开题报告 自动关窗控制系统设计.doc
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1、题 目: 自动关窗控制系统设计 学 院: 机械与电子控制工程学院 专 业: 测控技术与仪器 1.1课题的研究背景我国的改革开放,经济的飞速发展,使得人民物质生活水平不断提高,人们对其住宅和汽车的要求也越来越高,表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所和汽车,而且对其安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。现在的自动控制系统已经为我们的生活提供了太多的便利,在生活的各个方面,人们迫切需要一种智能型的家庭安全自动关窗系统,能可靠的进行日常的开关工作,在环境大风或下雨的情况下,自动识别大风或下雨天气,实现自动关窗动作,以便人们能够更安心的工作,同时也保证了居民生活的舒适和生命财产不受损失。于是有关家庭、办
2、公室,仓库还有汽车等处的自动关窗系统的开发研制日益被科研单位和生产厂家所重视。现在市场上也出现了各种名目繁多的关窗装置,但多由于可靠性较差、造价高或使用复杂而难于普及。随着电子通讯技术的飞速发展,单片微机以其具有体积小、价格低、集成度高、性价比高等突出优点已在工业控制、智能仪表、数控机床、数据采集以及各种家用电器等方面得到了广泛应用。因此利用单片机和一些简单的外围器件来开发一种适合于家庭、仓库、银行,汽车等重要场所的低价位、运行可靠、具有自动关窗功能的系统,对恶劣的天气情况自动发出报警信息 1。 另外自动关窗系统也广泛应用于汽车。汽车是现代生活中不可缺少的交通工具,随着人们生活水平的提高,人们
3、对汽车的安全性、 舒适性都有着更高的要求。中央门锁和电动车窗给驾驶员和乘客带来了很大的方便。驾驶员通过它可以方便的对所有车门的开闭进行控制。电动车窗使得驾驶员也可通过设在驾驶员旁边的控制开关对各车窗实现集中控制。但是在有些时候也会出现一些其他的麻烦。比如:当汽车停车熄火,锁好门后,有时会忘记将车窗玻璃升到位,及时发现的,要重新打开车门,按动开关将其升到位;而一旦疏忽,不但会造成重要文件、物品丢失,甚至会导致车辆失窃、 雨天驾驶室进水等 ,给用户带来不必要的经济损失和精神负担。鉴于以上情况,可以设计在中央门锁和电动车窗的基础上加装的汽车自动关窗控制器。其工作情况是:当汽车熄火后 ,锁上门锁时 ,
4、汽车自动关窗控制器会自动关好开着的所有车窗玻璃。如果汽车附有遥控装置 ,下车后只需轻轻一按遥控器就可以放心地离开了 ,再不用担心物品丢失、 车辆失窃、 雨天驾驶室进水等问题2。不管是什么样的自动控制系统,选用清洁的能源是非常重要的。人类目前的主要能源来自于煤炭和石油,但是其储量在逐渐下降,而消耗量却逐年攀升,所以研究利用其他的清洁又实用的能源迫在眉睫。而太阳能作为一种新的清洁能源,它与常规能源相比有三大特点:第一:它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计,在过去漫长的11亿年中,太阳消耗了它本身能量的2%。今后足以供给地球人类再使用几十亿年,真是取之不尽,用之不竭。第二:地球上,无论何处都有太阳
5、能,都可以就地开发利用,不存在运输问题,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。第三:太阳能是一种洁净的能源。在开发利用时,不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音,更不会影响生态平衡,绝对不会造成污染和公害。所以研究和开发利用太阳能势在必行3。1.2智能门窗的国内外研究现状智能门窗一般是指安装了先进的防盗、防劫、报警、自动关窗等系统的门窗。 智能门窗在一些公共场所、高档商品房、商场中运用广泛,现在正向普通家庭普及。 智能门窗控制系统由无线遥控器、智能主控器、门窗控制器、门窗驱动器等组成,现在的智能门窗系统集现代声、光、机、电、通讯为一体,是智能居家的理想选择。另一种智能窗是由玻璃
