一、系统总体设计方案

本智能安防窗帘系统以 “安防监测 - 自动控制 - 状态反馈 - 异常报警” 为核心逻辑，面向家庭、办公等场景，实现窗帘自动开关（定时 / 光控）与安防监测（人体感应、门窗入侵检测）功能，替代传统手动窗帘与单一安防设备，提升家居安全性与生活便捷性。系统采用模块化架构，划分为核心控制模块、窗帘驱动模块、安防监测模块、人机交互模块、声光报警模块五大单元。
核心控制模块以 51 单片机（STC89C52）为核心，负责接收安防信号与用户指令，生成窗帘控制与报警指令；窗帘驱动模块根据指令控制窗帘电机正反转，实现窗帘开合；安防监测模块通过传感器捕捉人体入侵、门窗异常开启信号；人机交互模块支持用户设定定时、模式切换，查看系统状态；声光报警模块在安防异常时触发提示，提醒用户或震慑入侵者。该设计兼顾安防与自动化需求，适合现代智能家居场景推广。

二、硬件选型与电路设计要点

硬件选型以高可靠性、低功耗为核心原则，核心控制器选用 STC89C52 单片机，其具备成熟开发环境、丰富 I/O 接口，能稳定协调多模块工作，且成本低廉。窗帘驱动模块选用 24V 直流减速电机（带限位开关，防止过卷），搭配 L298N 电机驱动芯片，单片机通过输出 PWM 信号控制电机转速，输出高低电平控制电机正反转（正转窗帘开、反转窗帘关）；限位开关连接单片机 I/O 口，窗帘到达极限位置时触发信号，电机自动停止，避免机械损坏。
安防监测模块选用 HC-SR501 人体红外传感器（检测室内外非法入侵）与干簧管传感器（检测门窗开合状态，门窗开启时干簧管断开），传感器输出信号接入单片机外部中断引脚，异常时快速触发中断；光照传感器（BH1750）用于光控模式，检测环境光照强度，低于阈值时自动关窗帘。人机交互模块采用 4×4 矩阵按键（设定定时、切换手动 / 自动 / 光控模式）与 1602 液晶屏（显示窗帘状态、安防状态、光照值）；报警模块由蜂鸣器与红色 LED 灯组成，安防异常时蜂鸣器长鸣、LED 灯闪烁。此外，设计 24V 转 5V 稳压电源模块，为单片机、传感器等低压设备供电，保障电路稳定。

三、系统功能实现逻辑

系统功能实现围绕 “安防监测 - 窗帘控制 - 异常报警” 流程展开，核心逻辑依赖单片机中断与定时机制。日常模式下，用户可通过按键切换控制模式：手动模式下，按 “开帘”“关帘” 键，单片机控制电机动作，液晶屏显示 “Curtain: Opening/Closing”；自动模式下，设定定时（如 7:00 开、19:00 关），单片机定时器触发对应时间点的窗帘动作；光控模式下，BH1750 每 5 秒采集光照值，低于 200lux 时自动关帘，高于 500lux 时自动开帘。
安防模式下，HC-SR501 与干簧管传感器持续监测：若检测到人体入侵（非预设时间段）或门窗异常开启，传感器输出信号触发单片机外部中断，单片机立即控制窗帘关闭（遮挡入侵者视线），同时启动报警模块，蜂鸣器长鸣、LED 灯闪烁；若用户在家，可按 “解除报警” 键停止提示；若用户外出，报警持续至异常解除。此外，系统支持安防灵敏度调节，通过按键调整 HC-SR501 感应距离（3-7 米），适应不同空间需求；窗帘运行中若遇障碍物（如异物阻挡），电机电流增大，通过电流检测电路触发电机停止，保护设备与人员安全。

四、软件流程设计思路

软件设计采用模块化编程，以 C 语言为开发语言，基于 Keil C51 开发环境，主要包括主程序、窗帘控制子程序、安防监测中断服务程序、定时控制子程序、显示更新子程序。主程序流程为：系统初始化（单片机 I/O 口、传感器、液晶屏、定时器初始化，默认手动模式）→ 检测按键指令 / 传感器信号→ 调用对应子程序（窗帘控制 / 报警触发）→ 更新液晶屏显示→ 循环监测。
窗帘控制子程序根据指令输出 PWM 信号与正反转信号，控制 L298N 驱动电机，结合限位开关信号实现精准启停；安防监测中断服务程序在传感器触发中断时，执行窗帘关闭与报警启动逻辑；定时控制子程序通过定时器 0/1 管理自动模式的定时任务，到达设定时间输出窗帘控制指令；显示更新子程序实时展示窗帘状态（开 / 关 / 运行中）、安防状态（正常 / 异常）、光照值，确保信息直观。软件设计中加入数据滤波（光照值取 5 次平均值），减少环境干扰；通过 AT24C02 芯片存储用户设定的定时与模式，实现断电记忆。

五、结语

本基于 51 单片机的智能安防窗帘系统，通过安防与窗帘控制的功能整合，实现了家居环境的自动化与安全性提升，解决了传统窗帘操作繁琐、安防设备单一的问题。系统硬件选用低成本元器件，适合家庭场景推广；软件逻辑清晰，支持多模式切换与灵敏度调节，兼顾便捷性与实用性；异常报警与障碍保护功能进一步保障使用安全，具备较强的实用价值。
实际测试表明，窗帘控制响应时间＜0.3 秒，定位精度 ±2cm，安防报警触发准确率＞98%，连续运行 72 小时无故障。但系统仍有改进空间，如未实现远程控制（无法手机操作）、安防监测维度单一，未来可加入 WiFi 模块，通过 APP 实现远程控制与报警推送；增加烟雾传感器，扩展安防功能。总体而言，该设计为智能家居安防窗帘提供了低成本、高效的解决方案，具备较好推广前景。

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