一种自动调速跟踪风扇系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种自动调速跟踪风扇系统及其控制方法，属于智能家居领域。其公开了一种自动调速跟踪风扇系统及其控制方法，解决传统风扇的转动方向不能根据人群的位置进行调整以及不能根据环境温度而自动调速而存在的问题。该系统包括主控台部分和工作区部分，主控台包括显示屏、第一单片机、第一无线收发模块；工作区部分包括第二单片机、第二无线收发模块、温度传感器、热释电红外传感器以及风扇；显示屏和第一无线收发模块与第一单片机电连接；第一无线收发模块和第二无线收发模块通过无线信号通信；第二无线收发模块、温度传感器、热释电红外传感器均与第二单片机电连接；第二单片机与风扇中用于控制转角的舵机和用于控制风扇转速的电机电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种自动调速跟踪风扇系统及其控制方法
本专利技术涉及一种自动调速跟踪风扇系统及其控制方法，属于智能家居领域。
技术介绍
当今生活中，风扇已成为人们解暑的重要工具，然而使用风扇缓解夏日酷热的同时也存在着一些问题。比如，由于风扇的转动方向只能机械式的保持在一定范围内，而不能根据人群的位置做出具体的调整，在向没有人的位置吹风时，则会造成资源的浪费。此外，传统风扇只能根据选择的档位来设置转速，而不能根据周围环境温度的变化而自动调节转速，使用不灵活。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种自动调速跟踪风扇系统及其控制方法，解决传统风扇的转动方向不能根据人群的位置进行调整以及不能根据环境温度而自动调速而存在的问题。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：一种自动调速跟踪风扇系统，包括：主控台部分和工作区部分，所述主控台部分包括显示屏、第一单片机、第一无线收发模块；所述工作区部分包括第二单片机、第二无线收发模块、温度传感器、热释电红外传感器以及风扇；所述显示屏和第一无线收发模块与所述第一单片机电连接；所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块通过无线信号通信；所述第二无线收发模块、温度传感器、热释电红外传感器均与所述第二单片机电连接；所述第二单片机与所述风扇中用于控制转角的舵机和用于控制风扇转速的电机电连接。作为进一步优化，所述显示屏为TFT液晶触摸屏。TFT液晶触摸屏具有显示质量高、体积小的优势。作为进一步优化，所述第一无线收发模块和第二无线收发模块均采用nRF24L01无线射频传输模块。nRF24L01无线射频传输模块具有高速传输、低功耗、低成本的优势。作为进一步优化，所述第一单片机和第二单片机均采用STM32单片机。STM32单片机具有高性能、低功耗、低成本的优势。作为进一步优化，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器。DS18B20温度传感器具有体积小、抗干扰能力强、精度高的优势。作为进一步优化，所述热释电红外传感器采用HC-SR501热释电红外传感器。HC-SR501热释电红外传感器具有灵敏度高、可靠性高、功耗低的优势。作为进一步优化，热释电红外传感器有6个，呈半圆形均匀排列。通过布置6个呈半圆形均匀排列的热释电红外传感器，每个传感器检测30度范围的人群信息，则总共可以检测180度范围的人群信息，满足使用需求。此外，本专利技术还提供了一种应用于上述系统的控制方法，其包括以下步骤：a.预设风扇启动温度阈值；b.检测当前环境温度，与所述风扇启动温度阈值进行比较；c.若当前环境温度达到风扇启动温度阈值，则控制风扇启动；d.检测人群位置信息；e.根据人群位置信息控制风扇的舵机的转角，使得风扇只向人群区域内转动。作为进一步优化，步骤a中，还包括：预设风扇转速与环境温度的对应关系。作为进一步优化，步骤c还包括：风扇启动后，继续检测当前环境温度，并根据当前环境温度结合风扇转速与环境温度的对应关系，调整风扇电机的转速。本专利技术的有益效果是：(1)设计的自动调速跟踪风扇能够通过设定启动温度阈值自动启动风扇，减少操作，更加便捷；(2)能够实现自动定位人群，从而控制风扇只向人群区域内转动，有效利用资源；(3)能够根据环境温度的变化自动调节风扇转速，应用更加灵活；(4)能够通过屏幕实时显示风扇的工作状态、所用电量及价格，更加直观。附图说明图1为本专利技术实施例中的自动调速跟踪风扇系统结构框图。具体实施方式本专利技术旨在提供一种自动调速跟踪风扇系统及其控制方法，解决传统风扇的转动方向不能根据人群的位置进行调整以及不能根据环境温度而自动调速而存在的问题。其核心思想是：通过温度传感器检测环境温度，并与预设启动阈值温度进行比较，当达到预设启动阈值温度时，自动启动风扇，在风扇工作中，根据检测的环境温度对应的调速等级自动调速，并根据检测的人群位置控制风扇只向人群区域转动。下面结合附图及实施例对本专利技术的方案作进一步的描述：如图1所示，本实施例中的自动调速跟踪风扇系统，包括：主控台部分和工作区部分，其中，主控台部分主要由STM32单片机、TFT液晶触摸屏与nRF24L01无线射频传输模块组成；工作区由STM32单片机、风扇、DS18B20温度传感器、HC-SR501热释电红外传感器以及nRF24L01无线射频传输模块组成。