6、或透明塑料等基材和调光材料所组成的具有调光功能的器件, 在一定的物理条件( 如电场、 温度)下,这种器件可以改变自身的透明度或颜色,从而选择性地吸收和反射外界热辐射和阻止内部热扩散,达到调节光强度或室内温度的目的。一般智能窗材料根据激励方式可以分为三种:光致变色型、电致变色型、热致调光型。随着能源危机、污染、全球变暖等问题的日益严峻,智能窗( Smart Window ) 迅速成为各国研究的热点4。自从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后,美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。这种“未来之
7、家”门窗智能化系统,市场真正启动尚需时日。目前在新加坡也有近30个社区(住宅小区)近5000户的家庭采用了“门窗智能化系统”,美国已有近四百万户家庭安装了这一类的“门窗智能化系统”,相信到了21世纪将会有更多的住宅安装上这一类高科技智能化系统产品。目前美国有一种占据市场主流的产品X-10,销售已超过1亿个,设计户型为单体别墅,应用多为旧房改造。但这些产品技术限制较多,并不适合在我国原样照搬使用应用。三星从今年春节后,开始在中、韩两国同时推出其智能家居系统,通过机顶盒和网络,将家居自动化控制、信息家电、安防设备以及娱乐和信息中心这四部分集成一个全面的,面向宽带互联网的家居控制网络。 根据美国该行
8、业之专业顾问公司PARKS的统计资料显示:2010年,美国一个家庭要安装家庭自动化设备的平均费用在7000至9000美元之间。 2010年美国家庭已使用先进家庭自动化设备的比率为0.53,看来市场真正启动尚需时日。预计这五年内,家庭自动化的市场年平均增长率为8。 PARKS公司的资料亦显示:到2015年,家庭网络市场总额可达57亿美元。据国际专家预测,到2013年底国际智能家居的产品销售额可达24亿美元。 2020年可达148亿美元。智能家居是住宅智能化的核心部分,目前我国的智能家居市场有三个特点:一是市场潜力大,现在的房地产业在全国的发展都很火爆,作为其下游产业,智能家居市场前景还是非常乐观
9、的。第二点就是产品多,厂家多,大部分集中在上海、北京、深圳、广州等地。但到目前为止还没有一家形成规模化。第三,就是目前国家对智能家居行业还没有实施统一的行业标准,使得很多中小企业各自为政,按自己对市场的理解来开发产品,相互间的产品不具备兼容性,这种局面有点春秋战国时代诸侯争霸的感觉。因此,今后几年智能家居市场会进入一个行业整合阶段,最终可能会出现几家规模比较大,品牌影响力好的厂家。从产品角度来讲,以后的智能家居产品会朝着实用化、傻瓜化(操作简单)、模块化的方向发展,所谓模块化就是产品开发商把智能家居产品做成模块化的,可以根据用户的实际需求任意搭配。这样不仅可满足不同层次用户的需要,而且可以节约
10、成本,也可以节约不必要的端口模块的浪费。近几年来,我国建筑业的良好发展势态极大促进了智能门窗行业的全面发展,我国的建筑门窗行业正在进入一个崭新的发展阶段,在技术和管理方面,正在走向正规化,成熟化和智能化。国内多功能智能门窗企业为了获得更大的投资收益,在生产规模和产品质量上不断提高。但是受国际金融危机、外部政策环境、产业上下游需求等众多因素的影响,多功能智能门窗行业在未来几年的市场状况及价格走势备受关注。随着高科技和信息技术的广泛应用,安全、舒适、便利的生活环境已经不再是一个遥远的梦想。由于智能家居系统能够为人们提供更加轻松、有序、高效的现代生活环境,因此已经成为房地产商追逐的热点。在未来,没有
11、智能家居系统的住宅将像今天不能上网的住宅那样不合潮流。相信不远的将来,智能家居一定会更好地造福人类5。1.3课题的研究目标和意义随着我国经济的快速发展以及人民生活水平的不断提高,人们对健康的重视程度也日渐增强 保持室内空气新鲜,经常通风换气也成为人们共同的生活习惯 然而在当今快节奏生活中,人们常常会忘记关窗,每逢刮风下雨,便担心不已。现在的智能关窗装置虽然品种功能都很多,但主要应用在高档建筑和各种公共场所,而且主要是和窗户一起定做,价格也比较高 同时无论是老的还是新建的民房预先安装的以手动推拉窗居多,很少有人愿意把已安装好的窗户废掉,更换成多功能智能窗。由于以上原因,本课题希望开发一种在普通窗
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