基于單片機(jī)的多功能自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書基于單片機(jī)的多功能自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì)

The

fan

of

automatic

air-conditioning

based

on

single-chip

microcomputer學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)電氣12-4學(xué)生李祥杰指導(dǎo)教師〔職稱〕覃愛淞〔講師〕完成時(shí)間2023年3月7日至2023年6月10日廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕誠(chéng)信承諾保證書本人鄭重承諾：《基于單片機(jī)的多功能自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì)》畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕的內(nèi)容真實(shí)、可靠，是本人在覃愛淞指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕中引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處，如果存在弄虛作假、抄襲、剽竊的情況，本人愿承當(dāng)全部責(zé)任。學(xué)生簽名：年月日院〔系〕：計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：12-4班學(xué)生：李祥杰學(xué)號(hào)：一、畢業(yè)論文課題基于單片機(jī)的多功能自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、畢業(yè)論文工作自2023年3月7日起至2023年6月10日止三、畢業(yè)論文進(jìn)行地點(diǎn)電氣工程教研室四、畢業(yè)論文的內(nèi)容要求此題目以Mega2560單片機(jī)為核心，采用DS18B20溫度傳感器以及PID調(diào)速算法，實(shí)現(xiàn)多功能自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具體包括：[1] 本系統(tǒng)電風(fēng)扇設(shè)置有三種工作模式：自動(dòng)模式下，電風(fēng)扇采集周圍環(huán)境溫度，自動(dòng)精確控制風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)溫度的不同自動(dòng)調(diào)整；設(shè)定模式下，電風(fēng)扇根據(jù)用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)溫度，結(jié)合當(dāng)前環(huán)境溫度，自主調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速；定檔模式下，電風(fēng)扇按照一檔、二檔、三檔所對(duì)應(yīng)的固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。[2] 當(dāng)用戶位于電風(fēng)扇前方時(shí)風(fēng)扇可自動(dòng)啟動(dòng)；當(dāng)用戶離去時(shí)風(fēng)扇自動(dòng)停止。[3] 通過液晶顯示模塊，對(duì)溫度、轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)顯示。[4] 用戶可用通過藍(lán)牙串口APP設(shè)定調(diào)節(jié)溫度。[5] 用戶可遠(yuǎn)距離遙控電風(fēng)扇開/關(guān)、檔位切換和啟動(dòng)自動(dòng)模式。指導(dǎo)教師接受論文任務(wù)開始執(zhí)行日期年月日學(xué)生簽名摘要隨著時(shí)代的步伐，諸多新興產(chǎn)物涌現(xiàn)出來(lái)，溫控電風(fēng)扇便是其中一員。它與單片機(jī)的開展相輔相成，其開展的程度越高，溫控電風(fēng)扇便變得更加簡(jiǎn)便普遍。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是緊跟時(shí)代的開展趨勢(shì)，選擇智能家居其中的一小局部——基于單片機(jī)的自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇一一展開。全文的精華局部在于系統(tǒng)的硬件和用Simulink進(jìn)行PID控制算法仿真局部，這兩局部詳細(xì)地向我們表達(dá)本次設(shè)計(jì)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。本文設(shè)計(jì)了基于Mega2560單片機(jī)的溫控電風(fēng)扇系統(tǒng)，采用單片機(jī)作為控制器，以Mega2560單片機(jī)為核心，采用DS18B20溫度傳感器以及PID調(diào)速算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的高精度控制，完成了對(duì)家用電風(fēng)扇的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)能夠根據(jù)周圍環(huán)境溫度的變化實(shí)時(shí)改變風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的根本功能。關(guān)鍵詞：Mega2560單片機(jī)DS18B20溫控PID自動(dòng)調(diào)速AbstractAsthepaceoftimeflying,manynewproductsproduced,theelectronicfanoftemperaturecontrolisoneofthem.Itmakessupplementswiththedevelopmentofsingle-chipmicrocomputereachother.Thedevelopmentdegreeofsingle-chipmicrocomputerishigher,theelectronicfanoftemperaturecontrolwillbecomemorecommon.Thisdesigniskeepingupwiththetrendofthetimes,whichchoosesasmallpartofSmartHomeSysteminwhichitisbasedonsingle-chipmicrocomputer.TheessencepartofthefulltextliesinthehardwareofsystemandthesimulationofSimulinkofPIDcontrolalgorithm,thesetwoparts,whichdescribesthedesignforusindetail.Thispaperdesignedafansystemofautomaticair-conditioningbasedonsinglechipmicrocomputerMega2560,whichtakessingle-chipmicrocomputerasthecontroller.ItregardsthesinglechipprocessorMega2560asthecore,utilizingDS18B20temperaturesensorandthealgorithmofPIDspeedregulation,whichrealizedhighprecisioncontroloffanspeedandimprovementofhouseholdelectricfan.Itisabletorealizethebasicfunctionofmakingareal-timechangeforthefanspeedaccordingtothechangeofambienttemperature.KeywordsMega2560DS18B20temperaturecontrolPIDautomaticspeedregulation目錄TOC\o"1-3"\u摘要=1\*ROMANIAbstract=2\*ROMANII第一章緒論11.1選題背景及意義11.2國(guó)內(nèi)外研究狀況21.3本次設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容2第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)32.1本次設(shè)計(jì)功能要求及技術(shù)指標(biāo)32.2總體設(shè)計(jì)方案32.3小結(jié)4第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1單片機(jī)概述5單片機(jī)的結(jié)構(gòu)5單片機(jī)的特點(diǎn)6單片機(jī)的開展方向7單片機(jī)的應(yīng)用73.2單片機(jī)的選擇83.3液晶顯示模塊設(shè)計(jì)103.4溫度傳感器電路設(shè)計(jì)123.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊選擇133.6XM15B藍(lán)牙串口模塊143.7藍(lán)牙串口APP概述153.8PID的工作原理163.9HC-SR501人體紅外感應(yīng)模塊16紅外探測(cè)技術(shù)16HC-SR501電氣參數(shù)18第四章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及MATLAB仿真214.1系統(tǒng)所用軟件說明21Arduino硬件組成21Arduino的好處22Arduino的應(yīng)用224.2程序執(zhí)行流程圖：234.3Matlab仿真24MATLAB概述24MATLAB的特點(diǎn)244.4仿真圖25第五章硬件調(diào)試及使用說明275.1傳感器溫度采集局部調(diào)試275.2電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路局部調(diào)試275.3使用說明275.4硬件實(shí)物圖28結(jié)束語(yǔ)31參考文獻(xiàn)33致謝35附錄37第一章緒論選題背景及意義當(dāng)今社會(huì)，電扇被大量的使用，施展著很重要的作用，例如夏天許多人用來(lái)涼快的電風(fēng)扇、工業(yè)生產(chǎn)中大型機(jī)器中的散熱風(fēng)扇以及筆記本電腦上普遍使用的智能CPU風(fēng)扇等1]。伴隨著溫度控制技術(shù)的開展，為了降低電扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的噪音以及能耗等，溫控風(fēng)扇越來(lái)越受到重視并被普及應(yīng)用。在現(xiàn)在社會(huì)，溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，可以使風(fēng)扇按照周邊環(huán)境溫度的變化進(jìn)行主動(dòng)調(diào)速，當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)能自動(dòng)開啟風(fēng)扇，當(dāng)溫度降到一定時(shí)能自動(dòng)讓風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)智能控制2]。隨著電子技術(shù)的高速開展，給居民的生活帶來(lái)了的十分大的變化，如果要說微型計(jì)算機(jī)的創(chuàng)造讓現(xiàn)代技術(shù)研究得到了質(zhì)的提升，那么溫控電風(fēng)扇的出現(xiàn)在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域也掀起了一股風(fēng)暴。在現(xiàn)在的社會(huì)中，溫控電風(fēng)扇不但在工廠生產(chǎn)方面得到應(yīng)用，而且也關(guān)系到了我們生活的各方面。我們?cè)谏钪薪?jīng)常能看見單片機(jī)對(duì)我們生活的作用，我們的衣食住行也離不開單片機(jī)的控制技術(shù)。各種IC卡、小汽車的平安系統(tǒng)、電腦的主板、智能洗衣機(jī)的控制、局部?jī)和婢?、電子寵物、收音機(jī)和智能等等，這些東西都普遍使用到了單片機(jī)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)擁有體積小，能耗低，控制方面比擬強(qiáng)，擴(kuò)展也靈活，微型化和易用性等等這些優(yōu)點(diǎn)，所以單片機(jī)被廣泛的作為微控制器應(yīng)用在很多地方。我們?cè)O(shè)計(jì)研究基于單片機(jī)的多功能自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇系統(tǒng)，這是因?yàn)椋簡(jiǎn)纹瑱C(jī)擁有體積小、能耗低、微型化、易用性、控制功能強(qiáng)和擴(kuò)展靈活，它在我們生活中具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義3]。同時(shí)能提高我們對(duì)單片機(jī)開發(fā)的技術(shù)，能清楚的了解到更多傳感器的應(yīng)用，可以明確地知道自動(dòng)化對(duì)我們生活的影響，為未來(lái)的開展學(xué)到更多新技術(shù)。本文設(shè)計(jì)了由Mega2560作為控制器，采用DS18B20溫度傳感器作為溫度采集元件，并通過一個(gè)L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)把系統(tǒng)檢測(cè)到的環(huán)境溫度和系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的溫度動(dòng)態(tài)地顯示在LCD1602工業(yè)字符型液晶屏上。依據(jù)系統(tǒng)檢測(cè)到的環(huán)境溫度與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)制的溫度進(jìn)行比照，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的自動(dòng)啟停以及轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)。國(guó)內(nèi)外研究狀況現(xiàn)在，我們很多家庭都使用著電風(fēng)扇，它滿足了我們?cè)诮禍?、散熱方面的需求，有這方面的需求就會(huì)有這方面的市場(chǎng)。還有城鎮(zhèn)居民居住條件和環(huán)境的不斷改善，居民對(duì)生活舒適度的要求將會(huì)不斷的提高。溫控電風(fēng)扇幾年來(lái)開展得很不錯(cuò)，市場(chǎng)的占有率在不斷地增長(zhǎng),溫控風(fēng)扇技術(shù)也在高速開展?？萍嫉拈_展是永無(wú)止境的，并且正在時(shí)時(shí)刻刻改變著我們的生活。當(dāng)人民意識(shí)到傳統(tǒng)的電扇已經(jīng)不能滿足于他們對(duì)于生活品質(zhì)的追求時(shí)，正因?yàn)檫@樣溫控電風(fēng)扇應(yīng)運(yùn)而生。與普通風(fēng)扇相比，該溫控電風(fēng)扇既實(shí)現(xiàn)了普通電扇的日用功能，也提供了高質(zhì)量的生活品質(zhì)。將手動(dòng)調(diào)整的結(jié)構(gòu)改為利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)制成智能系統(tǒng)。提高了人們?nèi)粘５纳钚?。因此，溫控風(fēng)扇就像雨后春筍，遍地而生。溫控風(fēng)扇作為智能家居其中的一局部，早就遍布興旺國(guó)內(nèi)外的大局部地區(qū)，經(jīng)過多年的開展，已經(jīng)變得十分之成熟。從近幾年來(lái)看，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，和自身開展的不斷進(jìn)步使溫控電風(fēng)扇的本錢不斷下降且實(shí)用性不斷提高，引起了一股智能溫控電風(fēng)扇的新風(fēng)潮。溫控電風(fēng)扇的需求量是巨大的，所以溫控風(fēng)扇開展勢(shì)頭一馬平川，一片光明。隨著現(xiàn)在科技的不斷進(jìn)步，各項(xiàng)技術(shù)不斷地在改進(jìn)與進(jìn)步，目前已經(jīng)可以很好地控制生產(chǎn)的本錢，以及人們生活指標(biāo)越來(lái)越高，自然對(duì)溫控風(fēng)扇的質(zhì)量有著更高的期盼，基于單片機(jī)的多功能自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇已經(jīng)成為潮流新方向。1.3本次設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容此設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇能夠按照周邊環(huán)境溫度的變化自動(dòng)啟停及調(diào)整轉(zhuǎn)速，需要比擬高的溫度變化分辨率以及穩(wěn)定可靠的換擋停機(jī)控制部件4]。本設(shè)計(jì)以Mega2560單片機(jī)為核心，采取DS18B20溫度傳感器以及PID調(diào)速算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的高精度控制，完成了對(duì)家用電風(fēng)扇的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)能夠按照周邊環(huán)境溫度的變化實(shí)時(shí)改變風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的根本功能以及藍(lán)牙控制等多種功能5]。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1本次設(shè)計(jì)功能要求及技術(shù)指標(biāo)功能要求及技術(shù)指標(biāo)具體包括：

