1. 研究目的与意义
单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性价比,受到人们的重视和关注,应用很广,发展很快。单片机具有体积小,重量轻,抗干扰能力强,环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易等特点。目前单片机应用到各个领域,导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种ic卡等。这些都离不开单片机,更不用说自动控制领域的机器人,智能仪表,医疗器械了,因此,单片机的学习,开发与应用极其重要。
红外遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小,功耗低,功能强,成本低等特点。因而,继彩电,dvd之后,在音响设备,录音机,空调以及玩具等其他小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。红外通讯技术不适合传输障碍较多的地方,这种场合下一般选用无线电通讯技术或蓝牙技术。红外通讯技术多数情况下传输距离短、传输速率不高。但是蓝牙遥控成本太高。工业设备中,在高压,辐射,有毒气体,粉尘等环境下,采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效隔离电气干扰,且价格便宜,市场上非常容易买到。而且通过使用遥控器,操作时可以实现人与设备的分离,从而更方便使用。
目前传统风扇市场受空调严重冲击,空调的遥控便捷性是传统风扇无法企及的,但是同样风扇的价格优势也是空调无法比拟的。价格低廉,结构简单的风扇更加容易进入老百姓的家庭。为了使风扇能够像空调一样远距离控制,使老百姓的生活更加方便,我们可以采用基于单片机的红外遥控系统进行遥控,这样风扇也能像空调一样进行远距离遥控。
2. 国内外研究现状分析
传统的类型 即手动控制类型,其内部电机是带多抽头的交流电机,不过传统的电风扇功能相对简 单,一般就是分为三个风速档,再加上摆头和定时功能,也有其他机子,是用过零比较器去控制可控硅的导通角,从而由可控硅去控制电机的转速;此种类型的机子控制方式单一且在某些特定场合会 带来不便,此外其调速方式比较呆板,不能满足用户需求,而且当档位变化时,如果设计不好,会有电火花产生,存在安全隐患。此外市面上还有用单片机结合传感器等类型的机子,比如,带温度控制传感器的风扇,能根据室温控制风扇转速,这种机子是将微控制器强大的控制能力注入到了系统中,从而实现了自动化及智能化。通过温度传感器检测环境温度,建立一个控制系统,使电风扇随室内温度的变化 而自动变换档位,实现温度高,风力大,温度低,风力弱的性能,既节能环保,又安全可靠,具有广泛的应用前景。2013年针对电风扇电机的调速要求 , 提出了采用直接 PWM(DPWM) 软件计算的方法 , 并在51系列单片机AT89C51上实现 , 该方法可以很容易地实现电机的调速 , 其 PWM 算法简单,易于实现,也是一种较为实用的方法。2014年,根据温度来自动控制风 扇的转速大小、自动开关功能的新型智能风扇。该系统改变了传统的手动控制电风扇的转速及开关,根据温度高低实现自动控制,也可根据使用者自身需要进行远程制,方便于夏天人们晚上睡觉时使用。该风扇工作稳定, 可广泛应用于实际生活。2015年,结合继电器的优势,提出利用继电器控制电风扇相应档位的方法。利用 ARM9 开发板,借助 Qt 开发环境,设计电风扇控制界面,通过对界面操作,将信号通过串口传给ZigBee协调器,借助无线传输技术进行组网,将信号传送给终端节点,进而对档位引脚进行控制,从而达到远距离、智能化控制电风扇的目的。2016年,设计一种基于AT89C52单片机的智能电风扇调速器,把智能控制技术应用于家用电器的控制中,根据人体周围的环境的温度对电风扇调速进行速度控制。2017年设计了一种智能风扇,以STC89C52单片机为主控芯片,借助手机实现温控、遥控功能。2018年研究出了基于STC89C52单片机的智能风扇为无线遥控智能可调风扇,基于51单片机设计了智能电风扇,即在原有功能的基础上增加了自动寻人、自动适应温度变速、摆头角度范围可控等功能,同时风扇会在液晶屏上显示当前的温度。2018年末,温控电风扇可以根据周围环境温度的变化自动 调节电风扇启停和转速,被广泛应用于工业生产和人们的日常生活中。
3. 研究的基本内容与计划
设计基于单片机的风遥控开关控制系统硬件原理图,除了能实现遥控开、关以外,还要能够显示遥控状态,显示风速的档次,并能够设定风扇开启时间的长短;
进度计划:
1.第1周~第5周:查阅资料,消化内容,形成方案,写出开题报告。
4. 研究创新点
智能风扇的档位控制可通过两种方式实现,一是通过功能键来实现档位的设置,通过设置风扇座上的三个键,来调节不同的风速。其次就是通过无线的方式来实现对档位的设置,本设计中采用的是红外通信的方式实现多档位风速的设置,使用者可以用遥控来控制风扇的风速。以往的电风扇仍然以机械旋钮或者简单红外遥控方式为主,无较好的人机界面。本次设计增加了显示功能和声音提示功能,LED数码管可以将风扇的各种运行状态显示出来,在风扇的控制过程有提示音,使用户可以更加舒适、方便地使用。
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