一种自动调温风扇控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种自动调温风扇控制系统，具体包括直流风扇、单片机、实时时钟模块、温度采集模块、矩阵键盘模块、红外传感器模块、液晶显示模块、指示灯显示模块、语音接收模块和无线遥控模块。该系统采用温度传感器监测风扇周围环境温度，并与用户设定的温度作对比或者采用自动模式，控制直流风扇转速根据温度的变化而做出相应调整，直流风扇采用带有测速码盘的直流电机，单片机通过测速码盘可检测电机的转速，同时该系统又集成了红外热释电人体感应、语音播报、实时时钟、远距离无线遥控等多种功能，大大增强了调温风扇的智能性，有着很好的应用前景，同时也是智能家居在家用电风扇方面的有效尝试。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于智能家居
，尤其是一种自动调温风扇控制系统。
技术介绍
电扇是人类生活最常用的物品，在每个家庭中都配备有电扇。然而电扇在使用过程中仍会遇到个不少的问题，即：晚上使用电扇时，一般夜间温度都会下降，到凌晨两点到三点时降到最低，但此时也是人处于深度睡眠的时间。人往往会缺乏意识，不会去关电扇，通常电扇运行直到第二天早上才关。现有的电扇一般采用手动有极调节，在气温发生变化，特别是夜间气温降低，需要电扇转速降低时，手动调节十分不便，并且转速不能任意选定。这样既浪费了电能，又容易使人着凉，容易感冒。尤其是在春夏之交和夏秋之交的时候，昼夜温差很大，特别容易使人感冒。在日常生活中，我们看到智能云电视、智能变频空调等，却忽略了家用电风扇的智能性改进。虽然人们的生活水平大大提高了，但是电风扇由于其安装携带方便、价格低廉、节能省电等特点，在夏天仍然是家家户户的必备降温电器。但是现如今市场上存在的电风扇大多数仍是单纯硬件电路的搭建，有着功能单一，智能性差，用户体验差等缺点。因此对家用电风扇进行有效改进，加入先进的软件算法，提高舒适性和智能性，使更多的用户体验到高新技术发展给生活带来的便利和舒适，有着非常重要的应用价值和研究意义。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种自动调温风扇控制系统，该系统是在普通风扇的基础上，增加控制装置，实现了对风扇转速的高精度控制，提高了风扇智能性，有着很好的应用前景，同时也是智能家居在家用风扇方面的有效尝试。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种自动调温风扇控制系统，其特征在于包括直流风扇和单片机，所述的直流风扇外接12伏电源供电，在单片机和12伏电源之间设有5伏电源降压模块，直流风扇与单片机之间形成闭环控制；还包括实时时钟模块、温度采集模块、矩阵键盘模块、红外传感器模块、液晶显示模块、指示灯显示模块和语音接收模块，其中实时时钟模块配有备份电池电源，实时时钟模块与单片机三个引脚连接，用于实时提供当前时间；温度采集模块采用数字温度传感器，与单片机连接，用于为单片机实时采集周围环境的温度；矩阵键盘模块设有8个IO引脚，控制16个按键，与单片机IO接口连接，为单片机提供用户输入的温度控制指令；红外传感器模块采用红外热释电传感器，用于为单片机通过用户是否位于直流电扇前方的指令；液晶显示模块，根据单片机发出的信息，用于显示直流电扇转速、环境温度和当前时间；指示灯显示模块与单片机连接，用于反应直流风扇当前运行状态；语 音接收模块与单片机连接，用于语音播报直流风扇运行状态。对上述系统作进一步补充，所述的直流风扇与单片机之间形成闭环控制，即单片机实时采集直流风扇中电机的转速，同时在直流风扇与单片机设置金氧半场效晶体管，通过单片机为直流风扇的转速提供运转策略。对上述系统作进一步补充，所述直流风扇的电机为码盘电机。对上述系统作进一步补充，还包括无线遥控模块，所述的无线遥控模块包括无线接收器模块和无线发射器模块，其中无线接收器模块与单片机的引脚连接，无线发射模块和无线接收模块之间通过无线射频进行数据传输，实现对直流风扇的开关、档位以及是否启动自动模式进行控制。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本系统温度传感器对当前的环境温度进行精确采集，使直流风扇对当前环境温度拥有了“感知”能力，为直流风扇智能性的实现提供了前提；本系统可以利用单片机的定时/计数器，对电机转速实时采集，经过模糊PID控制算法，通过定时器产生不同占空比的PWM脉冲对风扇调速，使风扇电机快速、无静差、高精度的达到设定转速；本系统可以对直流电扇设定定档运行、温度运行和自主运行等多种运行模式，满足了用户的不同需求，大大提升了直流风扇的智能性和使用舒适度；本系统中的热释电红外传感器，在一定范围内，检测是否存在用户，当存在用户时，风扇自动启动，当用户离开时，风扇自动关闭，使直流风扇对用户有了自主感知能力；本系统可以实现远距离遥控直流风扇。有效控制直流风扇的启动/关闭、档位切换、运行模式切换的功能，整个系统的运用提高了风扇智能性，有着很好的应用前景，同时也是智能家居在家用风扇方面的有效尝试。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明；图1是本技术的结构组成示意图。