基于多傳感器的智能窗系統(tǒng)設(shè)計
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3 軟件設(shè)計
3．1 程序流程
開機時系統(tǒng)關(guān)窗復(fù)位，采集一組環(huán)境數(shù)據(jù)，判斷是否達到開窗要求。開窗后，調(diào)用歷史控制參數(shù)，之后按加權(quán)方式分步采集多個傳感器的數(shù)據(jù)，同時輸出顯示。發(fā)現(xiàn)風(fēng)強，濕度，光強不滿足要求時即可調(diào)整至合理狀態(tài)。系統(tǒng)運行時始終以中斷方式服從用戶的遙控。程序流程如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162152.htm
3．2 濾波算法
由于室外環(huán)境的多變性、復(fù)雜性以及電磁干擾等諸多問題的存在，傳感器的信號中經(jīng)常帶有一定的噪聲。硬件低通濾波器并不能濾掉低頻成分。故在數(shù)據(jù)的采集和處理中使用滑窗法濾波，有效解決了傳感器數(shù)據(jù)抖動的問題。
3．3 控制算法
控制算法是體現(xiàn)智能性的核心，合理的控制算法，可使系統(tǒng)具有“記憶性”和“學(xué)習(xí)性”。由于單片機的硬件資源十分有限，無法執(zhí)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和Bayes法等大型程序。這里，設(shè)計了頻率加權(quán)統(tǒng)計的方法。在片外EEPROM中存有控制向量y=[W，R，L，A]，表示風(fēng)強、濕度、光強和所對應(yīng)的扇葉張角。遙控可以發(fā)出直接更改控制向量中參數(shù)的指令，也可以發(fā)出調(diào)整扇葉角度的信號。當接收到調(diào)整角度的信號時，系統(tǒng)采集記錄當前環(huán)境參數(shù)，形成指令P=[kW，kR，kL，kA]?？刂葡蛄孔龀鱿鄳?yīng)調(diào)整，使
成為新的控制向量。這樣，隨著使用次數(shù)的增加，窗子將適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境和用戶的習(xí)慣。
4 結(jié)束語
整個控制系統(tǒng)是基于多項傳感器采集信號，8位高速單片機運算處理的控制系統(tǒng)。采用經(jīng)典的軟件濾波、控制算法對信息進行處理，增強魯棒性。電機輸出控制扇葉轉(zhuǎn)角，屏幕實時顯示測量數(shù)據(jù)。經(jīng)實驗測試，風(fēng)速感應(yīng)和控制精度優(yōu)于0．1 m／s，濕度感應(yīng)精度5％RH，光強感應(yīng)精度5 lux，扇葉步進最小角度1．8°。這種智能窗實現(xiàn)了：同步顯示當前環(huán)境風(fēng)強、濕度、光強等信息；支持人機對話、可以遠程遙控；具有硬件保護、可以智能調(diào)整窗體開合程度等功能。
這種智能窗在一定程度上減少了外界環(huán)境給室內(nèi)帶來的不便。目前可以用作對環(huán)境有一定要求的實驗室的通風(fēng)窗和高檔建筑用窗。隨著人民生活水平的提高，它將被應(yīng)用到更廣泛的場合。
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