CN205513986U - 一种基于s3c2440的智能窗帘控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统，尤其是一种用于嵌入式系统教学平台的智能窗帘控制系统。系统包括：主控处理器模块、光照采集模块、位置检测模块和电机驱动模块。主控处理模块首先通过ADC接口从光照采集模块采集光照度信息，再通过GPIO口从位置检测模块采集窗帘的位置信息，然后对信息进行分析和判断，最后通过电机驱动模块带动窗帘移动到指定位置，从而实现了根据室内光线的变化自动完成窗帘的移动操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统，尤其是一种用于嵌入式系统教学平台的智能窗帘控制系统。
背景技术
嵌入式系统在各个领域得到广泛应用，所以嵌入式系统教学平台也比较多。目前，嵌入式系统课程教学多使用实验箱作为教学平台，它主要存在2方面的缺点，第一，实验内容与实际工程项目相差较远；第二，设计的综合性实验难度系数不太合理，有些很难，有些又太容易。本实用新型以智能窗帘为应用背景，旨在开发一种适合嵌入式系统教学平台的智能窗帘控制系统。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统，根据室内光线变化自动完成窗帘的移动操作，解决了现有综合性实验难度系数不太合理的技术问题。
本实用新型为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统，包括：以S3C2440处理器为核心的主控处理模块、与S3C2440处理器GPIO口连接的位置检测模块，与S3C2440处理器ADC口连接的光照采集模块、与S3C2440处理器GPIO口、ADDR口、DATA口连接的电机驱动模块，
所述位置检测模块输出采集的窗帘位置信息至S3C2440处理器，光照采集模块输出采集的光照度信息至S3C2440处理器，S3C2440处理器根据光照度以及窗帘位置输出电机驱动模块的控制信号，电机驱动模块驱动电机运动以带动窗帘在轨道上移动。
作为所述一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统的进一步优化方案，电机驱动模块包括：对S3C2440处理器ADDR5端口输出信号、ADDR7端口输出信号、nGCS3端口输出信号的反相信号、nWE端口输出信号的反相信号做与运算的74HC21芯片，对S3C2440处理器DATA口输出信号进行锁存的74HC753芯片，74HC753芯片的片选端接74HC21芯片的输出信号，电机各相驱动电路接74HC753芯片的一个数据输出端口。
进一步的，所述一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统中，位置检测模块包括两个分别安装在轨道起点和终点的位置检测传感器，所述位置检测传感器为CNA1301H芯片。
再进一步的，所述一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统中，光照采集模块为LXD/GB5-A1E传感器。
本实用新型采用上述技术方案，具有以下有益效果：基于 S3C2440的智能窗帘控制系统是一种融合了ARM、A/D转换、GPIO控制、地址译码等技术，具有综合性高、实用性强、成本低、技术难度适中等优点；非常适合嵌入式系统课程教学，也可以将该系统应用到智能家居系统，具有较高的市场推广价值，有十分广阔的应用前景。
附图说明
图1是智能窗帘控制系统的原理框图。
图2是主控处理模块原理图。
图3是光照采集模块原理图。
图4是位置检测模块原理图。
图5是电机驱动模块原理图。
图中标号说明：R2、R3、R5、R6、R8、R9、R11、R12、R19、R20、R22为电阻，C2、C15、C16、C20为电容，U12和U16为光遮断器CNA1301H，U1、U2、U3、U4为光耦，U5为74HC753芯片，U6为74HC04芯片，U7为74HC21芯片，Q1、Q2、Q3、Q4为三极管，D1、D2、D3、D4为二极管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。
本实用新型的原理框图如图1所示，主要由以S3C2440处理器为核心的主控处理器模块、光照采集模块、位置检测模块和电机驱动模块等4部分组成。主控处理模块首先通过ADC接口从光照采集模块采集光照度信息，再通过GPIO口从位置检测模块采集窗帘的位置信息，然后主控处理模块对信息进行分析和判断，最后通过电机驱动模块带动窗帘在轨道上移动直至到达指定位置，从而实现了根据室内光线的变化自动完成窗帘的移动操作。
主控处理模块的原理图如图2所示，核心芯片是以ARM9为内核的S3C2440处理器，它包含有LCD 控制器、USB Device/Host控制器，IIC、IIS以及外部存储控制器等资源。中央处理单元通过ADC接口采集光照度信息；通过GPIO口采集窗帘的位置信息；通过地址、命令和数据3个总线设计的接口电路去控制步进电机的运行。S3C2440的Vref端口与电阻R20的一端、电容C2的一极连接，电阻R20的另一端接3.3V直流电源，电容C20的另一极接地。S3C2440的MPLLCAP端口与大地之间接有电容C15、电容C16，S3C2440的UPLLCAP端口与大地之间接有电容C20。S3C2440的OM0端口、OM1端口均接地。
