智能電風(fēng)扇開題報告(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（論文）開題報告1、課題的目的及意義隨著電子制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會對生產(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)扇曾一度被認為是空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的淘汰品；但電風(fēng)具有價格便宜、擺放方便、體積輕巧等特點。由于大部分家庭消費水平的限制，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)村將來一段時間內(nèi)仍然會占有市場的大部分份額，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)扇的市場競爭力，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：風(fēng)扇不能隨著環(huán)境溫度的變化自動調(diào)

2、節(jié)風(fēng)速，這對那些晝夜溫差大的地區(qū)是致命的缺點，尤其是人們在熟睡時，不但浪費資源，還很容易使人感冒生??；傳統(tǒng)電風(fēng)機械的定時方式常常會伴隨著機械運動的聲音，特別是夜間影響人們的睡眠，而且定時范圍有限，不能滿足人們的需求。鑒于這些缺點，我們需要設(shè)計一款智能的電風(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，所以我國對電風(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，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€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。這兩個層次上的智能化工作重點是：加強網(wǎng)絡(luò)功能，最大限度地提高配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的自動化水平。新型的智能化電器元件的發(fā)展趨勢：采用微處理器及可編程器件，大量功能“以軟代硬”實現(xiàn)，并具有“現(xiàn)場”設(shè)計的能力。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、選型分析整個控制器以

4、STC89C52單片機為核心。該單片機是一種低功耗、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16位/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。STC89C52單片機應(yīng)用技術(shù)成熟，硬件系統(tǒng)設(shè)計簡潔，指令系統(tǒng)設(shè)計精煉，且STC89C52單片機簡單易學(xué)。溫度采集選用DSl8B20數(shù)字溫度傳感器，DSl8B20數(shù)字溫度計提供9位(二進制)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CPU到DSl8B20僅需一條信號線(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。因為每一個DSl8B20在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個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機調(diào)速原理，采用分時接通電動機的低速軸頭、中速軸頭、高速軸頭的方法，可以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，使三速單相電

6、動機獲得多于三檔轉(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，調(diào)試周期內(nèi)不接通任何一個晶閘管，則轉(zhuǎn)速為0；轉(zhuǎn)速周期內(nèi)全接通低速晶閘管，則電動機低速運轉(zhuǎn)；如果在2個電源周期內(nèi)，只有一個周期接通低速晶閘管，其他時間不接通，那么，在電動機的低速下可以獲得2檔位的更低轉(zhuǎn)速。同樣，在中速和高速調(diào)節(jié)時，采用此方法，可以分別獲得2個中速檔和2個高速檔。這樣，電風(fēng)扇就具有6個檔位。但是這種方法存在一個致命的缺點：電動機的轉(zhuǎn)矩是脈動的，使電風(fēng)扇的機械噪聲更大。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，達到調(diào)節(jié)電

7、動機轉(zhuǎn)速的目的。在電源電壓每個半周起始部分，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到雙向觸發(fā)二極管的觸發(fā)電壓時，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)電容的充電時間常數(shù)，從而調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。臺式電風(fēng)扇屬于高速電機，其啟動扭矩較小，無極調(diào)速器如果調(diào)整在低速擋時，啟動電風(fēng)扇就相對困難些。方案三：通過改變電機功率調(diào)速采取的辦法是：在定時器處并接了一個電容，減低風(fēng)速。閉合定時器時電容不起作用，是原來的三檔，斷開定時器，電容在起作用，這樣三檔變?yōu)榱鶛n。該方法簡單容易實現(xiàn)，還沒

8、有明顯缺點。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，單片機通過控制繼電器來實現(xiàn)對電風(fēng)扇調(diào)速的控制。5、課題任務(wù)以單片機作為控制器，利用溫度傳感器采集環(huán)境溫度，并通過液晶顯示檢測到的環(huán)境溫度與設(shè)定的溫度。通過比較檢測到的環(huán)境溫度與系統(tǒng)設(shè)定的溫度，實現(xiàn)電風(fēng)扇電機的自動啟動和停止，并根據(jù)溫度的變化自動調(diào)整電風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)速。當(dāng)溫度過高或過低時，發(fā)出聲音報警， 以達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，并實現(xiàn)檢測到的環(huán)境溫度與設(shè)定溫度的顯示。（2）比較檢測到的環(huán)境溫度與系統(tǒng)設(shè)定的溫度，實現(xiàn)電風(fēng)扇電機的自動啟動和停止，并根據(jù)溫度的變化自動調(diào)整電風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)速。

9、當(dāng)溫度每升高3度，電風(fēng)扇自動上升一個檔位，當(dāng)溫度每降低3度，電風(fēng)扇自動下降一個檔位。（3）紅外遙控：實現(xiàn)遠程控制電風(fēng)扇的開/閉及實現(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，發(fā)出聲音報警。（5）完成實現(xiàn)上述功能的硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計。6、重點研究內(nèi)容及實現(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最小系統(tǒng)、溫度采集模塊、電源模塊、電機調(diào)速驅(qū)動模塊、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。單片機再根據(jù)采集到的信號作出相應(yīng)的判斷，并輸出控制信號。（2）電機調(diào)速驅(qū)動模塊電機調(diào)速驅(qū)動是本系統(tǒng)的重要部分，通過單片機輸出的脈沖信號來實現(xiàn)電機的開啟/關(guān)閉和調(diào)速，從而實現(xiàn)五級風(fēng)速控制。（3）鍵盤與顯示模塊鍵盤與顯示是人機接口的關(guān)鍵部分。本系統(tǒng)采用遙控器鍵盤和1602液晶顯示器來實現(xiàn)人機交流。（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，可以實現(xiàn)遠程控制電風(fēng)扇，使得系統(tǒng)更加完美。此處直接選用市場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)動模塊STC單片機系統(tǒng)紅外遙控發(fā)射模塊電

11、機鍵盤輸入模塊圖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行，主要完成對系統(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、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送入單片機，通過單片機處理將其顯示在液晶上，并輸出相應(yīng)的控制信號來實現(xiàn)對電風(fēng)扇電機的控制，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)射與接收實現(xiàn)對電風(fēng)扇的遠程控制。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后送入單片機。單片機在對其進行解碼，并執(zhí)行相應(yīng)的動作。從而完成整個紅外遙控過程。7、進度計劃序號起止周次工 作 內(nèi) 容11周至 3 周查閱資料，寫開題報告，翻譯英文資料24周至 6 周學(xué)習(xí)并掌握單片機的基礎(chǔ)知識以及keil軟件的使用37周至 8 周擬定設(shè)計方案，解決相關(guān)難點問題49周至 12