[1]本系統(tǒng)電風(fēng)扇設(shè)置有三種工作模式：在自動(dòng)模式下，電風(fēng)扇采集周圍環(huán)境溫度，自動(dòng)精確控制風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)周圍環(huán)境溫度的不同自動(dòng)調(diào)整；在設(shè)定模式下，電風(fēng)扇根據(jù)用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)溫度，結(jié)合當(dāng)前環(huán)境溫度，自主調(diào)節(jié)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速；在定檔模式下，電風(fēng)扇按照一檔、二檔、三檔所對(duì)應(yīng)的固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

[2]通過LCD1602液晶顯示模塊，對(duì)溫度、轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)顯示。

[3]用戶可通過藍(lán)牙控制調(diào)節(jié)溫度。

[4]用戶可遠(yuǎn)距離遙控電風(fēng)扇開/關(guān)、檔位切換和啟動(dòng)自動(dòng)模式。

[5]算法：PID控制

。[6]利用Arduino軟件進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)：包括主控單元、電源模塊、溫度監(jiān)測(cè)模塊、顯示模塊等電路設(shè)計(jì)。[7]利用Simulink進(jìn)行PID控制算法仿真

。

[8]利用Arduino軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。2.2總體設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)主要器件包含DS18B20溫度傳感器、Mega2560單片機(jī)、LCD1602液晶顯示屏、電扇直流電機(jī)、L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片等。輔助元器件包含電阻、電容、晶振、電源、按鍵、開關(guān)等。本設(shè)計(jì)的思路是：利用溫度傳感器DS18B20檢測(cè)周圍溫度并直接輸出溫度信號(hào)給單片機(jī)Mega2560進(jìn)行處理，在LCD1602顯示屏上顯示當(dāng)前環(huán)境溫度值以及預(yù)設(shè)的溫度值。其中預(yù)先設(shè)置的溫度值只能為整數(shù)形式，檢測(cè)到的當(dāng)前環(huán)境溫度可以精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。并通過藍(lán)牙按鍵來(lái)改變預(yù)設(shè)溫度值，一個(gè)提高預(yù)設(shè)溫度值，另外一個(gè)降低預(yù)設(shè)溫度值。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示：藍(lán)牙模塊顯示模塊藍(lán)牙模塊顯示模塊Mega2560Mega2560主控制器直流電機(jī)L298N直流電機(jī)L298N驅(qū)動(dòng)電路速度檢測(cè)速度檢測(cè)圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.3小結(jié)本系統(tǒng)采取Mega2560單片機(jī)作為控制器，采取DS18B20溫度傳感器作為溫度采集元件，并通過L298N驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電扇電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)把系統(tǒng)檢測(cè)到的環(huán)境溫度和系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度顯示在液晶顯示屏上。依據(jù)系統(tǒng)檢測(cè)到的環(huán)境溫度與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)制的溫度進(jìn)行比擬，實(shí)現(xiàn)電扇的自動(dòng)啟停以及轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)6]。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)概述單片機(jī)的結(jié)構(gòu)其實(shí)我們平?？谥兴f的單片機(jī)它只是一個(gè)簡(jiǎn)稱，它的全稱為單片微型計(jì)算機(jī)〔singlechipmicrocomputer〕，有人也成其為微控制器〔microcontroller〕，它主要是由中央處理器〔centralprocessingunit，cpu〕、儲(chǔ)存器、計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、輸出/輸入IO口、總線等部件組成，并將其集成在一個(gè)芯片上組成的一個(gè)微型芯片7]?，F(xiàn)在的單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用當(dāng)中，單片機(jī)經(jīng)常給作為控制器嵌入其中，所以也被稱為嵌入式微控制器或嵌入式單片微機(jī)。單片機(jī)的核心部件是CPU，它是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，主要完成算數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及邏輯控制等主要功能，組成局部為運(yùn)算器和控制器。存儲(chǔ)器，顧名思義就是作為儲(chǔ)存功能的一個(gè)電氣器件，主要是帶有記憶功能。存儲(chǔ)器主要分為兩類，一是只讀存儲(chǔ)器〔readonlymemory，ROM〕；二是隨機(jī)存儲(chǔ)器〔randomaccessmemory〕。只讀存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器所肩負(fù)的職責(zé)不一樣，功能也不一樣8]。只讀存儲(chǔ)器主要是負(fù)責(zé)一些相對(duì)固定的信息，比方存儲(chǔ)程序，表格類、文本類等；而隨機(jī)存儲(chǔ)器的功能恰恰和只讀存儲(chǔ)器相對(duì)，它主要是負(fù)責(zé)在存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序運(yùn)行的時(shí)候記錄所需要的數(shù)據(jù)和產(chǎn)生的結(jié)果。輸入/輸出端口就是負(fù)責(zé)單片機(jī)的輸入輸出，是單片機(jī)與外界通訊的唯一信息交換方式。如果沒有了輸入輸出端口，就如同一座孤立了的大樓，沒有水電食物等的供給，里面的人根本無(wú)法生活，也失去了大樓的意義。它的主要作用是協(xié)調(diào)著單片機(jī)，并配合其與外界設(shè)備通訊。輸入輸出串口有兩種，一是并行串口，二是串行串口，它們功能不一工作方式也有所不同。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，這個(gè)器件我們一看就懂它的功能，就是用來(lái)定時(shí)和計(jì)數(shù)用的，但是它不僅僅是只有計(jì)數(shù)或定時(shí)功能，它還對(duì)定時(shí)或計(jì)數(shù)的結(jié)果對(duì)所操作的客戶進(jìn)行控制。e.中斷控制系統(tǒng)f.時(shí)鐘電路，對(duì)這里所說到的時(shí)鐘的功能就是我們生說中的鐘、表的功能，我們?nèi)祟惿钚枰獣r(shí)間來(lái)參考度量，單片機(jī)內(nèi)也需要一個(gè)時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn)，為系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)部件提供時(shí)鐘?？偟膩?lái)說，時(shí)鐘電路就是由振蕩器和分頻器組成的一個(gè)給單片機(jī)提供時(shí)鐘的電路。g.總線單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)，我們絕不能小瞧一個(gè)小小的單片機(jī)，雖然說它像一個(gè)吃胖了的蜈蚣，兩邊長(zhǎng)滿了腳，但是它的功能可不小，種類也是多的不可勝數(shù)、它的型號(hào)也是琳瑯滿目，各個(gè)廠家所生產(chǎn)的不同型號(hào)的單片機(jī)又具備著各自的特色和優(yōu)勢(shì)，但是萬(wàn)變不離其中，它們總的來(lái)說都有一下的普遍特點(diǎn)。a.種類不僅多而且還非常的齊全單片機(jī)所涉及的范圍廣，它應(yīng)用于行行業(yè)業(yè)的各個(gè)角落里，一個(gè)型號(hào)的小小的單片機(jī)適應(yīng)不了如此大的功能需求，因此各大廠家為了滿足市場(chǎng)上各大功能的需求，都推出了豐富系列的產(chǎn)品來(lái)滿足各個(gè)行業(yè)的需求。雖然說單片機(jī)的把戲變多了，但是它的大多數(shù)的產(chǎn)品適應(yīng)性都是很強(qiáng)的，兼容性比擬好，并且易于進(jìn)行升級(jí)換代9]。b.體積做的越來(lái)越小，價(jià)格也越來(lái)越低在工業(yè)制造技術(shù)的快速開展，納米級(jí)技術(shù)的成熟完善的前提下，芯片的制造技術(shù)越來(lái)越成熟，使得了單片機(jī)的集成度越來(lái)越高，以及使得其容量也越來(lái)越大功能也更加豐富，體積也越來(lái)越小，能夠更廣泛的適應(yīng)和應(yīng)用于各種智能化的設(shè)備和儀器10]。如今的原材料獲取越來(lái)越簡(jiǎn)單，化學(xué)合成根底越來(lái)越成熟，使得單片機(jī)的制造本錢越來(lái)越低，銷量也不斷增加，使得它的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越大。c.用原始簡(jiǎn)便的C語(yǔ)言開發(fā)一講到單片機(jī)，我們自然就會(huì)想到C語(yǔ)言，之所以我們會(huì)有這樣的想法是因?yàn)槟壳敖^大多數(shù)的的單片機(jī)系統(tǒng)都是基于C語(yǔ)言的開發(fā)平臺(tái)，C語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)就是提供了大量的實(shí)用函數(shù)庫(kù)，其減小了單片機(jī)的研發(fā)的天使時(shí)間，優(yōu)化了程序的編寫和調(diào)速，大大提高了他的兼容性。d.擴(kuò)展功能強(qiáng)僅僅靠某一型號(hào)單片機(jī)的內(nèi)部功能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)缺乏以到達(dá)目前人類各式各樣的要求，雖然說可以通過重新研發(fā)一新型的來(lái)解決這一個(gè)問題，但是這一方法是不理想不現(xiàn)實(shí)的。所以一個(gè)單片機(jī)的擴(kuò)展功能的是否強(qiáng)大變得相當(dāng)重要。e.抗干擾能力它的抵抗外界干擾能力很強(qiáng)，能有效的抗電磁干擾等；而且它的工作溫度范圍廣，能夠在各種惡劣的環(huán)境下可靠的正常運(yùn)行。單片機(jī)的開展方向說到單片機(jī)的開展，從1971年Intel公司的Hoff研制成功了世界上第一塊4位微處理器芯片Intel4004之后，單片機(jī)研發(fā)的腳步一直在不斷的加快和完善。