光照采集模块的原理图如图3所示，该模块用于检测光照度的传感器为LXD/GB5-A1E，LXD/GB5-A1E是一种低成本的环境光强度变化与输出电流成正比的光敏传感器，其自身稳定性好，一致性强。利用S3C2440处理器ADC接口的第3通道AIN3采集光照度数据。MOS管和电阻R22的连接点与S3C2440自带的A/D转换器的第3通道AIN3连接。
位置采集模块的原理图如图4所示，该模块选择光遮断器CNA1301H芯片作为位置检测传感器。系统设计了2个分别安装在轨道起点和终点的光遮断器CNA1301H芯片U12和U16，CNA1301H芯片U12的阳极和集电极分别经电阻R11和电阻R12后接VCC，CNA1301H芯片U12的阴极和发射极均接地， CNA1301H芯片U16的阳极和集电极分别经电阻R19和电阻R20后接VCC，CNA1301H芯片U16的阴极和发射极均接地。CNA1301H芯片U12的集电极、CNA1301H芯片U16的集电极分别与S3C2440处理器的GPB7端口、GPG11端口连接。
电机驱动模块的原理图如图5所示，电机驱动模块采用译码电路实现，选择S3C2440处理器的nGCS3、ADDR5、ADDR7和nWE共4根线作为译码电路的输入，对S3C2440处理器ADDR5端口输出信号、ADDR7端口输出信号、nGCS3端口输出信号的反相信号、nWE端口输出信号的反相信号做与运算，以与运算结果作为锁存芯片74HC753的片选信号，并利用数据总线上的D0~D3共4根线去控制四相步进电机。74HC753芯片的数据输出端接一相电机的控制电路。nGCS3端口输出信号、nWE端口输出信号经非门74HC04芯片U6反相处理后接到与门74HC21芯片U7的输入端，与门74HC21芯片U7的输出端接74HC753芯片U5的LE端。每相电机的控制电路结构相同，光耦U1、电阻R2、电阻R3、二极管D1、三极管Q1组成第一相电机控制电路，光耦U1的阳极接74HC753芯片的1Q端口，光耦U1的阴极接地，光耦U1的集电极和二极管D1的阴极接VCC，光耦U1的发射极与电阻R2的一端、电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极与二极管D1的阳极连接，三极管Q1的发射极以及电阻R2的另一端均接地。光耦U2、电阻R5、电阻R6、二极管D2、三极管Q2组成第二相电机控制电路，光耦U3、电阻R8、电阻R9、二极管D3、三极管Q3组成第三相电机控制电路，光耦U4、电阻R11、电阻R12、二极管D4、三极管Q4组成第四相电机控制电路。选择步进电机的原因是步进电机每步转动的角度是固定的，所以控制步电机带动窗帘移动的距离比较方便。
综上所述，本实用新型涉及的基于 S3C2440的智能窗帘控制系统是一种融合了ARM、A/D转换、GPIO控制、地址译码等技术，具有综合性高、实用性强、成本低、技术难度适中等优点；非常适合嵌入式系统课程教学，也可以将该系统应用到智能家居系统，具有较高的市场推广价值，有十分广阔的应用前景。
Claims (4)
1.一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统，其特征在于，包括：以S3C2440处理器为核心的主控处理模块、与S3C2440处理器GPIO口连接的位置检测模块，与S3C2440处理器ADC口连接的光照采集模块、与S3C2440处理器GPIO口、ADDR口、DATA口连接的电机驱动模块，
所述位置检测模块输出采集的窗帘位置信息至S3C2440处理器，光照采集模块输出采集的光照度信息至S3C2440处理器，S3C2440处理器根据光照度以及窗帘位置输出电机驱动模块的控制信号，电机驱动模块驱动电机运动以带动窗帘在轨道上移动。
2.根据权利要求1所述一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统，其特征在于，所述电机驱动模块包括：对S3C2440处理器ADDR5端口输出信号、ADDR7端口输出信号、nGCS3端口输出信号的反相信号、nWE端口输出信号的反相信号做与运算的74HC21芯片，对S3C2440处理器DATA口输出信号进行锁存的74HC753芯片，74HC753芯片的片选端接74HC21芯片的输出信号，电机各相驱动电路接74HC753芯片的一个数据输出端口。
3.根据权利要求2所述一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统，其特征在于，所述位置检测模块包括两个分别安装在轨道起点和终点的位置检测传感器，所述位置检测传感器为CNA1301H芯片。
4.根据权利要求3所述一种基于S3C2440的智能窗帘控制系统，其特征在于，所述光照采集模块为LXD/GB5-A1E传感器。
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| CN106618134A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-05-10 | 安徽大学 | 一种智能窗帘 |
| CN107495820A (zh) * | 2017-10-20 | 2017-12-22 | 苏州博众精工科技有限公司 | 一种智能窗帘 |
| CN109557867A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-02 | 郑州能通网络技术有限公司 | 一种具有位置检测的电动窗帘 |
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