基于STM32单片机的智能防盗窗的设计
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发布者：徐伊 牛洪馨 叶羿辰
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时间：2022年7月07日 16:28
（300222 天津职业技术师范大学 自动化与电气工程学院 天津）
【摘 要】随着时代的进步，家庭中防盗的方法也在不断进步。如今，大多窗户防盗为物理防盗，这种防盗窗有一定的缺陷。为了提高防盗的效果以及弥补传统防盗窗的缺陷，设计了基于STM32单片机的智能防盗窗。系统通过压力传感器和红外传感器来接收盗贼进入家中的信息，防盗电磁阀的效果则能在普通窗户上多加一份保险，起到双保险的作用，大大的提高防盗的效果。系统实现了更加快速便捷地实时防盗的功能，能对我们居家生活的防盗安全起到很大作用。
【关键词】STM32单片机；防盗；智能家居
1概述
防盗窗是指在建筑物原有窗户的基础上，附加一层具有防盗防护功能的网状门窗。根据国家“十四五”发展规划纲要，建立节能、环保、节约型社会的大政方针，其中建筑节能被列为构建节约型社会的重中之重。而建筑门窗占整个建筑节能的50%左右，可见门窗是建筑节能的关键点。
尽管目前我国防盗窗行业得到了长足的发展，但与市场需求相比，依然存在一些问题。传统的防护窗，采用焊接固定的方式，属于逐步被淘汰的产品,防盗性能差、不能紧急避险,小偷能轻易破坏,引来邻里纠纷，且遇到火灾难以逃生，妨碍消防人员的营救等诸多弊端。后来市面上还有不锈钢防护窗,铁艺防护窗、折叠式防护窗、抽拉式防护窗等,可推拉折叠,相较于以前的防护窗,样式更加美观,但是价格较高。性价比问题的存在，没有让更多的新型节能铝艺防盗窗制品进入目前依旧住在老旧住宅里的普通百姓家中。欧美国家居住房屋楼层较低，居民素质及生活习惯不同很少使用防盗窗，仅在机密场所设置防盗装置，这给了国内研发智能防盗窗留下了很大的发展空间。
针对概述传统防盗窗的存在的痛点问题，设计了基于STM32单片机的智能防盗窗系统。在发生盗窃时通过压力传感器接受外部信号，通过STM32芯片进行处理转换成电信号，再通过无线网络将信号传给手机APP，可实时阻止盗窃行为，及时提醒住户及物业保安进行抓捕小偷起到智能防盗的功能。智能防盗窗将电子应用技术,计算机控制技术与电子锁等装置进行巧妙地结合,使得窗体外的护栏可在计算机与紧急按钮的控制下进行打开和关闭,有效地提高了应用场所的安防能力。
本设计具有以下创新点：
（1）采用无线WIFI模块，有机地将该控制电路与手机相连，有效的、快速地将偷盗者入侵的信息传送到手机上，过程迅速，效率高。
（2）通过压力传感器接收偷盗者入侵信息。
（3）运用STM32芯片接收并处理信息，以驱动电磁阀与无线WIFI模块，运用无线WIFI模块向手机发送信息。
（4）通过手机内部APP编码（微信小程序）处理无线WIFI所发送的信息，向用户发出警报。
基于STM32单片机的智能防盗窗系统是在传统防护窗的创新和进步。因此致力于通过智能化的方式，更高效率地实现防盗的效果，将技术具有解放人和保护人的作用实现最大化，为建设成美丽和谐的社会更推进一步。
2基于STM32单片机的智能防盗窗系统的设计
2.1硬件设计
硬件设计共包括九部分，分别是：STM32 单片机、网络通讯模块、电磁阀装置、压力传感器、框架、摄像头、红外传感器、电源和终端。STM32主控芯片、网络通讯模块附于内侧窗框下沿，电磁阀装置附于内侧窗户下沿。压力传感器隐藏在窗户外侧窗沿，压力传感器能感知窗户外是否有压力、有盗贼进入，电磁阀装置能将主动支架与从动支架锁紧，STM32单片机通过网络通讯模块传输到手持终端将进入盗贼的消息提供给住户，并将摄像头拍摄的信息同步反馈给手机终端，电源模块给各用电单元供电。
2.2主控模块的设计
STM32主控模块包括STM32主控芯片网络通讯模块、电磁阀装置、压力传感器、红外传感器、摄像头、电源和终端。
当压力传感器感受到了压力后或红外传感器检测到异物后，将自动检测感受到的信息，按一定规律变换成电信号。电信号传给STM32芯片，STM32芯片串口有线连接WIFI模块，芯片一方面控制窗户上的电磁阀将窗户紧缩，另一方面通过无线网络将信号传给手机APP上面，住户通过消息查看摄像头录像，住户和物业保安将根据APP上的提醒，进行追踪。
2.3终端的设计
选用智能手机作为手持终端，手持终端装有家庭窗户监控 软件，考虑到老年人视力较弱，该软件操作界面采用大图标 按钮，并只有一级操作，无返回键。该软件操作界面有6个操作按钮、1个视频显示区。6个操作按钮分别是状态监控、关闭窗户、打开窗户、停止、现场情况和信息提醒。
3总结
该设计运用了STM32芯片，分别在防盗窗的样式，和手机互联进行了设计，该设计具有成本低、样子小巧、不易被盗贼发现、应用广和使用方便的优点，通过该设计可以大大减少盗贼入室盗窃的几率，保障了人身的安全和财产安全，让智能走进家家户户。
参考文献：
[1]张洪铭、殷明浩、冯恺.探究一种基于STM32控制的家庭防盗窗结构设计[J].基础科学；工程科技Ⅱ辑·建筑科学与工程；《科技风》,2017(18)：64-65
[2]邓皓．智能家居远程安防系统研究[J].科技创新与应用，2012(17):49-50
[3]崔斌,韩俊峰.基于嵌入式系统的智能门窗设计[J].现代电子技术，2010，22（3）:78-80
基金项目：
天津市大学生创新创业训练计划项目”基于STM32的智能防盗窗系统“（202010066064）。
