朱秀軍+徐世軍+周卓

摘 要：智能電風(fēng)扇是基于自動控制基礎(chǔ)上，以51單片機（STC89C51）芯片為主控芯片，以溫度傳感器，時鐘芯片，藍(lán)牙模塊等傳感器為輔，利用各種客觀條件進行判斷，以達(dá)到電風(fēng)扇的智能化控制，實現(xiàn)隨著周圍環(huán)境溫度的變化模擬無極調(diào)風(fēng)。利用藍(lán)牙模塊實現(xiàn)手機和單片機之間的通信，時鐘芯片實現(xiàn)定時開關(guān)，LCD1602液晶用來顯示實時溫度、轉(zhuǎn)速大小定時狀態(tài)，利用單片機的輸出占空比調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)速的大小，使電風(fēng)扇更加智能化、人性化，使人們使用更加便捷。

關(guān)鍵詞：51單片機；藍(lán)牙；時鐘；通信

由西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院"雙E"項目資助（項目編號：20161841）

0 引言

雖然在城市基本上每家都安裝上了空調(diào)，但是還有很多農(nóng)村家庭在炎熱的夏天依然用的是普通電風(fēng)扇、蒲扇以及紙扇，而電風(fēng)扇以其低廉的價格使其廣泛的使用。而我們常見的電風(fēng)扇一般只有四、五個風(fēng)速檔，用的是人工開關(guān)，不知道室內(nèi)溫度，只能人為的調(diào)節(jié)該用哪個檔，而且傳統(tǒng)的電風(fēng)扇的定時最多只能定兩個小時，具有一定的局限性。而智能電風(fēng)扇能完美的解決了這一系列問題。它與集成電路相結(jié)合，組成一個設(shè)定溫度，感溫，控制和輸出與一身的模塊。它能根據(jù)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)風(fēng)速大小。以51單片機主控，通過51單片機與溫度傳感器結(jié)合，根據(jù)室內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速大小；根據(jù)時鐘芯片能精確定時，隨意設(shè)置定時時間，解決了傳統(tǒng)風(fēng)扇最多只能定時兩小時的局限性。它也能通過手機直接控制電風(fēng)扇的開關(guān)，定時，智能方便。

面臨龐大的市場需要，需要提高電風(fēng)扇的市場競爭力。使之在技術(shù)含量上有所提高，應(yīng)使風(fēng)扇不僅功能多樣，操作簡便，而且更加安全可靠。所以在設(shè)計智能電風(fēng)扇的時候，給電風(fēng)扇賦予了更多人性化的設(shè)計，如遙控控制、定時控制，模擬無極調(diào)速等，使電風(fēng)扇更加人性化。相信其豐富的功能，人性化的設(shè)計將大大提高電風(fēng)扇的市場競爭力。而且最主要的是通過智能的控制使得科技的應(yīng)用深入生活中，讓廣大的人民能享受到科技帶來的方便。

1智能電風(fēng)扇的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 組成結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)主要由控制器，溫度傳感器模塊，時鐘芯片模塊，風(fēng)扇，液晶顯示模塊，藍(lán)牙模塊組成?？刂破饔?1單片機（STC89C51）單片機芯片為主控，溫度傳感器實時監(jiān)測溫度，時鐘芯片用于定時，藍(lán)牙實現(xiàn)手機和單片機的通信，液晶用于顯示工作狀態(tài)。系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖如圖（1）所示。

1.2 功能結(jié)構(gòu)

①實現(xiàn)溫度控制，通過溫度傳感器讀取環(huán)境溫度，用以調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，達(dá)到控溫作用；

②實現(xiàn)風(fēng)扇定時工作功能，體現(xiàn)人性化；

③模擬無級調(diào)風(fēng)，解決普通風(fēng)扇風(fēng)速變化過大問題；

④實現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控控制；

⑤實現(xiàn)實時溫度顯示，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速顯示，定時顯示。

2智能電風(fēng)扇硬件選擇

2.1 STC89C51單片機

對于單片機中央處理器的方案設(shè)計，根據(jù)要求，我們可以選用具有4KB片內(nèi)EPPROM的STC89C51單片機作為中央處理器。作為整個控制系統(tǒng)的核心，STC89C51是采用8051核的ISP在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時鐘頻率為80MHz，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，內(nèi)部已包含了定時器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等硬件，其硬件能符合整個控制系統(tǒng)的要求，不需要外接其他存儲器芯片和定時器件，方便地構(gòu)成一個最小系統(tǒng)。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，使用簡單，價格低廉，抗干擾能力強，競價比高。具有很強的實用性。

2.2 溫度傳感器（DS18B20）

DS18B20是常用的數(shù)字溫度傳感器，單片機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：初始化、ROM操作指令、存儲器操作指令。必須先啟動DS18B20開始轉(zhuǎn)換，再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。它具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高的特點，用來實時監(jiān)測周圍環(huán)境溫度并反饋給單片機，實現(xiàn)模擬無極調(diào)風(fēng)的效果。

2.3 時鐘芯片（DS1302）

DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能。實現(xiàn)該硬件的精確定時，無定時時間短的局限性。

2.4 藍(lán)牙模塊（HC05）

藍(lán)牙HC05是主從一體的藍(lán)牙串口模塊，簡單的說，當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備與藍(lán)牙設(shè)備配對連接成功后，我們可以忽視藍(lán)牙內(nèi)部的通信協(xié)議，直接將將藍(lán)牙當(dāng)做串口用。利用手機藍(lán)牙設(shè)備和該模塊實現(xiàn)手機和單片機之間的通信，并且通信距離可達(dá)到30米內(nèi)有效。

2.5 液晶顯示模塊（LCD1602）

LCD1602是一款字符型液晶，字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊，我們選用16*2的模塊用以顯示溫度，轉(zhuǎn)速，定時。

3控制軟件程序設(shè)計

本系統(tǒng)程序用C語言編寫，采用模塊化編程，以便于修改與調(diào)試。調(diào)速方式采用PWM控制，PWM就是脈沖寬度調(diào)制，也就是占空比可變的脈沖波形，利用數(shù)字輸出對模擬電路進行控制的一種有效技術(shù)，用輸出占空比控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，達(dá)到模擬無極調(diào)風(fēng)的特點。

4結(jié)束語

本文對智能電風(fēng)扇的基本功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件部分做了做出了介紹，分析了電風(fēng)扇在國內(nèi)市場上所處的地位，以及所設(shè)計的智能電風(fēng)扇主要功能與作用。使人們更深入的了解該智能電風(fēng)扇并去使用它，該電風(fēng)扇結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但是所用器材均是市場常見，價格低廉，且具有普遍性，造價較低，具有很好的市場前景和實用性。

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