控制模塊、執行模塊、被控對象;主控模塊包括STM32F103ZET6單片機；信號采集模塊包括噪音傳感器和行程開關；模數轉換模塊包括PCF8591模數轉換電路;顯示模塊包括IXD1602液晶屏；時鐘模塊包括DS1302時鐘電路;控制模塊包括繼電器;執行模塊包括直線電機;被控對象包括窗戶。噪音傳感器與模數轉換模塊是電氣連接;模數轉換模塊與單片機是電氣連接;顯示模塊與單片機是電氣連接;行程開關與單片機是電氣連接;時鐘模塊與單片機是電氣連接;繼電器與單片機是電氣連接;直線電機與繼電器是電氣連接;直線電機與窗戶進行機械連接。本實用新型通過噪音傳感器來檢測室外噪音的強度信號，并輸出與噪音強度相關的模擬電壓量給模數轉換模塊，該模擬量大小與室外噪音強度成正比，室外噪音越強，輸出的模擬電壓越高，反之，輸出的模擬電壓越低;模數轉換模塊接收到模擬電壓信號后立即對其進行模數轉換，轉換得到的數字信號與模擬量大小對應，數字量有利于單片機的后續處理，模數轉換模塊將轉換后的數字信號傳送到單片機中；單片機接收到與噪音強度對應的數字量后會進行處理運算，并將所測的強度數字量與系統中預設的噪音閾值進行比較，根據比較的結果輸出相應的控制信號給繼電器，對繼電器的開合進行控制，當噪音強度超過閾值時，繼電器常開觸點閉合；當噪音強度低于閾值時，繼電器常開觸點打開;繼電器直接對直線電機進行控制，當繼電器常開觸點閉合時，直線電機運動，帶動窗戶運動；當繼電器常開觸點打開時，直線電機不動作，窗戶不關閉；當窗戶運動到關閉狀態時，會碰到行程開關，行程開關立即發送已關閉的信號給單片機，單片機接收到后，停止輸送信號給繼電器，繼電器常開觸點打開，直線電機停止運動;也就是室外噪音強度太大超過預設值時關閉窗戶，室外噪音強度不大沒有超過預設值時保持窗戶開啟的狀態；同時，實時時鐘模塊會對時間進行精確計量，并將實時時間信息傳送給單片機，單片機進行處理后，會將實時時間和測量得到的噪音強度一同輸送到LCD1602液晶屏上進行顯示。
[0019]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于STM32的多功能智能防噪音窗，其特征在于包括:主控模塊、信號采集模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、時鐘模塊、控制模塊、執行模塊、被控對象；主控模塊包括STM32F103ZET6單片機；信號采集模塊包括噪音傳感器和行程開關；模數轉換模塊包括PCF8591模數轉換電路;顯示模塊包括IXD1602液晶屏；時鐘模塊包括DS1302時鐘電路;控制模塊包括繼電器;執行模塊包括直線電機;被控對象包括窗戶;噪音傳感器與模數轉換模塊是電氣連接;模數轉換模塊與單片機是電氣連接;顯示模塊與單片機是電氣連接;行程開關與單片機是電氣連接;時鐘模塊與單片機是電氣連接;繼電器與單片機是電氣連接;直線電機與繼電器是電氣連接;直線電機與窗戶進行機械連接。
【文檔編號】E05F15/71GK205531930SQ201620280752
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月5日
【發明人】蔣孫侖, 姚善化
【申請人】安徽理工大學