從4位單片機(jī)到8位單片機(jī)再到16位單片機(jī)到如今的32位單片機(jī)，其容量在不斷的擴(kuò)大，體積在不斷的減小，功能也是爆炸式的豐富[11]。它日前的開展方向主要為功能的多樣化，高速化、低功耗、高容量等。單片機(jī)的應(yīng)用俗話說得好，麻雀雖小，五官俱全，單片機(jī)就是這樣一個(gè)東西，個(gè)頭小小卻功能強(qiáng)悍，絕對(duì)是計(jì)算機(jī)中的戰(zhàn)斗機(jī)。功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉、小巧精悍使用方便等等這些特點(diǎn)，使得單片機(jī)的使用已經(jīng)滲入我們行行業(yè)業(yè)以及生活中的個(gè)個(gè)方面。a、各個(gè)領(lǐng)域〔工農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)療、教育等〕單片機(jī)作為控制器被很大范圍的應(yīng)用用于工業(yè)〔測(cè)控，車床，工業(yè)機(jī)械臂〕、航空航天、尖端武器、船舶、精細(xì)農(nóng)業(yè)等事實(shí)控制系統(tǒng)中12]。這些領(lǐng)域都應(yīng)用到了一個(gè)單片機(jī)強(qiáng)大功能，就是它的即時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，正是這一強(qiáng)大能力使得了系統(tǒng)能夠時(shí)刻保持在良好的狀況下運(yùn)行，這有效的減小了系統(tǒng)的異常狀況，從而保證了產(chǎn)品的合格率。b、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備與智能接口現(xiàn)在，根本上所有的計(jì)算機(jī)外部設(shè)備都能看的見單片機(jī)的身影。鼠標(biāo)啊，鍵盤啊，打印機(jī)啊，機(jī)，復(fù)印機(jī)等等。例如打印機(jī)，其內(nèi)部就是采用了單片機(jī)來(lái)控制其工作，它的內(nèi)部自帶有一個(gè)微型的字庫(kù)來(lái)打印，其通信簡(jiǎn)單，與一般的4位/8位機(jī)都能匹配鏈接，使用起來(lái)相當(dāng)?shù)谋憬?。c、家用電器設(shè)備在我們家庭當(dāng)中，單片機(jī)的使用就更加普及了，大到電冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、電視機(jī)等大型家用電器，小到遙控、熱水壺、MP3等都使用到了單片機(jī)，在這些家用電器增加了單片機(jī)之后，其功能有著飛躍增加，而且在操作上〔人機(jī)交流〕更加的方便便捷。d、電子商務(wù)設(shè)備在電子商務(wù)設(shè)備中自動(dòng)售貨機(jī)，電子秤，銀行統(tǒng)計(jì)機(jī)，電子收款機(jī)等設(shè)備中都使用了單片機(jī)。3.2單片機(jī)的選擇方案一：選取STC89C52單片機(jī)，STC89C52單片機(jī)的功能介紹及特征。單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心。其包含復(fù)位電路、晶振震蕩電路、程序下載接口等。STC89C52單片機(jī)的第9腳是復(fù)位引腳，可以直接加一個(gè)下拉電阻到地。系統(tǒng)只會(huì)在上電瞬間進(jìn)行復(fù)位，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中不可以復(fù)位。STC89C52單片機(jī)的18/19號(hào)為晶振輸入引腳，晶振電路主要是給單片機(jī)正常工作提供心跳時(shí)鐘。STC89C52單片機(jī)最大可以支持的晶振時(shí)鐘是24M，在這個(gè)電路中，它使用11.0592M石英晶體，滿足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的要求。晶振的隔壁擁有兩個(gè)33PF電容，稱為晶振負(fù)載電容，可以產(chǎn)生起振的作用，可以使晶振的震蕩波形更為穩(wěn)定。程序下載來(lái)說，STC89C52芯片使用的一種方法是串口ISP下載，它不支持在線的一個(gè)編程，屬于硬件程序燒錄模式，芯片的第10、11引腳是串口的RX\TX引腳。STC89C52RC單片機(jī)，它主要的特點(diǎn)是：使用了Flash存貯器的技術(shù)，這樣可以縮減制造的本錢。指令代碼與8051單片機(jī)兼容，并使用高密度非易失存儲(chǔ)器這種制造技術(shù)來(lái)制造。單個(gè)芯片中包含了八位CPU與閃爍存儲(chǔ)器，這得到了中國(guó)大局部的使用者的歡送。STC89C52擁有寬松的工作電源電壓，可以在2.7～6V范圍內(nèi)工作13]。如果工作電壓在3V的時(shí)候，電流為6V工作電壓的25%。它的功耗比擬低，所以適合電池供電控制系統(tǒng)。下面講述局部引腳的實(shí)際功能：1〕電源：VCC為芯片電源，連接+5V。2〕時(shí)鐘：XTAL1-振蕩電路反相輸入端。XTAL2-晶振電路輸出端。3〕控制線：控制線共有4根ALE/PROG：地址鎖存允許片內(nèi)eprom編程脈沖。RST/：復(fù)位。VPD：備用電源。ALE的功能是：鎖存P0口送出的低8位地址。RST功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。VPD功能：當(dāng)停電時(shí)，接備用電源。PSEN：外讀選通信號(hào)。EA：內(nèi)外只讀存儲(chǔ)器選擇。VPP：片內(nèi)可擦可編程只讀存儲(chǔ)器編程電源。EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。EA是訪問外部程序儲(chǔ)器控制信號(hào)，低電平有效。VPP功能：片內(nèi)有可擦可編程只讀存儲(chǔ)器的芯片。4〕i/o口線：P0-3共四個(gè)8位口。STC89C52電路原理如圖3.1所示：圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖方案二：選取Mega2560單片機(jī)。Mega2560單片機(jī)的功能介紹及特征。本系統(tǒng)的Mega2560有一個(gè)USB接口。它有四路串口信號(hào)。串口0：0〔RX〕和1〔TX〕。串口1：19〔RX〕和18〔TX〕。串口2：17〔RX〕和16〔TX〕。串口3：15〔RX〕和14〔TX〕。六路外部中斷。中斷0〔2〕，中斷1〔3〕，中斷5〔18〕，中斷4〔19〕，中斷3〔20〕和中斷2〔21〕。Mega2560單片機(jī)有三種供電方式，第一種供電方式是外接電源，第二種是直接USB接口供電，第三種是電池連接電源的GND和VIN。其觸發(fā)方式有三種：上升沿觸發(fā)，下降沿觸發(fā)和同時(shí)觸發(fā)。當(dāng)電源插座與外部電源連接時(shí)，它能夠經(jīng)過VIN向外部供電或者通過此引腳向Mega2560供電。Mega2560單片機(jī)開展速度較快，已經(jīng)被開展到第三版了。綜上分析：本設(shè)計(jì)以Mega2560單片機(jī)為核心并作為控制器。Mega2560原理圖如圖3.2所示：圖3.2Mega2560原理圖3.3液晶顯示模塊設(shè)計(jì)液晶顯示原理液晶顯示(LiquidCrystalDisplay，LCD)是一種體積小、重量輕、功耗低的顯示器件，被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)14]。其原理就是字面上的意思，液晶顯示。要想液晶正常顯示圖像，前提必須得有供電。LCD劃分為專用和通用。但是一般使用的是通用型的，因?yàn)閼?yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，可以很好地顯示數(shù)字、字符和圖文。在目前的電子商場(chǎng)上，液晶顯示器類別多種多樣，功能特性各不相同。液晶顯示器的分類根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，在加上功能的不一樣，LCD能夠分成3種類型，分別是段型、字符點(diǎn)陣型和圖形點(diǎn)陣型。段型的LCD就好似7段LED，顯示段構(gòu)成內(nèi)容的顯示，方式和數(shù)碼管相似。字符點(diǎn)陣型的構(gòu)成是：LCD控制器、LCD驅(qū)動(dòng)器、LCD顯示器。通常稱這3局部為液晶顯示模塊。而圖形點(diǎn)陣型通常適用于圖像的顯示，相對(duì)復(fù)雜，但是優(yōu)勢(shì)就是很靈活地顯示出信息。LCD1602：最近10年液晶顯示，即LCD以噴井式速度開展，其優(yōu)點(diǎn)舉不勝數(shù)，最主要的特點(diǎn)是功耗低。根據(jù)性能與結(jié)構(gòu)之間的差異，LCD大體上分類為3種。根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，選擇了字符點(diǎn)陣性LCD,其具體的型號(hào)是LCD1602液晶顯示，顧名思義，16就是16個(gè)字符出現(xiàn)在每一行的液晶顯示中，02表示顯示的液晶有2行，這樣就可以知道LCD1602液晶可以顯示32個(gè)字符。液晶模塊電路圖如圖3.3所示：圖3.3LCD1602原理圖現(xiàn)在對(duì)LCD1602液晶顯示屏的所有引腳功能進(jìn)行逐一說明。第1腳：符號(hào)是VSS，就是接地電源。第2腳：符號(hào)是VDD，即是接5v的正電源。第3腳：VL，這個(gè)是1602顯示器的比照度調(diào)整端，當(dāng)其比照度最弱時(shí)，說明它接的是正電源，同理，其比照度最高時(shí)，說明它直接接地。比照度不是越高越好，過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致顯示器不穩(wěn)定。其解決方法是使用一個(gè)阻值是10K的電位器，這就可以對(duì)比照度進(jìn)行調(diào)整。第4腳：RS，對(duì)存放器進(jìn)行選擇，中選擇是數(shù)據(jù)存放器時(shí)，這是作為高電平的時(shí)候；當(dāng)顯示是低電平的時(shí)候，說明選擇是指令存放器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，作為高電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)讀操作。作為低電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)行寫操作。第6腳：E端為始能端，當(dāng)E端由高電平變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：符號(hào)分別是D0～D7，這八個(gè)引腳都是8位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng)我們只用其4位進(jìn)行傳輸時(shí)，只能使用高四位。第15～16腳：都是BLA。其中15引腳是正極背光；16引腳是負(fù)極背光。3.4溫度傳感器電路設(shè)計(jì)在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了DS18B20來(lái)采集溫度，它可以直接把所檢測(cè)到的溫度短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化成數(shù)字15]。溫度是人們?cè)谌粘Ｉ钪凶顬殛P(guān)注的物理量之一。