智能溫控與人體紅外開關(guān)風(fēng)扇

1、智能溫控與人體紅外開關(guān)風(fēng)扇工程申報(bào)書 項(xiàng) 目 名 稱： 智能溫控與人體紅外開關(guān)風(fēng)扇 申 請(qǐng) 人： 學(xué) 號(hào)： 所 在 學(xué) 院： 聯(lián) 系 電 話： E m a i l： 申 請(qǐng) 日 期： 一、簡表工程名稱智能溫控與人體紅外開關(guān)風(fēng)扇申請(qǐng)工程類別重點(diǎn)工程一般工程“挑戰(zhàn)杯專項(xiàng)工程工程來源學(xué)生自行設(shè)定學(xué)科類別自然科學(xué)類社會(huì)科學(xué)類研究年限一年是否跨院否研究領(lǐng)域電子控制項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓名學(xué)號(hào)專業(yè)年級(jí)所在學(xué)院平均成績QQ郵箱聯(lián)系方式指 導(dǎo) 教 師姓名所在學(xué)院學(xué)歷學(xué)位職稱聯(lián)系方式郵箱是否主持過校級(jí)以上含校級(jí)科研課題職務(wù)研究方向項(xiàng) 目 成 員姓名所在學(xué)院學(xué)號(hào)專業(yè)平均成績聯(lián)系方式簽名成績審核 審核人簽名： 教務(wù)辦簽章：

2、二、研究摘要研 究 摘 要l 整體規(guī)劃：本設(shè)計(jì)為一種智能溫控與人體感應(yīng)紅外開關(guān)風(fēng)扇，具有靈敏的溫度感測(cè)和人體感應(yīng)功能，系統(tǒng)stc89C52 單片機(jī)作為控制平臺(tái)對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。人體紅外感應(yīng)可感知人的存在，自動(dòng)開關(guān)風(fēng)扇?？捎捎脩粼O(shè)置高、低檔位，測(cè)得溫度值在上下溫度之間時(shí)翻開風(fēng)扇強(qiáng)弱風(fēng)檔，當(dāng)溫度升高超過所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)切換到大風(fēng)檔，當(dāng)溫度小于所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)降低風(fēng)扇檔位，控制狀態(tài)隨外界溫度而定。同時(shí)，能夠由人工設(shè)定風(fēng)扇檔位不受溫度控制，靈活性強(qiáng)。所設(shè)上下溫值保存在溫度傳感器DS18B20內(nèi)部E2ROM中，掉電后仍然能保存上次設(shè)定值，性能穩(wěn)定,控制準(zhǔn)確。l 預(yù)期效果：1. 風(fēng)速從高到

3、低設(shè)置4個(gè)檔位，并且每個(gè)檔位可由溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)或者用戶設(shè)置。 2.  風(fēng)扇可以自動(dòng)的根據(jù)環(huán)境的溫度調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)速的檔位，溫度上升2自動(dòng)上升一個(gè)檔位，溫度每降低2自動(dòng)下降一個(gè)檔位。 3.  設(shè)置數(shù)碼管顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)以及溫度，使其更具人性化。 自動(dòng)模式時(shí)，感應(yīng)人的存在而自動(dòng)控制風(fēng)扇的開關(guān)。一、 研究目的：在劇烈的市場競爭下，雖然電風(fēng)扇具有廣闊的市場空間，但不斷新生產(chǎn)品的出現(xiàn)，要使產(chǎn)品更具市場優(yōu)勢(shì)，僅僅是靠傳統(tǒng)型的電風(fēng)扇是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此要對(duì)傳統(tǒng)的電風(fēng)扇根據(jù)市場的需要進(jìn)行不斷的更新，不斷的改進(jìn)，以使自己的產(chǎn)品立于不敗之地。傳統(tǒng)的電風(fēng)扇較為突出的缺點(diǎn)是

