風光雨傳感器是一種集多種傳感器于一身的多功能傳感器，它可以自動檢測風力、光線強度、雨量大小，為窗戶的開啟控制提供依據，這里選用深圳卓靈公司的ZF-WRR型風光雨傳感器，其工作電壓為直流12 V;工作電流為0.1 A;風感器可設定風速值為1～4級，范圍為3～20 km/h;雨感器可設定范圍為1～5 mm/h;采用防水結構設計方案，以及風感部分雙軸承結構，可確保風感靈敏度。當室內有害氣體濃度過大，除開啟排風扇將有害氣體排出室外，還可連接開窗器作為輔助將窗戶打開，但若逢大風、大雨或風沙天氣，因不適宜開窗，則由MCU發出關閉窗戶指令。

　　1.5 門窗防盜模塊設計

　　該模塊主要用于防止門窗打開時，不法分子趁機入室或窗戶關閉時破窗而入，對房屋主人的人身及財產安全造成威脅。該模塊主要由人體靠近傳感器和玻璃破碎傳感器組成，如圖4所示。

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　　人體靠近傳感器 是基于紅外線技術的產品，當有人進入開關感應范圍時，傳感器探測到人體紅外光譜的變化，開關自動接通負載，延時3 s后檢測到人不離開或有繼續入侵動作，先以紅燈警告，再延時3 s，如果還未離開，則打開高分貝聲光警報器，以達到驅趕入侵者，必要時還可將警情傳輸到小區保衛處以及房屋主人的手機上。

　　玻璃破碎傳感器 是利用振動傳感器在玻璃破碎時發出2 kHz特殊頻率，感應出報警信號。為了避免室內因玻璃器皿破碎、電話鈴聲、鬧鐘以及其他一些聲音引起誤報警信號，目前玻璃破碎傳感器采用了雙探測技術，即需要同時探測到破碎產生的振蕩和音頻聲響，才能發出報警信號。

　　門磁開關由一條永久磁鐵和一個常開觸點的干簧管組成，一般把干簧管安裝在被監視房門的門框上，把永久磁鐵安裝在門上，關門后，干簧管在磁場的作用下接通，當門被打開時，干簧管觸點斷開，觸發報警電路。

　　1.6 執行系統模塊的設計

　　智能門窗的執行機構包括排風扇、開窗器、聲光報警器和電話報警等。排風扇部分如圖5所示，風扇的轉動由PWM來控制轉速，安裝在廚房等易出現煤氣泄漏的場所，可有效地排出有害氣體，避免室內人員煤氣或CO中毒。

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　　開窗器分為螺旋式開窗器和鏈條式開窗器，它采用天津科普瑞特公司的E350型螺旋式開窗器進行設計，工作電壓為直流24 V;工作電流為1 A;推拉力為1 000 N;行程為90～1 000 mm;速度為5 mm/s。該開窗器采用全金屬材質、內螺桿式電動開窗、鋁合金外殼、開窗時噪音低，開窗推力大，支撐強度高，可調節的滑動支架便于安裝，適合于各種窗型。當煤氣泄漏或有害氣體濃度在開窗和排風扇工作一段時間后仍未減小到無害的程度或有人非法入侵時，就要啟動聲光報警裝置，該警報器適宜裝在房屋主人容易警覺處，如客廳和臥室。警報器啟動時將以高分貝的警報聲和LED燈光發出警告，同時LCD液晶顯示將告訴房屋主人是何原因警報(煤氣泄漏或有人非法入侵)。

　　2 軟件設計

　　為了使軟件更安全、簡潔，設計中使用μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統。在該操作系統下，所有的操作都是對任務的處理，因此系統的整體框圖應該有幾個任務組成。該系統由以下兩個任務組成。任務1：讀取室內氣體傳感器的數據，對采集到的信號進行處理;判斷室內空氣污染是否超標，若超標則進行開窗和啟動排風扇，使室內空氣污染濃度降低，如圖6所示。任務2：主要任務為防盜報警和氣體超標報警，讀取門窗報警器信號，啟動聲光報警器，并顯示報警原因，如圖7所示。

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　　3 結語

　　本文主要研究了一種基于ARM7處理器的嵌入式智能門窗設計。其中該設計綜合了傳感器技術、通信技術和自動控制技術，使整個系統本著安全、高效、低功耗、小體積和實用性強思想來設計，設計中采用LPC2136微控制器作為設計的主控芯片，實現了有害氣體的檢測，門窗的智能化，防盜報警，燃氣泄露報警等功能。經使用，基本達到設計要求，使家居生活更加安全舒適。