安防智能电动窗帘
设计说明书
设计者：
指导老师：
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单位：山东劳动职业技术学院
2015年9月21日
目录
一. 作品简介 ............................................................................................................... 3 二 作品设计 ................................................................................................................. 4 1. 研制背景及意义： ........................................................................................ 4 2. 主要功能： .................................................................................................... 4 3. 产品的主要特色 ............................................................................................ 4 4. 产品的设计方案 ............................................................................................ 4 （1）产品的主要功能模块 ............................................................................. 5 图2 导轨安装示意图 .................................................................................................. 5
（3）光敏控制模块设计 ................................................................................. 6 （4）遥控控制模块设计 ................................................................................. 7 （5） 安防灯设计 ........................................................................................... 8 （6）单片机控制模块 ..................................................................................... 8 三 作品的高端设计 ..................................................................................................... 9 1. 简单变色型窗帘： ........................................................................................... 9 2. 简易型智能变色型窗帘： ............................................................................. 9 3. 全能型设计窗帘： ......................................................................................... 10 （1） 温度控制设计 ..................................................................................... 10 四 作品材料设计 ....................................................................................................... 10 1. 纱帘设计 ......................................................................................................... 10 2. 遮光帘设计 ..................................................................................................... 10 五 作品的市场预估 ................................................................................................... 11
一. 作品简介
本产品针对目前家用窗帘多为手动，并且不具备安防功能，采用光敏测量元件以及单片机，配合灯具的照明，设计了一种安防家用窗帘。本产品设定了自动功能和手动功能切换，从而实现了在家模式和离家模式。
图1 产品实际工程外观设计
产品的主要功能设计有：
（1）光敏控制功能 检测到室外属于白天时打开窗帘，当黑夜来临时关闭窗帘，根据光亮要求，自动实现灯光的开启与关闭，窗帘的打开与关闭。
（2）遥控控制功能 可在10米以内用遥控对窗帘的控制，符合现代人犬儒化趋势，舒适享用现代科技带来的舒适。
（3）虚拟防盗功能 因为主人不在家时它也能智能控制窗帘和灯具的开关，起到了有人在家的假象，使盗贼不敢入侵该家庭。根据设定时间和光亮，在夜间设定时间段实现窗帘的关闭和灯光的开启，从而在夜间营造家中有人的假象，可实现长期外出旅游时家庭的安防，解决主人的后顾之忧。
（4）变色功能 本功能由于造价问题，在样本窗帘未采用光致变色窗帘和温敏变色窗帘。窗帘功能为采用热敏或者光敏变色纤维材料,
使其颜色根据自然环境的变化以及室温的变化
而变化,再配合定时器和遥控器控制窗帘的自动或者手动的开启。光敏变色纤维材料的窗帘在室内灯光颜色变化下有着相应的颜色变化。
