电子信息专业论文设计 智能风扇控制器设计

中国网络大学CHINESE NETWORK UNIVERSITY

本科毕业设计(论文)

智能风扇控制器设计

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学号：123456789

指导老师：

中国网络大学教务处制

20 年03月30日

智能风扇控制器设计

前言

随着人们生活水平及科技水平的不断提高，现在家用电器在款式、功能等方面日益求精，并朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。过去的电器不断的显露出其不足之处。

电风扇曾一度被认为将是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此。家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。

尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的。现在大部分电风扇只有手动调速，加上一个定时器，其功能比较单一，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。如果能使电风扇处于两种不同的工作模式，模式一能对风扇实现手动控制，进行定时设置和档位调节，模式二具有对环境进行检测的功能，根据实时环境温度进行风速自动调节和当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇，使风扇处于待机状态，当有人进入时自动开启并启动定时器控制，这样一来就避免了上述的不足。本次设计就是围绕这些方面对现有电风扇进行改进。

1 方案设计与论证

本设计能对风扇实现手动控制，进行定时设置和档位调节，同时具有对环境进行检测的功能，根据实时环境温度进行风速自动调节和当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇，使风扇处于待机状态，当有人进入时自动开启并启动定时器控制。

1.1 遥控设计方案与论证

1.1.1 超声波遥控方案

超声波传感器是运用超声波的特质发明出来的一种传感器。超声波的振动频率高于声波，是通过换能晶片在电压的激励下出现振动

而产生的，其有波长短、频率高、方向性好、绕射现象小、可以成为射线定向传播

等特点[4]。

超声波遥控器由超声波发射和接收两个部分组成。超声波发射器电路由一块超声波振荡发射专用模块NYKO和超声波发射换能器BT两部分组成。振荡发射模块发射产生振荡频率为40KHz脉冲，然后通过发射换能器BT将NYKO的输出的40KHz的振荡脉冲转换成40KHz的超声波，向空中发射出去。超声波接收电路则是将接收到的信号经过放大器放大给控制器处理。它的优点是比较耐脏污，可以在较差的环境中使用，缺点是精度较低，且成本较高[4]。超声波遥控原理框图如图1.1.1-1所示。

图1.1.1-1 超声波遥控原理框图

1.1.2 红外遥控方案

红外线遥控就是指通过红外线来发出控制信号，完成对控制目标的远距离控制目的。具体的来讲，就是通过发射器产生红外线指令信息，然后通过接收器把信息接收下来并且对信号进行分析处理，最后达到对控目标的各种功能的远距离控制[4]。

红外遥控系统分为发射和接收两部分。接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。红外遥控的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差[4]。红外遥控原理图如图1.1.2-1所示。

发射部分

接收部分

图1.1.2-1 红外遥控原理图

1.1.3 无线遥控方案

无线遥控系统由无线发射电路和无线接收电路组成。发射部分主要由按键编址电路、编码电路和发射模块组成。PT2262作为编码器，当按下按键时，设定的地址码和数据码从

17引脚串行输出，经无线发射元件IRED 发出信号。通过电阻ROSC 凋节发射频率，适当提高PT2262工作电压(2.6 V ～15 V)，以增大发射距离。其中A0～A12可设置为高电平、低电平、悬空三种状态，因此可以发送531441种编码组合，完全满足设计需求[4]

。无线发射原理图如图1.1.3-1所示。

图1.1.3-1 无线发射原理图

接收部分由解码电路和接收模块组成。常用的编码芯片和解码芯片为PT2262和

PT2272。发射电路主要由315MHz无线数据发射模块和编码芯片PT2262 组成。无线接收原理图如图1.1.3-2所示。

图1.1.3-2 无线接收原理图

综合以上方案，超声波的优点是比较耐脏污，可以在较差的环境中使用，缺点是精度较低，且成本较高；红外的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差；无线电的优点是频谱广，传播距离远，缺点是抗干扰性能较差,结合目前拥有的实验设施，我们本次设计采用了方案二作为遥控方案。

1.2 温度采集方案设计与论证

1.2.1 方案一

可以使用热敏电阻之类的器件利用起感温效应,在将随被测温度变化的电压或者电流采集过来,使用A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。

1.2.2 方案二

进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这就是非常容易想到的，所以就可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易的直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。

从以上两种方案，就可以很容易的看出来采用方案二电路比较简单软件设计也非常容易。所以本设计就使用了方案二。

1.3 显示方案设计与论证

1.3.1 LCD显示方案

1602液晶就是字符型的液晶,他是用来专门显示数字、字母、符号的液晶模块。他含有很多5X7或5X11等点阵字符位来构成的。每一个点阵字符位都能显现出字符。每一位中间都有一个点距的空格。每行中间也用空格用来起字符间距、行间距的用途。由于上述原因他就不能显示图形，而且显示效果也非常不好[1]。

1.3.2 LED显示方案