各種傳感器的差異，主要是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)不同的功能，就像上面提及的溫度傳感器就是為了實(shí)現(xiàn)溫度這一模塊的功能，不同功能的傳感器各司其職。溫度傳感器利用自己對(duì)外界溫度的感知，將其轉(zhuǎn)換成適宜的輸出信號(hào)，通過單片機(jī)這個(gè)核心局部，最后自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，讓人們得知。對(duì)于溫度傳感器的選型，采用了18B20溫度傳感器。18B20溫度傳感器是DALLDS半導(dǎo)體公司開發(fā)的，是1820的升級(jí)版。它可以將外界的溫度直接顯示在屏幕中，方便人們讀取數(shù)據(jù)，18B20溫度傳感器使用十分快捷，方便，只需要一根單線接口線就可以讀寫。另外，它可以抵抗外界較為強(qiáng)烈的干擾，正因如此，比擬適合用在此設(shè)計(jì)上。18B20溫度傳感器性能也十分優(yōu)越，使用上來(lái)也十分方便，不需要其他的器件，就像剛剛所述，只需要一根導(dǎo)線和單片機(jī)串口連接就可以使用，它可以直接用數(shù)據(jù)線充電〔范圍+3V到+5V〕，它的測(cè)量范圍十分之廣，在世界各處的氣候都可以適用，大約在-55攝氏度至125攝氏度范圍內(nèi)，而且誤差范圍在2攝氏度內(nèi)，如果應(yīng)用在本系統(tǒng)中，即在正常的溫度下，誤差范圍在0.5攝氏度內(nèi)，完全滿足正常使用。選擇18B20溫度傳感器還有一個(gè)最大的好處就是可以和任何型號(hào)的單片機(jī)完美兼容，和本設(shè)計(jì)的Mega2560單片機(jī)可以無(wú)縫對(duì)接。我們可以設(shè)置任意的溫度值，當(dāng)溫度大于該值，溫度傳感器就會(huì)精確感知，就像我們對(duì)外界溫度的感知一樣，只是它更勝一籌，可以精確到具體的溫度。其局部流程圖如下：圖3.4DS18B20局部流程圖溫度傳感器的電路設(shè)計(jì)圖如下：圖3.5溫度傳感器的電路設(shè)計(jì)原理圖3.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊選擇方案一：使用達(dá)林頓管ULN2003驅(qū)動(dòng)。ULN2003有著帶負(fù)載能力強(qiáng)、溫度范圍寬、電流增益高、工作電壓高的特點(diǎn)，常被用于各種電磁閥、伺服電機(jī)等功率較高的器件上，而且不用設(shè)計(jì)任何電路參數(shù)16]。方案二：采用多個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)。三極管的特性主要是放大，三極管構(gòu)成的級(jí)數(shù)越多，放大的倍數(shù)越大。而且三極管本錢低、體積小，不需要任何程序處理。但一個(gè)三極管放大的倍數(shù)不能到達(dá)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的理想效果，設(shè)計(jì)中至少需要2個(gè)以上，而且三極管容易溫漂，這樣一來(lái)電路參數(shù)繁雜，參數(shù)易變。方案三：使用L298N，其是一種雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其中每個(gè)H橋可以供給2A的電流，功率局部的供電電壓范圍是2.5-48v，邏輯局部5v供電，接受5vTTL電平。在一般情況下，功率局部的電壓應(yīng)大于6V，否那么芯片可能不能正常工作。對(duì)于以上方案進(jìn)行分析擬定方案三，采用L298N作為驅(qū)動(dòng)模塊。L298N原理圖，如圖3.6所示：圖3.6L298N原理圖3.6XM15B藍(lán)牙串口模塊本設(shè)計(jì)所用的藍(lán)牙串口硬件兼容Arduino,設(shè)置好所需的模式后，與Android系統(tǒng)的進(jìn)行連接，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)用到的藍(lán)牙模塊與iOS系統(tǒng)的不兼容。本模塊的原理。=1\*GB3①藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)是V2.1+EDR，內(nèi)置電源防反接保護(hù)電路，內(nèi)置電源管理芯片，供電電壓范圍為3V到6V。=2\*GB3②藍(lán)牙profile是SPPV1.2，內(nèi)置TTL信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，兼容3、3.3、5V的信號(hào)，TXD高電平輸出電壓VCC。=3\*GB3③其功率級(jí)別是Class1.5。波特率9600，配對(duì)碼是1234，工作模式從機(jī)。=4\*GB3④它的最大發(fā)射功率為+10db。=5\*GB3⑤其最大通訊距離為30米。=6\*GB3⑥采用兼容CSR的主流藍(lán)牙芯片，通過了藍(lán)牙BQB認(rèn)證。=7\*GB3⑦其可以快速啟動(dòng)，僅需要0.3秒就可以完成藍(lán)牙協(xié)議棧的初始化工作。=8\*GB3⑧內(nèi)置硬件看門狗，其永不死機(jī)。=9\*GB3⑨它的兼容性更好，能夠與Windows自帶協(xié)議棧、Android等系統(tǒng)兼容，幾乎兼容所有版本的Android。=10\*GB3⑩內(nèi)置RC復(fù)位電路，復(fù)位穩(wěn)定可靠，無(wú)須外部復(fù)位電路。XM15B藍(lán)牙模塊運(yùn)行狀態(tài)=1\*GB3①跳變時(shí)，其模塊處于搜索或等待被連接狀態(tài)。=2\*GB3②當(dāng)LED常亮?xí)r，固定高，其已與配對(duì)模塊建立連接。=3\*GB3③當(dāng)LED不亮?xí)r，固定低，其已關(guān)機(jī)。3.7藍(lán)牙串口APP概述翻開此系統(tǒng)應(yīng)用到的藍(lán)牙串口APP，出現(xiàn)一個(gè)界面，界面上有：=1\*GB3①模式：模式有會(huì)話模式和接受模式，選擇為接受模式。=2\*GB3②串口延遲：有0ms,10ms,20ms,30ms,50ms,100ms,200ms,300ms,500ms,1000ms十個(gè)選擇。串口延遲時(shí)間選擇為50ms。=3\*GB3③有Hex顯示、Hex發(fā)送、發(fā)送新行，這里的Hex是十六進(jìn)制的意思。=4\*GB3④有連接、清空、發(fā)送。藍(lán)牙串口APP使用如圖3.7所示：圖3.7藍(lán)牙串口APP使用界面圖3.8PID的工作原理PID控制是傳統(tǒng)經(jīng)典控制理論中很重要的一種控制方法17]。PID閉環(huán)系統(tǒng)的原理是用給定減測(cè)量,得出一個(gè)偏差進(jìn)行控制，在典型PID系統(tǒng)中P、I、D是并聯(lián)作用的，P直接使偏差乘以一個(gè)比例系數(shù)輸出，當(dāng)沒有誤差時(shí)，控制器輸出也為0該調(diào)解屬有差調(diào)節(jié)。I是偏差積分，也就是說偏差變大的時(shí)候，控制器的輸出增量就大，誤差為沒有時(shí)，I輸出就保持不變屬無(wú)差調(diào)節(jié)。D是是求出其變化率，在控制作用中起到超前控制的效果。PID控制器的公式為：采用PID控制，比例項(xiàng)使系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)速誤差迅速做出反響，積分項(xiàng)消除系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的靜差，微分項(xiàng)根據(jù)誤差的變化率預(yù)測(cè)出下一周期的輸出，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度18]。3.9HC-SR501人體紅外感應(yīng)模塊3.9.1紅外探測(cè)技術(shù)所謂感應(yīng)器技術(shù)，就是某一器件能夠感受到所規(guī)定的被測(cè)量的一些信息量并能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換出信號(hào)的器件或裝置技術(shù)。通常這一器件是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路這三局部所組成，敏感元件的作用是就是做感應(yīng)，直接去感受被測(cè)物所需要測(cè)量的物理量；而轉(zhuǎn)換元件就是將感應(yīng)元件所測(cè)量到得到的物理量信號(hào)等非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)〔電流、電壓等〕；根本轉(zhuǎn)換電路就是完成這一轉(zhuǎn)換過程所需要的電路〔物理信號(hào)→電信號(hào)〕?？偟膩?lái)說感應(yīng)器的作用可以總結(jié)為：采集信息→信息的轉(zhuǎn)換→轉(zhuǎn)換信息的輸出。每一個(gè)正常的人的體溫都是恒定的，大概在36到37攝氏度左右，在個(gè)溫度人體會(huì)發(fā)出一個(gè)特定的紅外輻射能量，它是波長(zhǎng)大概為10um左右的紅外線，正是這個(gè)特定的紅外輻射能區(qū)分了人和其他生物，這減小了系統(tǒng)的誤報(bào)。而紅外探測(cè)器是感應(yīng)器眾多類型當(dāng)中的一種，它是將紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件19]。對(duì)于目前所使用的紅外探測(cè)器，總結(jié)的有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：a.適應(yīng)性強(qiáng)，它能夠適用與各種環(huán)境，包括高溫、潮濕。雷電等惡劣環(huán)境；b.體積小，隱蔽性好，c.抗干擾能力強(qiáng)〔1〕紅外探測(cè)器的原理其實(shí)紅外探測(cè)器就是一種將紅外輻射能轉(zhuǎn)換為電能的一種感應(yīng)轉(zhuǎn)換器，他的主要作用就是講接收到的紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為我們?nèi)祟惪梢愿惺艿降幕蛘弑阌谟^察和測(cè)量的電信號(hào)或以及其他形式變現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)能量守恒定力和能量的轉(zhuǎn)換方式紅外探測(cè)器可大致分為以下這兩大類：熱探測(cè)器和光子探測(cè)器?！?〕紅外探測(cè)器的分類紅外探測(cè)器的種類各式各樣，功能各有所長(zhǎng)，其分類方式也有多種。我們可以按照其探測(cè)手段的不同來(lái)分類，可以分為被動(dòng)式紅外探測(cè)器、主動(dòng)式紅外探測(cè)器和被動(dòng)、主動(dòng)結(jié)合的多技術(shù)復(fù)合入侵報(bào)警器。以下將簡(jiǎn)單介紹這三種探測(cè)器。在市面上我們能夠經(jīng)常聽到一種報(bào)警器就是熱釋電紅外入侵報(bào)警器，其實(shí)它就是被動(dòng)式紅外探測(cè)器的一種，這一技術(shù)主要是利用紅外光敏元件將活動(dòng)的生物體發(fā)出的微小的紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為我們?nèi)祟愃軈^(qū)分觀察的電信號(hào)，期間將這一信號(hào)經(jīng)過放大等處理之后，它的精確性得以給提高。它的組成主要有以下這幾局部，光學(xué)系統(tǒng)、紅外傳感器和信息處理。光學(xué)系統(tǒng)分類又是各式各樣的，但是目前與紅外傳感器能夠匹配的就有反射式、透射式和折射式這三種。