黃健

摘 要：隨著微控制處理技術(shù)的飛速發(fā)展，智能家電層出不窮，各種新技術(shù)引入到了家電領(lǐng)域，現(xiàn)代的家電電器正朝著網(wǎng)絡(luò)化、節(jié)能化、智能化的方向發(fā)展。我國(guó)政府也十分的注重關(guān)于智能家電的應(yīng)用和發(fā)展，伴隨著國(guó)家的補(bǔ)貼和各種優(yōu)惠政策，越來(lái)越多的智能家電走到了我們的身邊。這也是伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的必然結(jié)果，對(duì)促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和科學(xué)穩(wěn)增長(zhǎng)有著巨大的意義。筆者在此契機(jī)下簡(jiǎn)略的談?wù)勚悄芗译姷倪\(yùn)用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：微控制處理器；技術(shù)；智能家電

一、智能家電的概念

智能家電是將數(shù)字化技術(shù)、傳感器技術(shù)以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的家電當(dāng)中。由于引進(jìn)一些高科技技術(shù)，與傳統(tǒng)的家電相比，智能家電具有以下特點(diǎn)：

（1） 智能化：智能家電能夠自動(dòng)感應(yīng)環(huán)境狀態(tài)、并能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)自身的狀態(tài)。（2）網(wǎng)絡(luò)化：各種智能家電可以通過(guò)家庭局域網(wǎng)連接到一起。最終可以實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)的共享。（3）節(jié)能化：智能家電能夠通過(guò)環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)工作時(shí)間、工作狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能的狀態(tài)。（4）實(shí)用性：實(shí)用性對(duì)于現(xiàn)代的智能家電的推廣具有重要的作用，由于嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。復(fù)雜的控制操作流程已嵌入到家電當(dāng)中，用戶只需簡(jiǎn)單的操作即可。

二、智能家電中的應(yīng)用

單片機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)要：現(xiàn)代的智能家電多采用單片機(jī)控制。單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱，它是將計(jì)算機(jī)的中央處理器系統(tǒng)、存儲(chǔ)器、I/O口、定時(shí)記數(shù)器以及串行通信接口等功能集成在一塊芯片上，組成了一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)自上個(gè)世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：初級(jí)單片機(jī)時(shí)期（1975～1978），是以Intel公司研發(fā)的MCS-48為代表產(chǎn)品，其集成有8位CPU、并行I/O口、一個(gè)8位定時(shí)記數(shù)1器以及64BRAM；高性能單片機(jī)時(shí)期（1978～1982），其主要產(chǎn)品為Intel公司開(kāi)發(fā)的MCS-51系列單片機(jī)，這個(gè)時(shí)期的單片機(jī)仍為8位CPU，但同時(shí)單片機(jī)增加了多級(jí)中斷功能以及16位定時(shí)/記數(shù)器。與第一代單片機(jī)相比較具有優(yōu)良的性能和性價(jià)比。因此在現(xiàn)代中國(guó)智能家電市場(chǎng)應(yīng)用得最為廣泛；新一代單片機(jī)時(shí)期（1982年至今），這一時(shí)期的單片機(jī)得到了進(jìn)一步的完善和發(fā)展，但在世界范圍內(nèi)仍以MCS-51、MCS-96系列產(chǎn)品為主流。

課題研究的主要內(nèi)容

（1）該課題立足于“宜居”項(xiàng)目，該項(xiàng)目主要模塊有以下幾項(xiàng)：1）用電可視化：通過(guò)LCD屏幕實(shí)時(shí)的顯示當(dāng)前的家電用電情況，供電方式。2）太陽(yáng)能模塊：通過(guò)可視系統(tǒng)實(shí)時(shí)的了解到當(dāng)前太陽(yáng)能的使用狀況，并能自動(dòng)的分配太陽(yáng)能的使用。3）智能空調(diào)模塊：通過(guò)傳感器檢測(cè)當(dāng)前室內(nèi)溫度，并能夠通過(guò)控制芯片調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，使之達(dá)到最佳舒適溫度，也可以人為地調(diào)節(jié)最佳室溫，使之能夠自動(dòng)的調(diào)節(jié)溫度。4）智能LED燈模塊：通過(guò)傳感器檢測(cè)當(dāng)前室內(nèi)光亮程度自動(dòng)調(diào)節(jié)LED燈的明暗，并通過(guò)紅外傳感器感知是否有人來(lái)控制LED的熄滅。5）無(wú)線通信模塊：通過(guò)ZIGBEE無(wú)線通信組成簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)連接各個(gè)子節(jié)點(diǎn)，達(dá)到控制各個(gè)智能家用電器。（2）項(xiàng)目控制芯片。電能計(jì)量模塊使用78K0系列的芯片?？照{(diào)模塊，太陽(yáng)能模塊使用的是

