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基于Xbee的智能窗控制系统设计
智能窗控制系统是一种集智能化、自动化、绿色环保于一体的科技产品，其主要目的是通过高科技手段来实现对建筑内部温度、湿度、光线等环境因素的实时监测与控制，从而提高生活质量，节能环保，降低能耗浪费。基于Xbee的智能窗控制系统设计就是这样一种集成化的控制系统，它利用Xbee网络组织和实现数据传输和共享，实现控制平台的远程控制和集中管理，能够有效提高建筑使用效率，减少能源消耗，保护环境。
一、系统设计目标
（1）智能感知
本智能窗控制系统可以实时掌握窗户所处的环境温度、湿度、气压、二氧化碳、PM2.5等信息，并且可以通过无线传感器网络与其他设备进行通信，以获取更多的信息，利用这些信息执行智能控制算法。
（2）智能控制
系统能够根据环境温度、湿度、光线等条件，在自动模式下进行智能监测与控制，根据数据分析，并根据用户需求和优先级调整窗户的开关状态，达到合理控制房间内空气流通的目的。同时，用户还可以设置手动控制开关，随意切换模式。
（3）可视化管理
窗户状态可以通过可视化界面在先的显示屏上进行实时显示和管理，在发现问题时及时提醒用户。
二、系统设计方案
（1）Xbee无线通信网：系统采用基于Xbee的无线传感器网络，主要用于相对集中的数据采集，传输，控制台的远程控制和集中管理。本设计在Xbee无线传感器网络中采用一主多从式控制结构，其中，主节点与从节点之间的通信协议采用的是Zigbee标准协议，大大减少了通信过程的压缩。
（2）温湿度传感器：为实时感知室内状况，系统通过安装温湿度传感器以获取室内环境温湿度数据，根据数据分析控制窗户状态。
（3）光线传感器：由于室内光线的强弱也对温度影响非常大，系统还需进行光线检测，以给出控制建议。
（4）执行器：系统具有窗户的打开和关闭功能，利用执行器来实现拦截、降低窗户的操作。
（5）Contiki系统：Contiki是一个开源的操作系统，具备微型内核、小尺寸、低功耗、低性能、网络原语等特性，能够在微控制器和单片机等资源受限的嵌入式设备上进行嵌入式系统开发。在本设计中，使用Contiki系统构建智能窗控制系统。
三、系统实现
（1）Xbee网络组网实现
为建立基于Xbee的无线传感器网络，可以采用AT模式将Xbee模块配置为API模式，以使它能够实现节点间通信。在程序层面，可以将Xbee模块作为串行端口使用，并使用串口通信协议来完成Xbee模块与电脑间的通信。
（2）温湿度传感器实现
系统采用的温湿度传感器为DHT11，具有低功耗、高精度、高可靠性等特点。它能通过单数据线与微控制器主板交换信息，并可以输出温度和湿度两个数据。
（3）光线传感器实现
系统采用的光线传感器为光敏电阻，这种电阻可以在光线越强时阻值越低，反之阻值越高。将光敏电阻以稳定的电流供电，将输出电压变化进行放大，得到一段非常稳定的电压值，用它来表示光的强度。
（4）Contiki系统实现
在Contiki操作系统中，最核心的一个组成部分是多任务系统，这个系统能够完成轻量、实时、低功耗的多任务处理，这是智能窗控制系统中最为重要的部分之一。
四、工作原理
系统采用C50X控制器作为系统控制中心，通过Zigbee网络连接各个传感器，即温湿度传感器、光线传感器等，获取家庭环境的各种信息。
1.当室内环境温度比设定温度低时，系统判断为需加热，则打开窗户；
2.当室内环境温度比设定温度高时，系统判断为需送风，则打开窗户；
3.当室内环境温度与设定温度相同时，继续保持当前窗户状态；
4.当室内光线较弱时，系统判断为需要开放窗户；
5.当室内光线较强时，系统判断为需要关闭窗户；
6.当环境温度、湿度及光线都已达到设定值后，一些低优先级的电器将不在自动控制的范围内，只能手动开启和关闭。
五、结论
就基于Xbee的智能窗控制系统的设计而言，这个系统通过对各种传感器设备和控制设备的连接和集合，实现了房间内部环境因素的实时监测与自动调控，达到了一定的节能降耗的效果，优化了建议的使用特点。在未来智能化建设的过程中，智能窗控制系统这个产品将逐渐变得越来越普遍，它可以为人们的生活带来便利，同时也将为建立智能、节能环保的社会生产生活环境作出重要贡献。