反射式系統(tǒng)在這三種系統(tǒng)之中是體積最大的一個(gè)，尤其是他的紅外傳感器是放置在鏡片前面的，很不利于密封和隱藏；在抗干擾方面：防塵，防潮，防水，抗擊打等這幾方面都是比擬差，所以將它作為紅外傳感的剛學(xué)系統(tǒng)是非常不理想的。相反的是，透射式光學(xué)系統(tǒng)的體積非常小，在這三種系統(tǒng)中密封性最為強(qiáng)，其性能的穩(wěn)定也是得到人們的肯定，更為重要的是它的價(jià)格較為低廉，正是因?yàn)檫@樣，它是目前國(guó)內(nèi)外人們目前最為喜愛的用于紅外防盜的光學(xué)系統(tǒng)。接下來(lái)將簡(jiǎn)單的描述一下它的工作原理：光學(xué)系統(tǒng)中主要是利用了菲涅爾透鏡，將已經(jīng)組合好的菲涅爾透鏡設(shè)置好一定的距離和視場(chǎng)并將其設(shè)定為警戒區(qū)域，利用這一功能監(jiān)視警戒區(qū)域內(nèi)的紅外輻射能量的變化。如果沒有人非法入侵到監(jiān)視區(qū)域時(shí)，監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的紅外輻射場(chǎng)是處于穩(wěn)定狀態(tài)的，此時(shí)的紅外傳感器感應(yīng)不到有異常情況所以將沒有任何信號(hào)輸出，即無(wú)動(dòng)作；到有人非法入侵到監(jiān)控區(qū)域時(shí)，此時(shí)被監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的紅外輻射場(chǎng)一定會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)這種變化馬上會(huì)給被經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)的多視場(chǎng)組合菲涅爾透鏡會(huì)聚，敏感的紅外傳感器接收到這一信息后迅速將這種變化處理并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后傳送到聲光報(bào)警電路中進(jìn)行報(bào)警。假設(shè)系統(tǒng)是聯(lián)網(wǎng)的，這一信號(hào)將會(huì)傳送到主任的上或監(jiān)控中心乃至警察局，并顯示出報(bào)警地點(diǎn)。主動(dòng)式紅外入侵報(bào)警與被動(dòng)式相比擬，它具有一些更加優(yōu)越的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，探測(cè)距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)能力好〔對(duì)氣候與氣象變化〕。根據(jù)以上特點(diǎn)可以總結(jié)出主動(dòng)式紅外入侵報(bào)警器是比擬在室外或者室內(nèi)以及一些特殊的場(chǎng)合使用。但是凡事都有兩面性，主動(dòng)式的紅外入侵報(bào)警器也有不如被動(dòng)式的地方，比方它的廣角是不夠被動(dòng)式的寬廣，使得其所布放的區(qū)域比擬小，安裝的也不如被動(dòng)式的簡(jiǎn)單，價(jià)格也稍微的高一些。在上面兩段所表達(dá)的主動(dòng)式入侵防盜報(bào)警器和被動(dòng)式報(bào)警器都是利用了傳感器來(lái)警報(bào)的。雖然說這兩種方式相對(duì)來(lái)說都是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且價(jià)格低廉，但是它們還是過于簡(jiǎn)便導(dǎo)致其抗干擾性能不夠強(qiáng)，容易受到各種外界因數(shù)的影響，例如外界的溫度、濕度，晝夜變化，電磁場(chǎng)的干擾，以及一些非人類的活動(dòng)造成的影響，在這一系列的外界干擾會(huì)使得系統(tǒng)的誤報(bào)率大大的增加，影響了其正常的使用。因此，可以使用多種技術(shù)復(fù)合的方式，增強(qiáng)系統(tǒng)的功能以及穩(wěn)定性，互相互補(bǔ)，來(lái)解決誤報(bào)這一難題。所謂多技術(shù)復(fù)合入侵報(bào)警器就是將兩種或兩種以上的探測(cè)技術(shù)相互結(jié)合在一起，并且以“相與〞的關(guān)系來(lái)觸發(fā)報(bào)警裝置，即只有當(dāng)兩種或兩種以上探測(cè)器同時(shí)或相繼在短暫時(shí)間內(nèi)都探測(cè)到入侵目標(biāo)時(shí)才發(fā)出報(bào)警信號(hào)。正是這樣的結(jié)合，結(jié)合了各種方式的有點(diǎn)，大大的提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性，在雙探測(cè)技術(shù)的防盜報(bào)警器中，就以熱釋電紅外一微波雙探測(cè)技術(shù)組合的誤報(bào)率最低。所以本設(shè)計(jì)將選擇使用HC-SR501人體感應(yīng)模塊作為本設(shè)計(jì)的紅外防盜感應(yīng)模塊。3.9.2HC-SR501電氣參數(shù)(1)功能特點(diǎn):1、全自動(dòng)感應(yīng):活動(dòng)的生物體〔人〕進(jìn)入其感應(yīng)范圍那么會(huì)感應(yīng)到紅外輻射能的變化并輸出高電平；當(dāng)活動(dòng)的生物體〔人〕離開感應(yīng)范圍后經(jīng)未感應(yīng)到感應(yīng)區(qū)域的紅外輻射能發(fā)現(xiàn)變化，過了一定的延時(shí)時(shí)間，關(guān)閉輸出高電平改為輸出低電平。2、光敏控制〔默認(rèn)無(wú)設(shè)置〕：具有光感應(yīng)控制功能，可設(shè)置只是在晚上或者陰天光線弱的時(shí)候才工作進(jìn)行感應(yīng)。3、溫度補(bǔ)償(默認(rèn)無(wú)設(shè)置)：在夏天的時(shí)候隨著環(huán)境問的的升高，對(duì)應(yīng)的探測(cè)距離會(huì)變短變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償使減小其感應(yīng)距離的縮小。4、兩種觸發(fā)方式：〔H和L可跳線選擇〕a、不可重復(fù)觸發(fā)方式〔L〕:在已經(jīng)觸發(fā)了感應(yīng)器感應(yīng)并且輸出高電平之后，此時(shí)無(wú)論觸發(fā)者是否離開了感應(yīng)區(qū)域，在過了一段緩沖時(shí)間之后它自動(dòng)會(huì)將輸出高電平轉(zhuǎn)為低電平，不繼續(xù)觸發(fā)報(bào)警工作。b、可重復(fù)觸發(fā)方式〔H〕：在已經(jīng)觸發(fā)了感應(yīng)器感應(yīng)并且輸出高電平之后，在氣設(shè)置的緩沖時(shí)間之內(nèi)，如果被測(cè)物還繼續(xù)停留在檢測(cè)區(qū)域，那么感應(yīng)器將繼續(xù)檢測(cè)到這一信號(hào)并一直發(fā)出高電平，直到觸發(fā)者離開了檢測(cè)區(qū)域并過了緩沖時(shí)間后才會(huì)改輸出高電平為低電平，并恢復(fù)待機(jī)狀態(tài)。5、具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置:2.5S封鎖時(shí)間)6、工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓DC4.5V-20V。7、低功耗:其靜態(tài)電流小于50uA，特別適合干電池供電或者USB的自動(dòng)控制產(chǎn)品。8、輸出高電平信號(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。(2)使用說明:1、初始化，在系統(tǒng)通電之后，紅外傳感器不會(huì)馬上進(jìn)入工作狀態(tài)，而是要過了大概60秒的初始化時(shí)間后才進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，并準(zhǔn)備工作。2、盡量防止可控的外界干擾，例如燈光、風(fēng)等，它們會(huì)產(chǎn)生干擾型號(hào)，并影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果系統(tǒng)的安裝位置選取得當(dāng)這是可以防止的。3、感應(yīng)模塊采用雙元探頭，探頭的窗口為長(zhǎng)方形，雙元〔A元B元〕位于較長(zhǎng)方向的兩端。為了增加感應(yīng)角度范圍，本模塊采用圓形透鏡，也使得探頭四面都感應(yīng)，但左右兩側(cè)仍然比上下兩個(gè)方向感應(yīng)范圍大、靈敏度強(qiáng)，安裝時(shí)仍須盡量按其最大感應(yīng)范圍來(lái)安裝。本熱釋電紅外感應(yīng)器的的透鏡是采用圓形的，其目的是增大其感應(yīng)角度的范圍，盡可能的使四面八方都能感應(yīng)的到，但是其中心還是比左右兩側(cè)探測(cè)的距離長(zhǎng)和靈敏，所以在我們對(duì)其進(jìn)行安裝的時(shí)候應(yīng)該利用這一特點(diǎn)是其功能最大化。第四章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及MATLAB仿真4.1系統(tǒng)所用軟件說明用Arduino編寫程序及畫PCB圖：〞Arduino〞源自十一世紀(jì)北意大利國(guó)王的名字。這個(gè)開發(fā)工程最早由MassimoBanzi、DavidCuartielles、DavidMellis和NicholasZambetti等人發(fā)起，目前已經(jīng)開展了1許多不同的版本。由于它的硬件及開發(fā)環(huán)境皆可以在網(wǎng)絡(luò)上購(gòu)置或者下載，各國(guó)也出現(xiàn)了根據(jù)不同需求制作的專屬版本，可供使用者自行購(gòu)置。當(dāng)然，在其官方網(wǎng)站Arduino.cc上也可以購(gòu)置，不過是從意大利出貨。鑒于它的高開發(fā)性、低入門門檻、廉價(jià)等優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)積累了不少忠實(shí)的愛好者。更因?yàn)樗某绦蛘Z(yǔ)法簡(jiǎn)單易懂，吸引了不少非電子、電機(jī)領(lǐng)域的人參加使用的行列，它被用在眾多非專業(yè)電子、電機(jī)領(lǐng)域中，創(chuàng)造了各式各樣的創(chuàng)新應(yīng)用。4.1.1Arduino硬件組成。主板：Arduino的型號(hào)有很多，如：ArduinoUno、ArduinoNano、ArduinoLilyPad、ArduinoMega2560、ArduinoEthernet、ArduinoDue、ArduinoLeonardo、ArduinoYún。擴(kuò)展板：Arduino的擴(kuò)展板很多，如：ArduinoGSMShield、ArduinoEthernetShield、ArduinoWiFiShield、ArduinoWirelessSDShield、ArduinoUSBHostShield、ArduinoMotorShield、ArduinoWirelessProtoShield、ArduinoProtoShield。UNO主要連接接口為USB，大局部范例程序所需要的硬件電路皆以包含，單片機(jī)所有引腳也都有預(yù)留，方便使用?？梢砸勒障胍墓δ苓x擇組合，甚至堆棧不同功能來(lái)達(dá)成所需要的應(yīng)用工程。預(yù)載核心為ATMEGA328。Nano此版本主要與面包板結(jié)合使用，板子上的引腳間隔與面包板上的間距相同。除了尺寸大小與Duemilanove不同外，兩者所擁有的功能是一樣的，核心也有ATMEGA168與ATMEGA328兩種，但芯片封裝與Duemilanove不同。