1. 研究目的与意义
开关(on/off)控制又称bang-bang控制,由于这种控制方式简单且易于实现,因此在许多家用电器和照明灯具的控制中被采用。开关的历史要追溯到19世纪家用电器的产生,当时的家电开关,只能单纯给家用电器通电和断电,如早期控制照明灯具的机械墙壁开关。随着20世纪初印刷电路的出现及20世纪70年代mcu的产生,如微动开关,旋钮开关,按键开关,滑动开关,冰箱门开关,滚筒洗衣机水位开关,温控开关,翘板开关,钮子开关,薄膜开关等,通过电子电路的智能控制,可以实现多种功能,如洗衣机的洗涤、漂洗、脱水功能,电饭煲的煮饭、煮粥、保温功能,电视的开、关、音量调节、频道调节功能等。随着科学技术的发展及能源成本的提升,人们在寻求科技带来的舒适便捷的同时,更加注重环保与节能,结合电器及照明产品的特点,开始为这类家用电器设计、选配简便而又节能的智能开关,例如:吊扇开关可用拉绳开关来调节风速以及开启、关闭照明灯,也可采用墙壁式的智能开关及红外线、无线电遥控器,这样形成了风扇类智能开关系列和装饰吊扇遥控器系列;随着led照明市场的推广和普及,led灯调光开关系列产品诞生;2013年排风扇智能开关、空调类智能开关开始成为智能家电开关的重要分支。
随着社会经济的飞速发展及信息通信、控制、互联网等技术的进步,智能化的产品不断被人们所熟知,智能开关是家居智能化的重要组成部分,它已经渐渐取代传统墙壁开关,走入了我们的日常生活中。它和机械式墙壁开关相比,功能特色多、使用安全,而且式样美观,打破了传统墙壁开关的开与关的单一作用,智能家电开关是在与现有机械式墙壁开关相同的外形及相同的安装尺寸里,置入电子元器件或微电脑控制板,对各种不同的电器,按照电器自身的功能要求实现电路通断或电路变化的运行单元,智能家电开关采用微电脑智能开关控制技术,可以最大限度地发挥电器自身性能,除了在功能上有很大的创新还赋予了开关装饰点缀的效果,因此智能开关被广泛应用于家居智能化改造、办公室智能化改造、工业智能化改造、农林渔牧智能化改造等多个领域,极大节约了能源,提高了生成效率和降低了运营成本,真正的做到了智能行天下。随着智能移动终端的普及,智能开关的内涵也在发展,逐渐成为手机控的首选应用,在保留遥控开关的基础上,也拓展出智能家居中的能源消耗监控,云服务后台的节点策略建议推送等多种复合的场景增值服务模式,智能开关也在经历由单一的个体,散户走向家庭集约联动的综合能源部署阶段。
常规的开关控制难以满足进一步提高控制精度和节能的要求,常规的开关控制方式在控制周期内,其控制量只有二个状态,要么接通,为一个固定常数值、要么断开,控制量为零,这样固定不变的控制模式缺乏人工开关控制的特点,人工开关控制过程中,人要根据误差及误差变化趋势来来选择不同的开关控制策略,例如在一个控制周期t内,控制量输出的时间根据需要是可调的。这种以人的知识和经验为基础,根据实际误差变化规律及被控对象(或过程)的惯性,纯滞后及扰动等特性,按一定的模式选择不同控制策略的开关控制称为智能开关控制。
2. 研究内容和预期目标
2.1主要研究内容
(1)完成基于wi-fi无线传输模块的智能开关系统的软件总体设计,包含智能开关系统的功能规划设计、软件设计、程序编写和系统调试,以及wifi信息传输网络的建立;
(2)无线开关控制模块硬件电路主要由单片机、继电器驱动电路、wifi模块电路组成。本设计采用
stc89c52单片机完成整个系统的控制流程。手机端软件设置操作界面登陆账号,wifi模块连入网络,实现系统设计。
3. 研究的方法与步骤
3.1 本课题采用的研究方法
(1)根据设计要求选择合适的控制器,并进行无线 wifi 模块 esp8266 的配置,从而完成无线开关控制模块硬件设计
4. 参考文献
[1] 李晓阳. wifi 技术及其应用与发展[j]. 信息技术, 2012(2): 196 -198.
[2] 徐虎, 彭正涛, 赵俊逸. 基于 wifi 的 android 移动设备语音通信系统的设计开发[j]. 计算机应用与软件,2012(11): 225-228, 238.
[3] 侯维岩, 曾磊, 张海峰. 工业无线测控网络中 wifi 无线终端设计与实现[j]. 自动化与仪表, 2011(8): 41-44.
5. 计划与进度安排
(1)2022.03.1~2022.03.12查阅资料,翻译外文资料和撰写开题报告;
(2)2022.03.13~2022.04.01研究家居系统的语音控制算法,并通过仿真进行验证;
(3)2022.04.02~2022.04.30设计出基于wi-fi无线传输模块的智能开关系统
