【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于清洁能源和电子信息，涉及一种适用于绿色低碳装配式居所的用电器智能控制系统，主要包括感应照明、室温实时测量和数码管显示、室温自动控制和红外发射接收三项功能。
技术介绍
1、由于地域特色与历史文化等原因，我国西部地区现在仍有许多游牧民，为了应对季节的变化及保护草场的生态环境，他们的居所往往随着牧群的迁徙而变化。但是由于当地技术条件有限，这类牧民自制的移动居所往往较为简陋、功能简单、不易于快速装卸。而随着物联网以及智能家居概念的普及，对于牧民的居所设计也不仅限于基本的居住需求，一些有效改善生活质量且便于实现维护的智能家居功能同样需要被考虑。目前，智能家居主要分为以下三类：智能家居系统、智能设备、智能单品。智能家居系统主要起感知、连接、控制等作用，智能单品则是赋予传统家居产品以智能控制功能。在家庭自动化中，智能家居产品发挥着举足轻重的作用，主要产品有智能照明、智能家电、智能安保等。其中，智能家电的使用率已高达19.6％。因此设计一种离网的、智能的新型绿色低碳装配式智能居所，不但能够最大程度的降低安装、拆卸、搬运的难度和成本，而且可以借助当前的先进技术为广大牧民提供一个功能完备、良好舒适的居住环境。
2、利用fpga（现场可编辑门阵列）结合相应器件实现智能家居功能，用户不需要制作新的定制芯片，只需利用已有的开发工具及软件编写可以实现所需电路功能的程序并读入控制器内部即可。使用此方式进行电路系统设计不仅周期很短、费用较低、风险小，同时也是提高系统集成度和可靠性的绝佳选择。基于fpga开发的智能感知与控制系统最突出的
3、因此立足于国家近年来倡导的低碳政策和致力于改善牧区人民居住质量的需求，考虑到西部高原地区存在的气温低、地形复杂、冬季漫长等自然环境恶劣等一系列问题，一种基于太阳能和风能互补发电方案的绿色低碳装配式智能化居所能够满足上述要求。本专利技术在基于风光互补供能系统的低碳装配式居所中实现了室内温度实时测量、室内温度自动控制、红外无线自动照明等功能，旨在对新型绿色低碳装配式智能化居所的施工、建设、使用提供一种新的思路和方案。
技术实现思路
1、本专利技术实现了一种基于fpga的感应照明与室温无线控制系统。主要包括热释电感应照明子系统、室温实时测量和数码管显示子系统、红外发射接收与室温控制子系统。其中感应照明系统能够实现无开关自动感应照明功能；室温无线控制系统能够实现室温实时监测和显示，同时当温度变化时反馈信息给红外发射接收子系统，产生相应控制信号并以红外光的形式在空间中传播，通过改变降温风扇转速调节室内温度。本专利技术的技术方案如下：
2、1.热释电感应照明子系统
3、（1）感应照明子系统主要利用热释电传感器模块来完成设计的，其基本理论是热释电效应。本专利技术中采用hc-sr501热释电模块，包括菲涅尔透镜与热释电单元组成的感应和信号处理芯片部分，最远探测距离可达7米。菲涅尔透镜能够聚焦红外光到热释电传感器、将检测区域分为明暗区以提高灵敏度。人体向四周发射出的红外线，通过菲涅尔透镜将其聚集到由热释电元件制作的红外感应源上，感应源元件在接收到人体红外辐射温度变化时失去电荷平衡，向外释放电荷，产生特定幅度的输出信号。
4、（2）fpga控制器是热释电感应照明子系统中实现控制功能的核心元件，它为热释电模块和感应灯提供稳定的直流工作电压；接收热释电模块由于感应范围内人体移动而产生的变化电信号，当人体进入检测范围时输出高电平，离开则输出低电平，fpga根据接收信号状态输出不同控制信号，从而实现对感应灯的直接控制。在系统搭建时将fpga的j2、j3扩展口与热释电模块、感应灯数据端相连，将电源接口与控制器vcc和gnd相连。
5、2.室温实时测量和数码管显示子系统
6、（1）本专利技术选用的温度传感器为ds18b20，它采用单总线结构，接口仅占用fpga一个i/o口。温度数据采用16位补码的形式存储，单位是℃，其中高5位为符号信息，温度为正时高5位全为0，温度为负时高5位全为1；低11位以二进制表示温度的数值大小，其中后4位为小数部分，对应的分辨率是0.5 ℃，0.25 ℃，0.125℃，0.0625 ℃。
7、（2）温度数据采集可分为两个周期：①ds18b20复位，向dq写入跳过rom指令，接着向总线dq写入温度转换命令，800 ms后温度转换完成。②ds18b20再次复位，然后向dq写入跳过rom指令，接着向ds18b20写入读取高速缓存器命令；然后从dq上分别读出第一字节、第二字节，读取完成拉低总线dq结束读取。
8、（3）子系统示意图如图1所示，包括以下几个部分：①分频模块：得到周期1 us的时钟。②ds18b20温度采集模块：实时检测室内温度信息，并在fpga控制器输入的指令作用下转换并存储温度信息、读出温度信息到fpga控制器，以进行下一步数据处理。③二进制转bcd码模块：将二进制转换为十进制，方便数码管对数据译码及显示。④bcd码输出控制模块：根据bcd码在数码管对应位置显示实时温度信息。⑤数码管译码模块：将四位十进制数转换成单个八段数码管段位信号，以显示十进制的室内温度。
9、（4）子系统工作时，ds18b20传感器获取16位室温信息，暂存到高速缓存器，通过fpga控制采样模块采集温度数据，将其转化为bcd码后，在数码管上显示温度。
10、3.红外发射接收与室温控制子系统
11、（1）子系统工作流程如图2所示，主要由三个模块构成。其中根据红外发射模块设定了两个温度标准值：设定值一28 ℃、设定值二26 ℃。当室温处于26~28 ℃时，红外发射管处于空闲状态，不发射任何红外信号；当室温上升，超过28 ℃时，红外发射模块处于发射状态，发送命令码控制降温风扇工作，当降温生效后，温度回落至26 ℃以下时，红外发射模块发送另一命令码使降温风扇关闭。
12、（2）红外接收模块：由红外发射管发射出的红外光经接收管的处理后，输出与发送数据相反的电平，经fpga控制器采集处理后，解码出发射模块发出的指令（启动或关闭降温风扇），进而对降温风扇产生相应的控制。
13、（3）降温风扇模块：接收红外接收模块的信号，当解码出的命令为8’h01，则降温风扇开启，室内温度渐渐回落，当解码出的命令时8’h02时，则降温风扇关闭，通过上述过程使得室温保持在预设范围内。
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1.一种应用于绿色低碳装配式居所的用电器智能控制系统，可对新型绿色低碳装配式智能化居所的施工、建设、使用提供一种新的思路和方案，主要包括感应照明、室温实时测量和数码管显示、室温自动控制和红外发射接收三项功能：
【技术特征摘要】
1.一种应用于绿色低碳装配式居所的用电器智能控制系统，可对新型绿色低碳装配式智能化居所的施工、建设、使用...
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