CH451S芯片。LED等模塊使用的是168804驅(qū)動(dòng)芯片。（3）具體方案。微型電量計(jì)方案：該方案能夠?qū)崟r(shí)的測(cè)定家中個(gè)家電的用電情況，并發(fā)送至智能監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電能的可視化。該方案使用的是8位的78KO/LX3芯片，內(nèi)置高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片。同時(shí)具有LCD驅(qū)動(dòng)電路，具有超長(zhǎng)的待機(jī)功能。太陽(yáng)能調(diào)節(jié)器功能方案：太陽(yáng)能的發(fā)電為直流電，因此需要將其轉(zhuǎn)化成交流電，轉(zhuǎn)換成220V交流電給及給家里的供電系統(tǒng)。該方案使用的V850E/IX4具備高性能演算、多功能變頻定時(shí)器，可以單芯片實(shí)現(xiàn)所有的控制功能。變頻空調(diào)方案：為實(shí)現(xiàn)空調(diào)智能化、節(jié)能化，需要對(duì)包括壓縮機(jī)在內(nèi)的馬達(dá)實(shí)現(xiàn)智能的控制。BLDC-64芯片是專門(mén)變頻空調(diào)控制的芯片，它是一個(gè)32位MCU，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度以及人為設(shè)定的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)馬達(dá)以及風(fēng)扇馬達(dá)。而此芯片開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，操作方便，因而在變頻空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用得極為廣泛。LED照明方案：該方案可實(shí)現(xiàn)四組通道獨(dú)立LED調(diào)光控制、PFC控制、DALI通信等。該方案使用的78KO/IX2系列是8位ALL FLASH的MCU，主要是作為照明用的微控制器可以在40MHZ頻率下工作，具有16bit定時(shí)器，支持DALA通信。UPD78F8025是8位ALL FLASH MCU，通常作為L(zhǎng)ED照明燈用微控制器，內(nèi)置4通道LED驅(qū)動(dòng)，UPD168804為4通道LED驅(qū)動(dòng)芯片，可實(shí)現(xiàn)四通道獨(dú)立調(diào)光控制。無(wú)線ZIGBEE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊方案：ZIGBEE是現(xiàn)代無(wú)線傳輸技術(shù)最為普遍的技術(shù)，通過(guò)ZIGBEE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接各個(gè)智能家電，因而每個(gè)家電都有無(wú)線通信設(shè)備。家電，電表及PC機(jī)控制模塊之間通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，PC機(jī)可以實(shí)時(shí)的了解到各個(gè)家電的用電情況，并可以調(diào)節(jié)其用電，也可以了解到當(dāng)前太陽(yáng)能的使用情況。

三、智能家電的展望和發(fā)展趨勢(shì)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，使得各類芯片的更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快，各種功能強(qiáng)大的芯片應(yīng)運(yùn)而生，將這些技術(shù)運(yùn)用到家電上后能產(chǎn)生更加優(yōu)秀的家電產(chǎn)品，以下從幾個(gè)方面闡述未來(lái)智能家電的發(fā)展趨勢(shì)。

多智能化：多項(xiàng)智能化是指家電在其應(yīng)有的功能下，還具有更加人類思維化、智能化活動(dòng)的功能，使得更加的貼近人們的生活。例如多功能模糊電飯煲就是一個(gè)顯著的例子，通過(guò)設(shè)定煮飯的熟度來(lái)控制電飯煲的溫度，使其達(dá)到我們需要的口感。多智能化還體現(xiàn)在遠(yuǎn)程控制，家里的智能家電通過(guò)家庭局域網(wǎng)連接到一起。這樣，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方便的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制，用戶還可以自定義不同的場(chǎng)景以市家電表現(xiàn)出不同的效果出來(lái)。例如你在工作下班回家的路上，你可以通過(guò)手機(jī)向電飯煲發(fā)出“煮飯”的命令，這樣就大大的節(jié)約了我們的時(shí)間。

開(kāi)放性、兼容性：由于用戶家里的家電可能來(lái)自不同的廠家，此時(shí)兼容性就顯得特別的重要。所以家電行業(yè)應(yīng)該有一套統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使得各個(gè)家電能夠互相兼容。這樣就方便了用戶更換家用電器。

節(jié)能環(huán)?；含F(xiàn)在由于能源越來(lái)越緊張，節(jié)能環(huán)保就顯得尤為重要。在使用上，家電不應(yīng)該帶給家庭諸如噪聲、輻射等有害健康的排放。現(xiàn)在提倡節(jié)約型、低碳型社會(huì)，節(jié)能環(huán)保成為了當(dāng)今的時(shí)代主題，因而各家智能家電廠商致力于這方面的研究和發(fā)展，因而節(jié)能和環(huán)保也成為了智能家電發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

總結(jié)：智能家電作為未來(lái)家電行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，在我們的生活中扮演了越來(lái)越重要的作用，傳統(tǒng)家電和現(xiàn)代智能技術(shù)整合在一起，突破了原有的功能的限制，使其達(dá)到更加人性化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面。我國(guó)的智能家電仍處于初級(jí)發(fā)展階段，還具有極其巨大的增長(zhǎng)潛力空間，我相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)，智能家電走進(jìn)千家萬(wàn)戶的日常生活當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)：

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