MEGA包含了54個(gè)數(shù)字I/O、四組UART、十六個(gè)模擬引腳、十四組PWM脈沖信號(hào)。LilyPad微小版，這個(gè)版本可以搭配在衣服上，作為設(shè)計(jì)主軸，故以圓形〔紐扣〕為設(shè)計(jì)外觀，希望衣服與人有更多的互動(dòng)關(guān)系。4.1.2Arduino的好處看了這么多不同種類的開發(fā)板，可能會(huì)覺得眼花繚亂，別太煩惱，這就是Arduino的好處：它將所有軟硬件資源放在網(wǎng)絡(luò)上，有任何需要都可以在網(wǎng)絡(luò)上找到解答；它基于開放源代碼的概念，讓大家可以以Arduino為根底，擴(kuò)展各自需求的硬件，而大家也抱著回饋的心，不吝嗇地分享所學(xué)，讓初學(xué)者可以在網(wǎng)絡(luò)上找到許許多多的數(shù)據(jù)，很快就能夠上手。4.1.3Arduino的應(yīng)用Arduino開展到現(xiàn)在，由于它的開發(fā)環(huán)境方便且簡(jiǎn)單易懂，硬件種類可以依據(jù)不同需求來(lái)決定大小，也很容易擴(kuò)充傳感器，所有資源皆開放給有心進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的人，故很多玩家在完成一個(gè)小工程后也樂意在網(wǎng)絡(luò)Blog上公開他的作品。翻墻在Google或是Youtube上搜尋Arduino關(guān)鍵詞，你會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)它真的很神奇，大家的創(chuàng)意造就出各樣新奇、好玩的小玩具。Arduino使用界面如圖4.1所示：圖4.1Arduino使用界面圖4.2程序執(zhí)行流程圖：溫控電風(fēng)扇程序設(shè)計(jì)局部包含主程序、DS18B20初始化函數(shù)、DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的函數(shù)、溫度讀取函數(shù)、溫度處理函數(shù)及風(fēng)扇電機(jī)控制函數(shù)。DS18B20初始化函數(shù)完成對(duì)傳感器的初始化。溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行對(duì)周邊環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)采集。溫度讀取函數(shù)完成主機(jī)對(duì)溫度傳感器數(shù)據(jù)的讀取及數(shù)據(jù)換算。溫度處理函數(shù)對(duì)采集到的溫度進(jìn)行分析和處理，為電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化提供條件20]。電機(jī)控制函數(shù)那么依據(jù)溫度的數(shù)值完成對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速及啟停的控制。主程序流程圖如圖4.2：調(diào)用藍(lán)牙調(diào)用藍(lán)牙控制主程序開始主程序開始調(diào)用液晶調(diào)用液晶顯示函數(shù)程序初始化程序初始化調(diào)用溫度處理函數(shù)調(diào)用溫度處理函數(shù)調(diào)用DS18B20初始化函數(shù)調(diào)用風(fēng)扇電機(jī)控制函數(shù)調(diào)用風(fēng)扇電機(jī)控制函數(shù)調(diào)用DS18B20溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)結(jié)束調(diào)用溫度讀結(jié)束調(diào)用溫度讀取函數(shù)圖4.2主程序流程圖4.3Matlab仿真概述近年來(lái)，MATLAB在歐美及中國(guó)的科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)中成為了最重要的工具之一。MATLAB這個(gè)名字起源于Matrix和Laboratory這兩個(gè)單詞，用中文來(lái)說，就是矩陣實(shí)驗(yàn)室，細(xì)心點(diǎn)就可以發(fā)現(xiàn)，MATLAB是由上述兩個(gè)單詞的前三個(gè)字母拼湊而成的。MATLAB有很多優(yōu)點(diǎn)，其數(shù)值計(jì)算能力可以說是非常優(yōu)秀的，即便是一個(gè)常數(shù)，它也可以將其轉(zhuǎn)化成矩陣的形式。解決同樣的問題，使用MATLAB會(huì)比使用其它相似的語(yǔ)言簡(jiǎn)單方便得多。同時(shí)，MATLAB語(yǔ)言簡(jiǎn)明貼切，用起來(lái)非常順心。如果把MATLAB當(dāng)成一個(gè)集合，那么這個(gè)集合里面將包含許多元素，包括應(yīng)用程序開發(fā)工具、工具箱〔Toolbox〕、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具、狀態(tài)流圖〔Stateflow〕、模塊集〔Blocksets〕、代碼生成工具等。為了適應(yīng)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的開展趨向，國(guó)內(nèi)許多工科院校的電氣自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)也開設(shè)了類似于“MATLAB與系統(tǒng)仿真〞等相關(guān)課程作為學(xué)生的專業(yè)課程。4.3.2MATLAB的特點(diǎn)MATLAB擁有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算能力。(1)數(shù)值計(jì)算能力MATLAB以矩陣為運(yùn)算單元，如果不是特別的情況，事前是不需要定義矩陣維數(shù)的大小的。同時(shí)，MATLAB里還有大量的函數(shù)用于矩陣運(yùn)算，如inv函數(shù)、det函數(shù)和eig函數(shù)等。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，MATLAB在矩陣運(yùn)算方面的編程效率比其它語(yǔ)言優(yōu)秀得多，并且，其程序可讀性更高，很大一局部的需要矩陣運(yùn)算的比擬復(fù)雜的源程序，假設(shè)是采用MATLAB去編寫，只需要簡(jiǎn)單地幾句就可以完成了，非常簡(jiǎn)潔緊湊。(2)符號(hào)計(jì)算能力MATLAB4.0版本以后，MATLAB軟件新增了名叫“符號(hào)計(jì)算功能〞的工具箱，安裝了該工具箱后，MATLAB就可以解決高等數(shù)學(xué)中的微分、積分和級(jí)數(shù)等問題。與數(shù)值計(jì)算不同的是，符號(hào)運(yùn)算在運(yùn)作上，所有的變量都是符號(hào)變量。(3)強(qiáng)大的科學(xué)數(shù)據(jù)可視化能力MATLAB是一款先進(jìn)的科技軟件，前面已經(jīng)介紹了其強(qiáng)大數(shù)值計(jì)算能力，然而這款軟件其它方面的能力也是非?？捎^的，尤其是其數(shù)據(jù)化可視能力。在MATLAB里面，其繪圖命令是分兩個(gè)層次的：分別是底層繪圖指令和高層繪圖指令，前者用于直接對(duì)句柄進(jìn)行操作，而后者是在前者的根底上建立的，用于實(shí)現(xiàn)MATLAB中默認(rèn)的圖形表現(xiàn)方式。MATLAB是攻讀本科生、碩士生、博士生學(xué)位的學(xué)生都要必須掌握的根本工具。Matlab的使用界面如圖4.3所示：圖4.3使用界面圖4.4如圖4.4仿真圖圖4.4仿真圖本系統(tǒng)采用了將溫度控制與溫度差控制方式組成整個(gè)PID控制器。首先采用的是數(shù)字控制PID。比例〔P〕控制器比例+積分〔PI〕控制器比例+積分+微分〔PID〕控制器外環(huán)：輸入為溫度，輸出為溫度差。內(nèi)環(huán)：輸入為溫度差，輸出為PWM增量。所謂外環(huán)就是只是一個(gè)P在起作用，也就是比例在起作用；P也就是修正力度，越大越容易使電機(jī)震蕩。震蕩的特點(diǎn)是：頻率小、幅度大。內(nèi)環(huán)將外環(huán)獲得的溫度差積分得到PWM的增量。整個(gè)控制過程首先得到溫度差〔angleerror〕，將這個(gè)值乘以角度系數(shù)p后限幅〔限幅必須有，否那么劇烈溫度變化容易引發(fā)震蕩〕作為溫度控制器期望值〔target_rate〕。target_rate與DS18B02得到的當(dāng)前溫度作差，得到溫度誤差〔rate_error〕乘以kp得到P。在I值小于限幅值或者rate_error與i值異號(hào)時(shí)將rate_error累加到I中。前后兩次rate_error的差作為D項(xiàng)，值得注意的是需要參加20hz〔也可以采用其它適宜頻率〕濾波，以防止震蕩。將P，I，D三者相加并限幅，因此可以獲得穩(wěn)定的PID控制器。第五章硬件調(diào)試及使用說明5.1傳感器溫度采集局部調(diào)試進(jìn)行硬件調(diào)試，先驗(yàn)證DS18B20是否能在Mega2560系統(tǒng)板上工作，將硬件與電源相連后，翻開藍(lán)牙串口APP，發(fā)送指令給硬件后，用手捏住芯片，即可發(fā)現(xiàn)液晶顯示屏顯示的溫度在迅速升高，這時(shí)便驗(yàn)證了DS18B20能在Mega2560系統(tǒng)板上工作。由于DS18B20為3個(gè)引腳，因此在調(diào)試過程中應(yīng)注意其各個(gè)引腳的對(duì)應(yīng)位置，以免將其接反而使芯片不能工作甚至燒毀芯片。5.2電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路局部調(diào)試當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，假設(shè)此時(shí)用打火機(jī)給傳感器加熱，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在升高，并越來(lái)越快，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的溫度39℃時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不再升高。將打火機(jī)離開溫度傳感器DS18B20時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速開始下降，轉(zhuǎn)速到達(dá)一定值時(shí)，假設(shè)將設(shè)置溫度升高到環(huán)境溫度以上，發(fā)現(xiàn)電機(jī)又停止了轉(zhuǎn)動(dòng)。5.3使用說明根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)電風(fēng)扇設(shè)置有三種工作模式。[1]自動(dòng)模式下，電風(fēng)扇采集周圍環(huán)境溫度，自動(dòng)精確控制風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)溫度的不同自動(dòng)調(diào)整；[2]設(shè)定模式下，電風(fēng)扇根據(jù)用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)溫度，結(jié)合當(dāng)前環(huán)境溫度，自主調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速；定檔模式下，電風(fēng)扇按照一檔、二檔、三檔所對(duì)應(yīng)的固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