4、：風(fēng)扇的風(fēng)力大小不能根據(jù)溫度的變化自動(dòng)的調(diào)節(jié)風(fēng)速，對(duì)于那些晝夜溫差比較大的地區(qū)，這個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)速就顯得優(yōu)其的重要了，特別是人們?cè)谑焖瘯r(shí)常常沒有覺察到夜間是溫度變化，那樣既浪費(fèi)電資源又容易引起感冒。傳統(tǒng)的風(fēng)扇是用機(jī)械式的定時(shí)方式，機(jī)械式的定時(shí)方式常常會(huì)伴隨著很大的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的聲音，特別是在夜間影響人們的睡眠質(zhì)量，且定時(shí)范圍有限，而且機(jī)械式的容易壞。鑒于以上方面的考慮，我們需要設(shè)計(jì)一種智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng)來解決這些問題。二、 開展現(xiàn)狀：當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)完全進(jìn)入了電子信息化，溫度控制器在各行各業(yè)中已經(jīng)得到了充分的利用。簡易溫度監(jiān)測(cè)控制器是利用單片機(jī)系統(tǒng)來完成的一個(gè)小型的控制系統(tǒng)。現(xiàn)階段運(yùn)用與國內(nèi)大局部家庭，

5、系統(tǒng)效率越來越高，本錢也越來越低。它廣泛應(yīng)用于城市、農(nóng)村、各種工業(yè)生產(chǎn)，在一定情況下亦適用于太陽能、鍋爐及對(duì)溫度敏感的產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)控制和溫度報(bào)警，是實(shí)現(xiàn)無人值守的理想產(chǎn)品，市場極為廣闊，需求量大。國外在電風(fēng)扇方面的研究相對(duì)我國不那么積極，但在智能化電器方面的研究卻比我國更加成功?！爸悄芑娖靼齻€(gè)層次；智能化的電器元件，如智能化斷路器、智能化接觸器都能等，智能化開關(guān)和智能化供配電系統(tǒng)。新型的智能化電器元件的開展趨勢(shì)；采用微處理器及可編程元件，大量功能“以軟化硬實(shí)現(xiàn)，并具有“現(xiàn)場設(shè)計(jì)的能力。例如一種采用降低風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是的噪音以及節(jié)省能源等，溫度控制風(fēng)扇越來越受重視并被廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)階段，溫控風(fēng)扇

6、的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一定的成效，可以使風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化進(jìn)行自動(dòng)無極調(diào)速，當(dāng)環(huán)境溫度升高到一定是能自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇，并隨著環(huán)境溫度的升高自動(dòng)加快風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，當(dāng)環(huán)境溫度降到一定時(shí)能自動(dòng)停止風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能控制。三、立項(xiàng)依據(jù)四、研究方案1. 研究目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題a) 研究目標(biāo)：用溫度傳感器DS18B20檢測(cè)環(huán)境溫度并直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)給單片機(jī)AT89C52進(jìn)行處理，在LED數(shù)碼管上顯示當(dāng)前環(huán)境溫度值以及預(yù)設(shè)溫度值。通過4個(gè)風(fēng)速檔位，根據(jù)周圍的環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié) ，設(shè)置數(shù)碼管顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)以及溫度，自動(dòng)模式時(shí)，感應(yīng)人的存在而自動(dòng)控制風(fēng)扇的開關(guān)。b研究內(nèi)容；1. 采用stc

7、89C52作為處理器，它是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器FPEROM256B片內(nèi)RAM的低電壓，高性能CMOS8 位微處理器。實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的綜合控制；2.傳感器局部采用DS18B20，用語讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源。它可以直接將模擬溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，降低了電路的復(fù)雜程度； 3.通過人體紅外感應(yīng)HC-SR501紅外感應(yīng)人體存在以及采用數(shù)碼管或LCD1602液晶屏顯示溫度數(shù)值，LCD1602液晶屏是16*2的字符型液晶，可以顯示英文26個(gè)字母的大小寫，阿拉伯?dāng)?shù)字09，及一些簡單的符號(hào)。該液晶屏操作簡單，顯示功能強(qiáng)大；4. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)局部采用驅(qū)動(dòng)芯片

