智能電風(fēng)扇開題報(bào)告(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上附件B：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1、課題的目的及意義隨著電子制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)生產(chǎn)率的要求越來越高，各行業(yè)都需要精良高效、高可靠性的設(shè)備來滿足要求。作為一種老式家電，電風(fēng)扇曾一度被認(rèn)為是空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的淘汰品；但電風(fēng)具有價(jià)格便宜、擺放方便、體積輕巧等特點(diǎn)。由于大部分家庭消費(fèi)水平的限制，電風(fēng)扇作為成熟的家電行業(yè)的一員，在中小城市以及鄉(xiāng)村將來一段時(shí)間內(nèi)仍然會(huì)占有市場(chǎng)的大部分份額，但老式電風(fēng)扇功能簡單，不能滿足智能化的要求。為提高電風(fēng)扇的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，使之在技術(shù)含量上有所提高，且更加安全可靠，智能電風(fēng)扇隨之被提出。傳統(tǒng)電風(fēng)扇具有以下缺點(diǎn)：風(fēng)扇不能隨著環(huán)境溫度的變化自動(dòng)調(diào)

2、節(jié)風(fēng)速，這對(duì)那些晝夜溫差大的地區(qū)是致命的缺點(diǎn)，尤其是人們?cè)谑焖瘯r(shí)，不但浪費(fèi)資源，還很容易使人感冒生?。粋鹘y(tǒng)電風(fēng)機(jī)械的定時(shí)方式常常會(huì)伴隨著機(jī)械運(yùn)動(dòng)的聲音，特別是夜間影響人們的睡眠，而且定時(shí)范圍有限，不能滿足人們的需求。鑒于這些缺點(diǎn)，我們需要設(shè)計(jì)一款智能的電風(fēng)扇溫度控制系統(tǒng)來解決。2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀電風(fēng)扇在中國仍然具有很大的市場(chǎng)，所以我國對(duì)電風(fēng)扇的優(yōu)化研究是很積極的。智能電風(fēng)扇已經(jīng)開始投入市場(chǎng)，目前這方面的技術(shù)已經(jīng)成熟。下一階段的研究將是使其更加人性化，更好的滿足不同群體的人的需求。美的等家電企業(yè)相繼推出了大廈扇和學(xué)生扇，這是針對(duì)不同的人群而專門研制的，具有智能化控制系統(tǒng)的電風(fēng)扇。國外在電風(fēng)扇方面

3、的研究相對(duì)我國不那么積極，但是在智能化電器方面的研究卻比我國更加成功?！爸悄芑娖鳌卑齻€(gè)層次：智能化的電器元件，如智能化斷路器、智能化接觸器和智能化磁力啟動(dòng)器等，智能化開關(guān)柜和智能化供配電系統(tǒng)。智能化開關(guān)柜包含多臺(tái)斷路器，而且供電系統(tǒng)的控制與用電設(shè)備的控制關(guān)系很密切。這兩個(gè)層次上的智能化工作重點(diǎn)是：加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能，最大限度地提高配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的自動(dòng)化水平。新型的智能化電器元件的發(fā)展趨勢(shì)：采用微處理器及可編程器件，大量功能“以軟代硬”實(shí)現(xiàn)，并具有“現(xiàn)場(chǎng)”設(shè)計(jì)的能力。充分增加智能化電器元件的“柔性”與 適應(yīng)性。例如一種采用FPGA器件構(gòu)成的專用功能集成電路已投入應(yīng)用。3、選型分析整個(gè)控制器以

4、STC89C52單片機(jī)為核心。該單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16位/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。STC89C52單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)成熟，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡潔，指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)精煉，且STC89C52單片機(jī)簡單易學(xué)。溫度采集選用DSl8B20數(shù)字溫度傳感器，DSl8B20數(shù)字溫度計(jì)提供9位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù)指示器

