基于多传感器的智能窗系统设计
3 软件设计
3．1 程序流程
开机时系统关窗复位，采集一组环境数据，判断是否达到开窗要求。开窗后，调用历史控制参数，之后按加权方式分步采集多个传感器的数据，同时输出显示。发现风强，湿度，光强不满足要求时即可调整至合理状态。系统运行时始终以中断方式服从用户的遥控。程序流程如图4所示。
3．2 滤波算法
由于室外环境的多变性、复杂性以及电磁干扰等诸多问题的存在，传感器的信号中经常带有一定的噪声。硬件低通滤波器并不能滤掉低频成分。故在数据的采集和处理中使用滑窗法滤波，有效解决了传感器数据抖动的问题。
3．3 控制算法
控制算法是体现智能性的核心，合理的控制算法，可使系统具有“记忆性”和“学习性”。由于单片机的硬件资源十分有限，无法执行神经网络法和Bayes法等大型程序。这里，设计了频率加权统计的方法。在片外EEPROM中存有控制向量y=[W，R，L，A]，表示风强、湿度、光强和所对应的扇叶张角。遥控可以发出直接更改控制向量中参数的指令，也可以发出调整扇叶角度的信号。当接收到调整角度的信号时，系统采集记录当前环境参数，形成指令P=[kW，kR，kL，kA]。控制向量做出相应调整，使
成为新的控制向量。这样，随着使用次数的增加，窗子将适应当地环境和用户的习惯。
4 结束语
整个控制系统是基于多项传感器采集信号，8位高速单片机运算处理的控制系统。采用经典的软件滤波、控制算法对信息进行处理，增强鲁棒性。电机输出控制扇叶转角，屏幕实时显示测量数据。经实验测试，风速感应和控制精度优于0．1 m／s，湿度感应精度5％RH，光强感应精度5 lux，扇叶步进最小角度1．8°。这种智能窗实现了：同步显示当前环境风强、湿度、光强等信息；支持人机对话、可以远程遥控；具有硬件保护、可以智能调整窗体开合程度等功能。
这种智能窗在一定程度上减少了外界环境给室内带来的不便。目前可以用作对环境有一定要求的实验室的通风窗和高档建筑用窗。随着人民生活水平的提高，它将被应用到更广泛的场合。
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