（5）其它窗帘材料 可采用半遮光卷帘、半透光卷帘、全遮光卷帘等，采用防紫外线卷帘、防水卷帘、易去污工程卷帘面料等新型材料，广范适用多种应用场合。
二 作品设计
1. 研制背景及意义：
中国经济发展快速，城市住宅小区与各地宾馆不断增多。各种类型的窗帘装饰不断进入大众的眼球，然而目前市场上普通的窗帘已不能满足当代青年人的需要，他们在追求美的同时也在不断的追求舒适、便捷与安全。
本作品设计有自动窗帘、遥控窗帘、变色的温敏或者光敏材料，如果辅以自动背景音乐等元素，无疑是家居窗帘或者宾馆、别墅用高端奢华产品。产品功能设计多用，安防的设计可解决用户居家旅游之后顾之忧。多层次用料的设计，使得产品可以走向低端、中端、高端、设置奢侈品市场，因此本产品的出现无疑是现代家居的一个新的潮流和方向。整个设计符合现代人犬儒化趋势，舒适享用现代科技带来的舒适。
2. 主要功能：
（1）灯具和窗帘的自动控制 根据光亮要求，自动实现灯光的开启与关闭，窗帘的打开与关闭。
（2） 安防功能 根据设定时间和光亮，在夜间设定时间段实现窗帘的关闭和灯光的开启，从而在夜间营造家中有人的假象，可实现长期外出旅游时家庭的安防，解决主人的后顾之忧。
（3） 休闲功能 窗帘布可以采用高端的光敏变色材料或者温敏变色材料，从而实现窗帘的颜色的时尚变化。
3. 产品的主要特色
（1） 安防设计 灯具和窗帘的配合，营造家中有人假象，可实现安防；
（2） 个性化与前卫设计 自动窗帘、遥控窗帘、光敏或者温敏变色材料设计，可满足都市年轻人时尚、个性的口味。
（3） 遥控设计 符合现代人犬儒化趋势，舒适享用现代科技带来的舒适。
4. 产品的设计方案
（1）产品的主要功能模块
主要由光敏模块、遥控模块、电动窗帘模块、安防灯模块、 窗帘、语音电路模块组成，每一个模块都承担着其应有的职能。
光敏控制模块主要是检测到室外属于白天时打开窗帘，当黑夜来临时关闭窗帘，形成光敏控制。
遥控控制模块主要是让主人家可以在10m以内自由的控制智能窗帘。 安防灯模块主要是形成有人在家的虚拟假象。
单片机控制模块主要是控制整个系统的运行，是窗帘的核心。
窗帘可以采用普通窗帘，也可以采用温敏、光敏变色窗帘，或者半遮光卷帘、半透光卷帘、全遮光卷帘等，或者防紫外线卷帘、防水卷帘、易去污工程卷帘面料等新型材料。
语音电路 用于识别主人对话，实现语音控制和背景音乐自动选择等功能。 （2）工程施工图
单片机控制系统模块、
图2 导轨安装示意图
J6
K1K2
接触开关1
接触开关2
K3
单片机继电开关1
J6J7
定时驱动继电器2
K4
单片机继电开关2
K5
单片机继电开关3
定时驱动继电器1
K6单片机继电开关4
图3 电源布置原理图1
D1D1D2
户外光敏探头
户内光敏探头
开启电机
关闭电机
M3
灯旋转电机
J5
单片机驱动继电器3J4
遥控器驱动继电器2J3单片机驱动继电器2J2
遥控器驱动继电器1J1
单片机驱动继电器1
M1
M2
图4 电源布置原理图2
（3）光敏控制模块设计
光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。
本作品利用光敏元件感知光亮的变化，从而控制窗帘的启动与关闭以及安防灯的变化。
图5 光敏传感器安装PCB板设计
（4）遥控控制模块设计
遥控模块方面用户采用遥控方式，控制窗帘的启动与关闭。这样的设计符合都市现代人的犬儒性格。
图6 遥控器电路原理与焊接点布置
（5） 安防灯设计
采用定时器以及单片机双重控制的安防灯，按约定的时间进行开启与关闭，营建家庭有人的氛围，灯罩的旋转可导致家庭灯饰的变化，营建家庭娱乐的氛围，这样可起到安全防卫的作用。
（6）单片机控制模块
单片机控制模块是整个设计的核心，单片机用于管理定时器、遥控器，也可以用于语音识别，背景音乐播放，窗帘的自动控制等功能。
整个单片机共设置了4路模拟量输入，1路输出，8路开入，8路开出，并设计了语音模块和语音电路。
图7 定时器电路原理
图8 单片机PCB板设计
三 作品的高端设计
1. 简单变色型窗帘：
用简单的热敏或者光敏变色纤维材料,使其颜色根据自然环境的变化以及室温的变化而变化,再配合定时器和遥控器控制窗帘的自动或者手动的开启。光敏变色纤维材料的窗帘在室内灯光颜色变化下有着相应的颜色变化。
图9 智能窗帘电动背景改变
2. 简易型智能变色型窗帘：
窗帘根据室温的变化以及辅助织物的艺术设计，能变换多种场景与色彩，在室内形成人与自然的协调与统一，室温的变化主要由空调完成。
3. 全能型设计窗帘： （1） 温度控制设计
智能窗帘的温度控制可以采用水帘控制和空调控制两种。空调控制是指采用空调改变室内温度，从而达到温敏纤维的颜色变化，水帘控制是指通过局部改变水帘的充水温度，从而局部改变窗帘的温度，形成印象的窗帘效果，热敏纤维附着在水帘上。
图10 遮光帘织物的布置
（2） 语音识别和音乐背景
智能窗帘接受的语音指令为自动编辑指令，用户可以自己设定语音对话功能，譬如：开、关、我很忧郁、我很高兴等，并设定语音所对应的窗帘打开、关闭、以及温敏织物的温度控制值，选择符合自己心情的色彩以及背景音乐。
四 作品材料设计
1. 纱帘设计
纱帘主要材料为光敏光致纤维材料 光致纤维材料在无阳光的条件下不变色，在阳光或UV 照射下显深绿色。该纤维制造可采用淡黄绿色的三甲基螺呃嗪为光敏剂，与聚丙烯切片共混后制成切片经高温熔融纺丝形成的光敏纤维。
2. 遮光帘设计
遮光帘由热敏变色纤维组成，热敏变色纤维是指随温度变化颜色发生变化的纤维。获得热敏变色纤维的方法除了将热敏变色剂充填到纤维内部外，还可将含热敏变色微胶囊的氯乙烯聚合物溶液涂于纤维表面，并经热处理使溶液成凝胶状来获得可逆的热敏变色功效。热敏变色性色素；与色素结合能显现另一种颜色的显色剂；在某一温度下能使相结合的色素和显色剂分离并能溶解色素或显色剂的醇类消色剂。调整3者组成比例就可以得到颜色随温度变化的微胶囊，而且这种变化是可逆的。它的基色有4种，但可以组合成64
种不同的颜色，变
安防智能电动窗帘设计说明书
色温度为24～32℃。
五 作品的市场预估
本作品设计有自动窗帘、遥控窗帘、变色的温敏或者光敏材料，如果辅以自动背景音乐等元素，无疑是家居窗帘或者宾馆、别墅用高端奢华产品。产品功能设计多用，安防的设计可解决用户居家旅游之后顾之忧。多层次用料的设计，使得产品可以走向低端、中端、高端、设置奢侈品市场，因此本产品的出现无疑是现代家居的一个新的潮流和方向。
目前对于温控智能窗帘的发展和推广尚处在一个起步阶段，总体竞争相对较小。并且当代青年人对于现今的生活质量追求较高，对于温控智能窗帘的接受能力也相对较高。
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