5、件的溫度。信息經(jīng)過單線接口送入DSl8B20或從DSl820送出，因此從主機(jī)CPU到DSl8B20僅需一條信號(hào)線(和地線)。DSl8B20的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。因?yàn)槊恳粋€(gè)DSl8B20在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào)，因此任意多個(gè)DSl8B20可以存放在同一條單線總線上。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。DSl8B20的測(cè)量范圍從-55到+125，增量值為0.5，可在l s(典型值)內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。4、電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方案比較方案一：采用數(shù)字調(diào)速根據(jù)已知的三速單相電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理，采用分時(shí)接通電動(dòng)機(jī)的低速軸頭、中速軸頭、高速軸頭的方法，可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使三速單相電

6、動(dòng)機(jī)獲得多于三檔轉(zhuǎn)速的變速能力。設(shè)電源周期為T，取調(diào)速周期Ts=2T，低速調(diào)速時(shí)，調(diào)試周期內(nèi)不接通任何一個(gè)晶閘管，則轉(zhuǎn)速為0；轉(zhuǎn)速周期內(nèi)全接通低速晶閘管，則電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)；如果在2個(gè)電源周期內(nèi)，只有一個(gè)周期接通低速晶閘管，其他時(shí)間不接通，那么，在電動(dòng)機(jī)的低速下可以獲得2檔位的更低轉(zhuǎn)速。同樣，在中速和高速調(diào)節(jié)時(shí)，采用此方法，可以分別獲得2個(gè)中速檔和2個(gè)高速檔。這樣，電風(fēng)扇就具有6個(gè)檔位。但是這種方法存在一個(gè)致命的缺點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是脈動(dòng)的，使電風(fēng)扇的機(jī)械噪聲更大。方案二：無極調(diào)速采用雙向晶閘管作為電風(fēng)扇電機(jī)的開關(guān)。利用晶閘管的可控特性，通過改變晶閘管的控制角，使晶閘管輸出電壓發(fā)生變化，達(dá)到調(diào)節(jié)電

7、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。在電源電壓每個(gè)半周起始部分，雙向晶閘管為阻斷狀態(tài)，電源電壓通過電位器，電阻向電容充電，當(dāng)電容上的充電電壓達(dá)到雙向觸發(fā)二極管的觸發(fā)電壓時(shí)，其導(dǎo)通，電容通過雙向觸發(fā)二極管向雙向晶閘管的控制極放電，使雙向晶閘管導(dǎo)通，有電流流過電機(jī)繞組。通過調(diào)節(jié)電位器的阻值大小，可調(diào)節(jié)電容的充電時(shí)間常數(shù)，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。臺(tái)式電風(fēng)扇屬于高速電機(jī)，其啟動(dòng)扭矩較小，無極調(diào)速器如果調(diào)整在低速擋時(shí)，啟動(dòng)電風(fēng)扇就相對(duì)困難些。方案三：通過改變電機(jī)功率調(diào)速采取的辦法是：在定時(shí)器處并接了一個(gè)電容，減低風(fēng)速。閉合定時(shí)器時(shí)電容不起作用，是原來的三檔，斷開定時(shí)器，電容在起作用，這樣三檔變?yōu)榱鶛n。該方法簡單容易實(shí)現(xiàn)，還沒

8、有明顯缺點(diǎn)。比較以上三種方案，最終決定選擇第三種方案，在此基礎(chǔ)上，單片機(jī)通過控制繼電器來實(shí)現(xiàn)對(duì)電風(fēng)扇調(diào)速的控制。5、課題任務(wù)以單片機(jī)作為控制器，利用溫度傳感器采集環(huán)境溫度，并通過液晶顯示檢測(cè)到的環(huán)境溫度與設(shè)定的溫度。通過比較檢測(cè)到的環(huán)境溫度與系統(tǒng)設(shè)定的溫度，實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇電機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)和停止，并根據(jù)溫度的變化自動(dòng)調(diào)整電風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)溫度過高或過低時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警， 以達(dá)到提醒人們注意避暑或防止受涼的目的。具體要求如下：（1）采集環(huán)境溫度，并實(shí)現(xiàn)檢測(cè)到的環(huán)境溫度與設(shè)定溫度的顯示。（2）比較檢測(cè)到的環(huán)境溫度與系統(tǒng)設(shè)定的溫度，實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇電機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)和停止，并根據(jù)溫度的變化自動(dòng)調(diào)整電風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