[3]當(dāng)用戶位于電風(fēng)扇前方時(shí)，風(fēng)扇可自動(dòng)啟動(dòng)，而當(dāng)用戶離去時(shí)，風(fēng)扇自動(dòng)停止。[4]翻開APP藍(lán)牙串口，當(dāng)應(yīng)用界面出現(xiàn)后，在框里輸入數(shù)字1，然后點(diǎn)擊發(fā)送，這時(shí)就處在自動(dòng)模式下。在自動(dòng)模式下，當(dāng)溫度小于31℃時(shí)，電扇轉(zhuǎn)速會(huì)隨著溫度的升高不斷加快。在框里輸入數(shù)字2，然后點(diǎn)擊發(fā)送，這時(shí)就處于設(shè)定模式下。在設(shè)定模式下，有三個(gè)檔位：31℃時(shí)一擋，對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的轉(zhuǎn)速，32℃時(shí)為二擋，對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的轉(zhuǎn)速，33℃時(shí)為三擋，也對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的轉(zhuǎn)速。本硬件調(diào)試時(shí)所使用的是華為榮耀6。5.4硬件實(shí)物圖圖5.1硬件實(shí)物圖圖5.2硬件實(shí)物圖結(jié)束語(yǔ)溫控電風(fēng)扇在工業(yè)化機(jī)械化自動(dòng)化企業(yè)中有著一定的占有成分，成為了我們生活中不可或缺的一局部，假設(shè)出現(xiàn)了點(diǎn)故障，那么會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失和平安損失，在研究溫控電風(fēng)扇時(shí)，一定要在它沒那么完善的地方上，搞出更加完善的功能，平安性更高的溫控電風(fēng)扇很重要，所以這需要我們繼續(xù)好好地去開拓。