具体实施方式本技术具体涉及一种自动调温风扇控制系统，用于控制12V直流风扇转速，实现智能控制。根据附图1可知，本技术具体包括直流风扇、单片机、实时时钟模块、温度采集模块、矩阵键盘模块、红外传感器模块、液晶显示模块、指示灯显示模块、语音接收模块和无线遥控模块。本系统中，单片机为整个系统的核心所在，所有的信息都传输给单片机，经单片机处理后传输给相应模块完成相应动作。正是由于单片机这一“神经中枢”的存在，才使得众多硬件有机结合为一体，共同组成了自动调温风扇控制系统。本系统采用12V电源供电，12V电源通过12V适配器由220V、50Hz家用交流电转换为12V电压为整个系统提供电能。其中12V电源直接对直流风扇供电，同时通过5V电源降压模块为单片机以及各传感器和控制模块供电。单片机主控制器为整个系统的核心器件，单片机型号的选取决定了整个系统的性能。本系统中单片机主控制器需要完成的主要功能如下：(1)接收温度传感器模块采集的周围环境温度；(2)对风扇电机进行测速，并结合模糊PID控制算法，产生相应PWM波形控制电机转速；(3)接收无线遥控接收器传输的信号，对用户远距离遥控操作做出响应；(4)接收红外传感器模块，当风扇前100°范围内有用户时自动启动直流风扇，当用户离去时自动关闭直流风扇；(5)接收矩阵键盘的数据，当用户按下键盘时做出响应动作；(6)控制液晶显示模块和LED指示灯实时显示直流风扇当前运行状态；(7)控制实时时钟模块采集当前时间；(8)控制语音模块，对直流风扇运行状态进行语音播报，并当系统对用户操作做出响应时进行语音播报。同时当用户需要录音时，可完成对用户音频留言的录制，并可播放录音。由于单片机、各传感器以及其他控制模块均为5V供电，故需将12V电压进一步降为5V。考虑到12V电压由电源适配器通过220V交流电转换而来，而12V电源适配器一般为开关电源，12V电压会有很多纹波，所以5V电源降压模块应避免采用开关稳压器件，需采用线性稳压器件，同时在稳压器件的输入端和输出端连接必要的滤波和去耦电容，消除电压纹波。考虑到上述问题，本系统采用LM7805线性稳压器件作为5V降压模块的主要器件。本系统不需要进行复杂的算术运算，也不需要运行操作系统，综合考虑引脚数目，定时器、计数器功能，中断机制，价格因素以及软件开发难易程度，本系统选取应用最为广泛且价格低廉，软件开发容易的ATMEL公司89C52单片机作为系统的主控制器。温度采集模块也是系统的重要元件，温度采集模块的采集速度和精度，决定了整个系统控制的速度和精度。温度采集模块将周围环境的温度采集出来并传输给单片机主控制器进行处。温度采集的方式有两种，一种是通过热敏电阻，将温度转化为热敏电阻的阻值，阻值对应不同的电压值，单片机通过A/D转换将电压值模拟量转换为数字量，完成温度的采集。另一种方式是采用数字温度传感器，该传感器可直接将温度值转换数字量，单片机按照一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动调温风扇控制系统，其特征在于包括直流风扇和单片机，所述的直流风扇外接12伏电源供电，在单片机和12伏电源之间设有5伏电源降压模块，直流风扇与单片机之间形成闭环控制；还包括实时时钟模块、温度采集模块、矩阵键盘模块、红外传感器模块、液晶显示模块、指示灯显示模块和语音接收模块，其中实时时钟模块配有备份电池电源，实时时钟模块与单片机三个引脚连接，用于实时提供当前时间；温度采集模块采用数字温度传感器，与单片机连接，用于为单片机实时采集周围环境的温度；矩阵键盘模块设有8个IO引脚，控制16个按键，与单片机IO接口连接，为单片机提供用户输入的温度控制指令；红外传感器模块采用红外热释电传感器，用于为单片机通过用户是否位于直流电扇前方的指令；液晶显示模块，根据单片机发出的信息，用于显示直流电扇转速、环境温度和当前时间；指示灯显示模块与单片机连接，用于反应直流风扇当前运行状态；语音接收模块与单片机连接，用于语音播报直流风扇运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种自动调温风扇控制系统，其特征在于包括直流风扇和单片机，所述的直流风扇外接12伏电源供电，在单片机和12伏电源之间设有5伏电源降压模块，直流风扇与单片机之间形成闭环控制；还包括实时时钟模块、温度采集模块、矩阵键盘模块、红外传感器模块、液晶显示模块、指示灯显示模块和语音接收模块，其中实时时钟模块配有备份电池电源，实时时钟模块与单片机三个引脚连接，用于实时提供当前时间；温度采集模块采用数字温度传感器，与单片机连接，用于为单片机实时采集周围环境的温度；矩阵键盘模块设有8个IO引脚，控制16个按键，与单片机IO接口连接，为单片机提供用户输入的温度控制指令；红外传感器模块采用红外热释电传感器，用于为单片机通过用户是否位于直流电扇前方的指令；液晶显示模块，根据单片机发出的信息，用于显示直流电扇转速、环境温度和当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德路，朱明玉，邵振标，周峰，刘志坚，
申请(专利权)人：江苏建筑职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32