一種基于s3c2440的智能窗簾控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)，尤其是一種用于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)的智能窗簾控制系統(tǒng)。系統(tǒng)包括：主控處理器模塊、光照采集模塊、位置檢測(cè)模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。主控處理模塊首先通過ADC接口從光照采集模塊采集光照度信息，再通過GPIO口從位置檢測(cè)模塊采集窗簾的位置信息，然后對(duì)信息進(jìn)行分析和判斷，最后通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)窗簾移動(dòng)到指定位置，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)室內(nèi)光線的變化自動(dòng)完成窗簾的移動(dòng)操作。
【專利說明】
一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)，尤其是一種用于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)的智能窗簾控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]嵌入式系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，所以嵌入式系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)也比較多。目前，嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)多使用實(shí)驗(yàn)箱作為教學(xué)平臺(tái)，它主要存在2方面的缺點(diǎn)，第一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際工程項(xiàng)目相差較遠(yuǎn);第二，設(shè)計(jì)的綜合性實(shí)驗(yàn)難度系數(shù)不太合理，有些很難，有些又太容易。本實(shí)用新型以智能窗簾為應(yīng)用背景，旨在開發(fā)一種適合嵌入式系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)的智能窗簾控制系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述【背景技術(shù)】的不足，提供了一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)光線變化自動(dòng)完成窗簾的移動(dòng)操作，解決了現(xiàn)有綜合性實(shí)驗(yàn)難度系數(shù)不太合理的技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)，包括:以S3C2440處理器為核心的主控處理模塊、與S3C2440處理器GP1 口連接的位置檢測(cè)模塊，與S3C2440處理器ADC 口連接的光照采集模塊、與S3C2440處理器GP1口、ADDR口、DATA口連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，
[0006]所述位置檢測(cè)模塊輸出采集的窗簾位置信息至S3C2440處理器，光照采集模塊輸出采集的光照度信息至S3C2440處理器，S3C2440處理器根據(jù)光照度以及窗簾位置輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)窗簾在軌道上移動(dòng)。
[0007]作為所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括:對(duì)S3C2440處理器ADDR5端口輸出信號(hào)、ADDR7端口輸出信號(hào)、nGCS3端口輸出信號(hào)的反相信號(hào)、nWE端口輸出信號(hào)的反相信號(hào)做與運(yùn)算的74HC21芯片，對(duì)S3C2440處理器DATA 口輸出信號(hào)進(jìn)行鎖存的74HC753芯片，74HC753芯片的片選端接74HC21芯片的輸出信號(hào)，電機(jī)各相驅(qū)動(dòng)電路接74HC753芯片的一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端口。
[0008]進(jìn)一步的，所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)中，位置檢測(cè)模塊包括兩個(gè)分別安裝在軌道起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置檢測(cè)傳感器，所述位置檢測(cè)傳感器為CNA1301H芯片。
[0009]再進(jìn)一步的，所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)中，光照采集模塊為L(zhǎng)XD/GB5-A1E傳感器。
[0010]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果:基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)是一種融合了 ARM、A/D轉(zhuǎn)換、GP1控制、地址譯碼等技術(shù)，具有綜合性高、實(shí)用性強(qiáng)、成本低、技術(shù)難度適中等優(yōu)點(diǎn)；非常適合嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)，也可以將該系統(tǒng)應(yīng)用到智能家居系統(tǒng)，具有較高的市場(chǎng)推廣價(jià)值，有十分廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是智能窗簾控制系統(tǒng)的原理框圖。
[0012]圖2是主控處理模塊原理圖。
[0013]圖3是光照采集模塊原理圖。
[0014]圖4是位置檢測(cè)模塊原理圖。
[0015]圖5是電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理圖。
[0016]圖中標(biāo)號(hào)說明:尺2、1?3、1?5、1?6、1?8、1?9、1?11、1?12、1?19、1?20、1?22為電阻，02、(:15、(:16、〇20為電容，1]12和1]16為光遮斷器0嫩1301!1，1]1、1]2、1]3、1]4為光耦，1]5為74!^753芯片，1]6為74!10)4芯片，1]7為74!^21芯片，01、02、03、04為三極管，01、02、03、04為二極管。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]本實(shí)用新型的原理框圖如圖1所示，主要由以S3C2440處理器為核心的主控處理器模塊、光照采集模塊、位置檢測(cè)模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等4部分組成。主控處理模塊首先通過ADC接口從光照采集模塊采集光照度信息，再通過GP1 口從位置檢測(cè)模塊采集窗簾的位置信息，然后主控處理模塊對(duì)信息進(jìn)行分析和判斷，最后通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)窗簾在軌道上移動(dòng)直至到達(dá)指定位置，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)室內(nèi)光線的變化自動(dòng)完成窗簾的移動(dòng)操作。