本論文的研究對(duì)象為溫控電風(fēng)扇，是以Mega2560為核心的，為了研討出這個(gè)系統(tǒng)，我花了大量的時(shí)間，查閱了大量的Mega2560核心的局部，例如硬件系統(tǒng)和與之相關(guān)的軟件系統(tǒng)，從而得到了很多的成果，成果如下面所示：

〔1〕確定了該系統(tǒng)的單片機(jī)為Mega2560，這個(gè)核心處理器要確定一系列的與其相連的硬件，所以要對(duì)與其相連硬件的情況做出一定的調(diào)查，與此同時(shí)深入滲析主程序與次程序流程圖的方式設(shè)計(jì)。

(2)合理調(diào)研DS18B20傳感器的工作原理分析，畫出其與Mega2560相連的電路，這樣更加便利分析此系統(tǒng)的幾種故障原因。

〔3〕根據(jù)研究Mega2560單片機(jī)的特征，重重復(fù)復(fù)研討硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的各種方案和它的成功實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)研究出基于Mega2560單片機(jī)的完整實(shí)現(xiàn)方案。

〔4〕研討完畢后，小心翼翼地設(shè)計(jì)以Mega2560單片機(jī)為核心的溫控電風(fēng)扇裝置的硬件，并為它做一個(gè)仿真。

以上是該論文中溫控電風(fēng)扇裝置的成功的局部，當(dāng)然還有很多缺點(diǎn)需要進(jìn)一步完善，詳細(xì)描述包括下面幾個(gè)方面：

(1)以Mega2560單片機(jī)為核心的溫控電風(fēng)扇性能指標(biāo)不是太強(qiáng)，所以我們要全面挖掘該單片機(jī)大量的優(yōu)勢(shì)，減少行動(dòng)延誤問題。

(2)當(dāng)然該系統(tǒng)整體來(lái)說不是很完善，會(huì)有一些忽略局部，需要進(jìn)一步完善。隨著經(jīng)濟(jì)開展的進(jìn)步，溫控電風(fēng)扇越來(lái)越多，已經(jīng)得到了很大的提升，特別是基于Mega2560單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，得到了很多支持和推廣，值得大家研究和使用。參考文獻(xiàn)[1]楊丕達(dá).國(guó)內(nèi)電風(fēng)扇產(chǎn)品的現(xiàn)狀分析[J].日用電器，2023〔12〕：39~41[2]HANXing-guo,SUQing-yong,BasedontheSTC89C52single-chipmicrocomputerintelligentfancontrolsystemdesign,WANGWei-qing.EquipmentManufacturingTechnology.2023-01

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