9、當(dāng)溫度每升高3度，電風(fēng)扇自動(dòng)上升一個(gè)檔位，當(dāng)溫度每降低3度，電風(fēng)扇自動(dòng)下降一個(gè)檔位。（3）紅外遙控：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電風(fēng)扇的開/閉及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)定溫度功能。（4）附加功能：當(dāng)溫度過高或過低時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警。（5）完成實(shí)現(xiàn)上述功能的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。6、重點(diǎn)研究內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)途徑該溫度控制系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分，硬件部分主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、溫度采集模塊、電源模塊、電機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)模塊、蜂鳴器、紅外遙控接收與發(fā)射模塊、鍵盤與顯示模塊組成。軟件部分主要由系統(tǒng)初始化模塊、鍵盤輸入模塊、紅外遙控解碼模塊、風(fēng)扇開/關(guān)按鍵模塊、溫度采集及液晶顯示模塊、蜂鳴器報(bào)警控制模塊。主要硬件部分：（1）溫度采集模塊溫度采

10、集是本系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，通過DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集環(huán)境溫度，并將其送入單片機(jī)。單片機(jī)再根據(jù)采集到的信號(hào)作出相應(yīng)的判斷，并輸出控制信號(hào)。（2）電機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)是本系統(tǒng)的重要部分，通過單片機(jī)輸出的脈沖信號(hào)來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的開啟/關(guān)閉和調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)五級(jí)風(fēng)速控制。（3）鍵盤與顯示模塊鍵盤與顯示是人機(jī)接口的關(guān)鍵部分。本系統(tǒng)采用遙控器鍵盤和1602液晶顯示器來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流。（4）紅外遙控接收與發(fā)射模塊本系統(tǒng)采用了紅外遙控接收與發(fā)射的功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電風(fēng)扇，使得系統(tǒng)更加完美。此處直接選用市場(chǎng)上已有的紅外接收器件。液晶顯示模塊紅外遙控接收模塊調(diào)速驅(qū)動(dòng)模塊STC單片機(jī)系統(tǒng)紅外遙控發(fā)射模塊電

11、機(jī)鍵盤輸入模塊圖1 系統(tǒng)硬件框圖主要軟件部分：（1）系統(tǒng)初始化模塊系統(tǒng)初始化模塊在主程序入口處開始運(yùn)行，主要完成對(duì)系統(tǒng)震蕩頻率的初始化，系統(tǒng)全局變量初始化，液晶初始化，定時(shí)、中斷初始化等。（2）溫度采集及液晶顯示模塊將溫度傳感器采集到的溫度信號(hào)送入單片機(jī)，通過單片機(jī)處理將其顯示在液晶上，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電風(fēng)扇電機(jī)的控制，從而完成溫度智能控制的要求。（3）紅外遙控解碼模塊紅外遙控發(fā)射與接收實(shí)現(xiàn)對(duì)電風(fēng)扇的遠(yuǎn)程控制。在電風(fēng)扇內(nèi)置紅外遙控接收器件，有紅外遙控發(fā)射紅外遙控指令給接收器件，遙控接收器件接收到編碼信號(hào)后送入單片機(jī)。單片機(jī)在對(duì)其進(jìn)行解碼，并執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。從而完成整個(gè)紅外遙控過程。7、進(jìn)度計(jì)劃序號(hào)起止周次工 作 內(nèi) 容11周至 3 周查閱資料，寫開題報(bào)告，翻譯英文資料24周至 6 周學(xué)習(xí)并掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)以及keil軟件的使用37周至 8 周擬定設(shè)計(jì)方案，解決相關(guān)難點(diǎn)問題49周至 12