[0019]主控處理模塊的原理圖如圖2所示，核心芯片是以ARM9為內(nèi)核的S3C2440處理器，它包含有IXD控制器、USB Device/Host控制器，IIC、IIS以及外部存儲(chǔ)控制器等資源。中央處理單元通過ADC接口采集光照度信息;通過GP1 口采集窗簾的位置信息;通過地址、命令和數(shù)據(jù)3個(gè)總線設(shè)計(jì)的接口電路去控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行。S3C2440的Vref端口與電阻R20的一端、電容C2的一極連接，電阻R20的另一端接3.3V直流電源，電容C20的另一極接地。S3C2440的MPLLCAP端口與大地之間接有電容C15、電容C16，S3C2440的UPLLCAP端口與大地之間接有電容C2(LS3C2440的OMO端口、0M1端口均接地。
[0020]光照采集模塊的原理圖如圖3所示，該模塊用于檢測(cè)光照度的傳感器為L(zhǎng)XD/GB5-AlE，LXD/GB5-A1E是一種低成本的環(huán)境光強(qiáng)度變化與輸出電流成正比的光敏傳感器，其自身穩(wěn)定性好，一致性強(qiáng)。利用S3C2440處理器ADC接口的第3通道AIN3采集光照度數(shù)據(jù)。MOS管和電阻R22的連接點(diǎn)與S3C2440自帶的A/D轉(zhuǎn)換器的第3通道AIN3連接。
[0021]位置采集模塊的原理圖如圖4所示，該模塊選擇光遮斷器CNA1301H芯片作為位置檢測(cè)傳感器。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了 2個(gè)分別安裝在軌道起點(diǎn)和終點(diǎn)的光遮斷器CNA1301H芯片U12和U16，CNA1301H芯片U12的陽極和集電極分別經(jīng)電阻1?11和電阻1?12后接￥0:<嫩1301!1芯片U12的陰極和發(fā)射極均接地，CNA1301H芯片U16的陽極和集電極分別經(jīng)電阻R19和電阻R20后接VCC，CNA1301H芯片U16的陰極和發(fā)射極均接地。CNA1301H芯片U12的集電極、CNA1301H芯片1]16的集電極分別與3302440處理器的6?87端口、6?611端口連接。
[0022]電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的原理圖如圖5所示，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用譯碼電路實(shí)現(xiàn)，選擇S3C2440處理器的nGCS3、ADDR5、ADDR7和nWE共4根線作為譯碼電路的輸入，對(duì)S3C2440處理器ADDR5端口輸出信號(hào)、ADDR7端口輸出信號(hào)、nGCS3端口輸出信號(hào)的反相信號(hào)、nWE端口輸出信號(hào)的反相信號(hào)做與運(yùn)算，以與運(yùn)算結(jié)果作為鎖存芯片74HC753的片選信號(hào)，并利用數(shù)據(jù)總線上的D0~D3共4根線去控制四相步進(jìn)電機(jī)。74HC753芯片的數(shù)據(jù)輸出端接一相電機(jī)的控制電路。nGCS3端口輸出信號(hào)、nWE端口輸出信號(hào)經(jīng)非門74HC04芯片U6反相處理后接到與門74HC21芯片U7的輸入端，與門74HC21芯片U7的輸出端接74HC753芯片U5的LE端。每相電機(jī)的控制電路結(jié)構(gòu)相同，光耦U1、電阻R2、電阻R3、二極管Dl、三極管Ql組成第一相電機(jī)控制電路，光耦Ul的陽極接74HC753芯片的IQ端口，光耦Ul的陰極接地，光耦Ul的集電極和二極管Dl的陰極接VCC，光耦Ul的發(fā)射極與電阻R2的一端、電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極與二極管Dl的陽極連接，三極管Ql的發(fā)射極以及電阻R2的另一端均接地。光耦U2、電阻R5、電阻R6、二極管D2、三極管Q2組成第二相電機(jī)控制電路，光耦U3、電阻R8、電阻R9、二極管D3、三極管Q3組成第三相電機(jī)控制電路，光耦U4、電阻R11、電阻R12、二極管D4、三極管Q4組成第四相電機(jī)控制電路。選擇步進(jìn)電機(jī)的原因是步進(jìn)電機(jī)每步轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是固定的，所以控制步電機(jī)帶動(dòng)窗簾移動(dòng)的距離比較方便。
[0023]綜上所述，本實(shí)用新型涉及的基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)是一種融合了ARM、A/D轉(zhuǎn)換、GP1控制、地址譯碼等技術(shù)，具有綜合性高、實(shí)用性強(qiáng)、成本低、技術(shù)難度適中等優(yōu)點(diǎn)；非常適合嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)，也可以將該系統(tǒng)應(yīng)用到智能家居系統(tǒng)，具有較高的市場(chǎng)推廣價(jià)值，有十分廣闊的應(yīng)用前景。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:以S3C2440處理器為核心的主控處理模塊、與S3C2440處理器GP1 口連接的位置檢測(cè)模塊，與S3C2440處理器ADC 口連接的光照采集模塊、與S3C2440處理器GP1口、ADDR口、DATA口連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊， 所述位置檢測(cè)模塊輸出采集的窗簾位置信息至S3C2440處理器，光照采集模塊輸出采集的光照度信息至S3C2440處理器，S3C2440處理器根據(jù)光照度以及窗簾位置輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)窗簾在軌道上移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括:對(duì)S3C2440處理器ADDR5端口輸出信號(hào)、ADDR7端口輸出信號(hào)、nGCS3端口輸出信號(hào)的反相信號(hào)、nWE端口輸出信號(hào)的反相信號(hào)做與運(yùn)算的74HC21芯片，對(duì)S3C2440處理器DATA 口輸出信號(hào)進(jìn)行鎖存的74HC753芯片，74HC753芯片的片選端接74HC21芯片的輸出信號(hào)，電機(jī)各相驅(qū)動(dòng)電路接74HC753芯片的一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位置檢測(cè)模塊包括兩個(gè)分別安裝在軌道起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置檢測(cè)傳感器，所述位置檢測(cè)傳感器為CNA1301H 芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統(tǒng)，其特征在于，所述光照采集模塊為L(zhǎng)XD/GB5-A1E傳感器。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK205513986SQ201620255797
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】朱華生, 李璠, 徐晨光, 熊志文, 鄧承志
【申請(qǐng)人】南昌工程學(xué)院