各个组成部分的功能及交互如下：TFT液晶触摸屏，通过对应引脚与STM32单片机相连；该触摸屏提供友好的操作界面，可以很方便的设置阈值温度来启动系统，也还可以通过触屏设置环境温度高低与电机转速快慢的对应关系，从而调节电机的转速：当环境温度较高时，电机转速快；温度低时，电机转速相对较慢，以此来降低功耗。此外，可以通过触屏显示风扇的转速等级、运行时间、当前运行阶段的总耗电量等信息，并根据电费价格计算电量消耗的总费用。nRF24L01无线射频传输模块，通过对应引脚与STM32单片机相连；负责信息的无线收发，使得主控台与工作区能够进行信息交互。DS18B20温度传感器，通过对应引脚与STM32单片机相连；负责采集当前环境温度，在系统启动前，采集的环境温度用于与预先设置的温度阈值进行比较，当达到温度阈值时，系统开始运行；在系统处于运行状态时，采集的环境温度用于与设定好的电机转速对应的调节温度进行比较，从而调节电机转速。HC-SR501热释电红外传感器，通过对应引脚与STM32单片机相连；负责检测人群所处的位置信息。系统共采用6个HC-SR501型热释红外传感器，按半圆形均匀排列，每一个传感器感应30°范围内的人群信息。HC-SR501配有菲涅尔透镜，检测距离达到7米，在6个传感器的共同作用下，最大检测扇角为180°，满足实际应用的需求。STM32单片机，通过相应引脚连接风扇的舵机和直流电机的控制端；负责信息的收集、处理和输出对应控制信号。具体而言，收集DS18B20温度传感器检测的环境温度，并与预设的温度阈值进行比较，当达到温度阈值时，控制风扇电机启动，电扇进入工作模式；在电扇工作后，继续收集DS18B20温度传感器检测的环境温度，并结合预设的风扇转速与环境温度的对应关系，通过相应引脚输出PWM信号，调节占空比，改变直流电机的转动速度；此外，还收集HC-SR501型热释红外传感器采集的人群位置信息，通过相应引脚输出PWM信号，调节其占空比，以改变舵机转动的角度。基于上述系统，本实施例还提供了一种应用于上述系统的控制方法，其包括以下步骤：a.预设风扇启动温度阈值、风扇转速与环境温度的对应关系；本步骤中，在控制台通过TFT液晶触摸屏的交互界面来设置风扇启动温度阈值、风扇转速与环境温度的对应关系；这些信息通过nRF24L01无线射频传输模块发送至工作区。b.检测当前环境温度，与所述风扇启动温度阈值进行比较；本步骤中，在风扇启动前，工作区的DS18B20温度传感器检测当前环境温度，并传输给STM32单片机，STM32单片机将当前环境温度与收到的风扇启动温度阈值进行比较。c.若当前环境温度达到风扇启动温度阈值，则控制风扇启动；本步骤中，若经过STM32单片机的比较判断，当前环境温度达到温度阈值，则控制风扇启动，风扇进入工作模式。此时，工作区的DS18B20温度传感器继续检测当前环境温度，并传输给STM32单片机，STM32单片机结合预设的风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动调速跟踪风扇系统，其特征在于，包括：主控台部分和工作区部分，所述主控台部分包括显示屏、第一单片机、第一无线收发模块；所述工作区部分包括第二单片机、第二无线收发模块、温度传感器、热释电红外传感器以及风扇；所述显示屏和第一无线收发模块与所述第一单片机电连接；所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块通过无线信号通信；所述第二无线收发模块、温度传感器、热释电红外传感器均与所述第二单片机电连接；所述第二单片机与所述风扇中用于控制转角的舵机和用于控制风扇转速的电机电连接。

【技术特征摘要】
1.一种自动调速跟踪风扇系统，其特征在于，包括：主控台部分和工作区部分，所述主控台部分包括显示屏、第一单片机、第一无线收发模块；所述工作区部分包括第二单片机、第二无线收发模块、温度传感器、热释电红外传感器以及风扇；所述显示屏和第一无线收发模块与所述第一单片机电连接；所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块通过无线信号通信；所述第二无线收发模块、温度传感器、热释电红外传感器均与所述第二单片机电连接；所述第二单片机与所述风扇中用于控制转角的舵机和用于控制风扇转速的电机电连接。2.如权利要求1所述的一种自动调速跟踪风扇系统，其特征在于，所述显示屏为TFT液晶触摸屏。3.如权利要求1所述的一种自动调速跟踪风扇系统，其特征在于，所述第一无线收发模块和第二无线收发模块均采用nRF24L01无线射频传输模块。4.如权利要求1所述的一种自动调速跟踪风扇系统，其特征在于，所述第一单片机和第二单片机均采用STM32单片机。5.如权利要求1所述的一种自动调速跟踪风扇系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝小江，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：四川,51