摘要：家是人们每天最温馨的港湾，而窗户是人们日常生活中接触最频繁的生活家居之一。通过对传统的窗户观察与分析，发现其存在很多弊端。例如：1.窗户的开关需要人们自己到窗边去执行，这无疑给人们带来很多不便；2.窗户的设计无法完全保证室内环境、室内安全的功能，无法感应外界环境的变换。特别的，人在熟睡时因煤气的泄露而导致生命危险；当室内无人时，无法因外面突发的下雨天气而紧急关闭窗户，会因雨导致室内物品损坏；同时，在防盗，防人员坠落等方面并没有实际作用，使其存在很大的安全隐患。针对上述问题，为了营造更好的生活环境，保障人身与财产安全，开发了一套基于嵌入式的智能窗系统。

本系统基于树莓派开发平台设计实现，包括温湿度检测模块、雨滴感应模块、烟雾检测模块、红外检测模块、监控模块等。1.下雨时，窗户会自动关闭。2.室内温湿度高时，自动开窗换气，优化室内空气。3.当室内关窗气流封闭且煤气泄漏时，能够自动识别后报警并开启窗户，减少室内煤气的浓度。4.当发现盗情时，窗户自动关闭，并进行拍照。经过实验测试，本系统可以实现具体的主要功能，从而减少了意外发生和不必要的损失，使得居住环境更智能化、人性化。

关键词：智能家居；智能窗户；树莓派；嵌入式系统

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 前言-1

1.1研究背景-1

1.2国内外研究现状-1

1.3研究目的和意义-3

1.3.1研究目的-3

1.3.2研究意义-3

1.4全文组织结构-4

第2章智能窗系统分析-5

2.1智能窗系统需求分析-5

2.1.1 系统功能需求分析-5

2.1.2系统性能需求分析-6

2.2智能窗系统硬件需求-6

2.2.1嵌入式系统-6

2.2.2烟雾传感器-7

2.2.3红外传感器-7

2.2.4雨滴传感器-8

2.2.5监控探头-8

2.2.6温湿度传感器-8

2.2.7步进电机-9

2.3智能窗系统软件需求-9

第3章 智能窗系统设计-10

3.1智能窗系统架构-10

3.2智能窗系统硬件设计-10

3.2.1烟雾感应模块设计-10

3.2.2温湿度检测模块设计-11

3.2.3雨滴感应模块设计-11

3.2.4人体红外感应模块设计-12

3.2.5监控模块设计-12

3.2.6控制模块设计-13

3.2.7外围模块总体设计-13

3.3智能窗系统软件设计-15

3.3.1树莓派系统的安装-15

3.3.2 人脸识别模块设计-16

第4章 系统实现与测试-19

4.1树莓派系统的调试-19

4.2主要问题分析-20

4.3系统联调联试-21

第5章 总结与展望-22

附录-23

参考文献-24

致谢-25