8、ULN2803，PWM脈沖信息通過IO口輸出，然后經(jīng)過ULN2803時(shí)由1B7B輸入至7C輸出以驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 5.溫度采集、控制模式設(shè)定以及復(fù)位電路，這一局部主要是由DS18B20，通過四個(gè)按鍵，開關(guān)設(shè)定主要是通過按鍵K1來設(shè)定的。模式轉(zhuǎn)換鍵由K2來完成，可以實(shí)現(xiàn)溫度控制風(fēng)速和手動(dòng)設(shè)定風(fēng)速的功能。手動(dòng)設(shè)定風(fēng)扇檔位由K3、K4來完成，按一下K3鍵可以實(shí)現(xiàn)檔位增一，而按下K4鍵可以實(shí)現(xiàn)檔位減一2.擬采取的研究方法及可行性分析Ø 本工程利用溫度傳感器DS18B20檢測(cè)環(huán)境溫度并直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)給單片機(jī)AT89C52進(jìn)行處理，在LED數(shù)碼管或LCD1602液晶屏LCD1602液晶屏上顯

9、示當(dāng)前環(huán)境溫度值以及預(yù)設(shè)溫度值。Ø 利用PWM脈寬調(diào)制方式改變直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過風(fēng)速從高到低設(shè)置4個(gè)檔位，并且每個(gè)檔位都可以由用戶設(shè)置或者根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。Ø 通過人體紅外感應(yīng)HC-SR501實(shí)現(xiàn)了風(fēng)扇的智能檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)智能的開關(guān)。 3本工程的創(chuàng)新之處1較于采用采電壓比較電路作為控制部件。溫度傳感器采用熱敏電阻或熱電偶等，溫度信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)并放大，由集成運(yùn)放組成的比較電路判決控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，當(dāng)高于或低于某值時(shí)將風(fēng)扇切換到相應(yīng)檔位。2采用單片機(jī)作為控制核心。通過編寫程序不但能將傳感器感測(cè)到的溫度通過顯示電路顯示出來，而且用戶能通過鍵盤接口，自由設(shè)置上下限動(dòng)作溫度值，滿足全方

10、位的需求。并且通過程序判斷溫度具有極高的精準(zhǔn)度。3采用人體紅外感應(yīng)HC-SR501感應(yīng)模塊實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的自動(dòng)開關(guān)。2. 預(yù)期研究進(jìn)展2021.7-2021.9 選好工程所需的模塊、元件，確定工程實(shí)施的方案； 2021.9-2021.10 進(jìn)行硬件咨詢并采購全硬件設(shè)備，開始工程硬的搭建； 2021.10-2021.12 實(shí)現(xiàn)人體紅外感應(yīng)的檢測(cè)與風(fēng)扇電機(jī)不同檔位的輸出； 2021.1-2021.2 實(shí)現(xiàn)溫度的采集及AT89C52芯片的綜合控制； 2021.2-2021.3 采樣調(diào)查，完善整個(gè)系統(tǒng)；2021.3-2021.4 整理工程設(shè)計(jì)的全過程并寫好工程結(jié)題書。5預(yù)期成果1人體感應(yīng)智能風(fēng)扇一臺(tái)2電路硬件原理圖3結(jié)題報(bào)告五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算支 出 科 目金額元計(jì) 算 根 據(jù) 及 理 由資料費(fèi)350文獻(xiàn)復(fù)印以及購置書籍購置元器件600HC-SR501感應(yīng)模塊、芯片、焊材、LCD1602液晶屏PCB板300控制板硬件構(gòu)架250整個(gè)系統(tǒng)的硬件構(gòu)架