智能电风扇开题报告(共6页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上附件B：毕业设计（论文）开题报告1、课题的目的及意义随着电子制造业的不断发展，社会对生产率的要求越来越高，各行业都需要精良高效、高可靠性的设备来满足要求。作为一种老式家电，电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品；但电风具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。由于大部分家庭消费水平的限制，电风扇作为成熟的家电行业的一员，在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额，但老式电风扇功能简单，不能满足智能化的要求。为提高电风扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，且更加安全可靠，智能电风扇随之被提出。传统电风扇具有以下缺点：风扇不能随着环境温度的变化自动调

2、节风速，这对那些昼夜温差大的地区是致命的缺点，尤其是人们在熟睡时，不但浪费资源，还很容易使人感冒生病；传统电风机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音，特别是夜间影响人们的睡眠，而且定时范围有限，不能满足人们的需求。鉴于这些缺点，我们需要设计一款智能的电风扇温度控制系统来解决。2、国内外研究现状电风扇在中国仍然具有很大的市场，所以我国对电风扇的优化研究是很积极的。智能电风扇已经开始投入市场，目前这方面的技术已经成熟。下一阶段的研究将是使其更加人性化，更好的满足不同群体的人的需求。美的等家电企业相继推出了大厦扇和学生扇，这是针对不同的人群而专门研制的，具有智能化控制系统的电风扇。国外在电风扇方面

3、的研究相对我国不那么积极，但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功。“智能化电器”包含三个层次：智能化的电器元件，如智能化断路器、智能化接触器和智能化磁力启动器等，智能化开关柜和智能化供配电系统。智能化开关柜包含多台断路器，而且供电系统的控制与用电设备的控制关系很密切。这两个层次上的智能化工作重点是：加强网络功能，最大限度地提高配电系统和用电设备的自动化水平。新型的智能化电器元件的发展趋势：采用微处理器及可编程器件，大量功能“以软代硬”实现，并具有“现场”设计的能力。充分增加智能化电器元件的“柔性”与 适应性。例如一种采用FPGA器件构成的专用功能集成电路已投入应用。3、选型分析整个控制器以

4、STC89C52单片机为核心。该单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。 具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16位/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。STC89C52单片机应用技术成熟，硬件系统设计简洁，指令系统设计精炼，且STC89C52单片机简单易学。温度采集选用DSl8B20数字温度传感器，DSl8B20数字温度计提供9位(二进制)温度读数指示器

5、件的温度。信息经过单线接口送入DSl8B20或从DSl820送出，因此从主机CPU到DSl8B20仅需一条信号线(和地线)。DSl8B20的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个DSl8B20在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个DSl8B20可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。DSl8B20的测量范围从-55到+125，增量值为0.5，可在l s(典型值)内把温度变换成数字。4、电风扇转速控制方案比较方案一：采用数字调速根据已知的三速单相电动机调速原理，采用分时接通电动机的低速轴头、中速轴头、高速轴头的方法，可以调节电动机的转速，使三速单相电

6、动机获得多于三档转速的变速能力。设电源周期为T，取调速周期Ts=2T，低速调速时，调试周期内不接通任何一个晶闸管，则转速为0；转速周期内全接通低速晶闸管，则电动机低速运转；如果在2个电源周期内，只有一个周期接通低速晶闸管，其他时间不接通，那么，在电动机的低速下可以获得2档位的更低转速。同样，在中速和高速调节时，采用此方法，可以分别获得2个中速档和2个高速档。这样，电风扇就具有6个档位。但是这种方法存在一个致命的缺点：电动机的转矩是脉动的，使电风扇的机械噪声更大。方案二：无极调速采用双向晶闸管作为电风扇电机的开关。利用晶闸管的可控特性，通过改变晶闸管的控制角，使晶闸管输出电压发生变化，达到调节电

7、动机转速的目的。在电源电压每个半周起始部分，双向晶闸管为阻断状态，电源电压通过电位器，电阻向电容充电，当电容上的充电电压达到双向触发二极管的触发电压时，其导通，电容通过双向触发二极管向双向晶闸管的控制极放电，使双向晶闸管导通，有电流流过电机绕组。通过调节电位器的阻值大小，可调节电容的充电时间常数，从而调节电动机的转速。台式电风扇属于高速电机，其启动扭矩较小，无极调速器如果调整在低速挡时，启动电风扇就相对困难些。方案三：通过改变电机功率调速采取的办法是：在定时器处并接了一个电容，减低风速。闭合定时器时电容不起作用，是原来的三档，断开定时器，电容在起作用，这样三档变为六档。该方法简单容易实现，还没

8、有明显缺点。比较以上三种方案，最终决定选择第三种方案，在此基础上，单片机通过控制继电器来实现对电风扇调速的控制。5、课题任务以单片机作为控制器，利用温度传感器采集环境温度，并通过液晶显示检测到的环境温度与设定的温度。通过比较检测到的环境温度与系统设定的温度，实现电风扇电机的自动启动和停止，并根据温度的变化自动调整电风扇电机的转速。当温度过高或过低时，发出声音报警， 以达到提醒人们注意避暑或防止受凉的目的。具体要求如下：（1）采集环境温度，并实现检测到的环境温度与设定温度的显示。（2）比较检测到的环境温度与系统设定的温度，实现电风扇电机的自动启动和停止，并根据温度的变化自动调整电风扇电机的转速。

9、当温度每升高3度，电风扇自动上升一个档位，当温度每降低3度，电风扇自动下降一个档位。（3）红外遥控：实现远程控制电风扇的开/闭及实现系统设定温度功能。（4）附加功能：当温度过高或过低时，发出声音报警。（5）完成实现上述功能的硬件电路设计和软件设计。6、重点研究内容及实现途径该温度控制系统包括硬件部分和软件部分，硬件部分主要由单片机最小系统、温度采集模块、电源模块、电机调速驱动模块、蜂鸣器、红外遥控接收与发射模块、键盘与显示模块组成。软件部分主要由系统初始化模块、键盘输入模块、红外遥控解码模块、风扇开/关按键模块、温度采集及液晶显示模块、蜂鸣器报警控制模块。主要硬件部分：（1）温度采集模块温度采

10、集是本系统的基础部分，通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，并将其送入单片机。单片机再根据采集到的信号作出相应的判断，并输出控制信号。（2）电机调速驱动模块电机调速驱动是本系统的重要部分，通过单片机输出的脉冲信号来实现电机的开启/关闭和调速，从而实现五级风速控制。（3）键盘与显示模块键盘与显示是人机接口的关键部分。本系统采用遥控器键盘和1602液晶显示器来实现人机交流。（4）红外遥控接收与发射模块本系统采用了红外遥控接收与发射的功能，可以实现远程控制电风扇，使得系统更加完美。此处直接选用市场上已有的红外接收器件。液晶显示模块红外遥控接收模块调速驱动模块STC单片机系统红外遥控发射模块电

11、机键盘输入模块图1 系统硬件框图主要软件部分：（1）系统初始化模块系统初始化模块在主程序入口处开始运行，主要完成对系统震荡频率的初始化，系统全局变量初始化，液晶初始化，定时、中断初始化等。（2）温度采集及液晶显示模块将温度传感器采集到的温度信号送入单片机，通过单片机处理将其显示在液晶上，并输出相应的控制信号来实现对电风扇电机的控制，从而完成温度智能控制的要求。（3）红外遥控解码模块红外遥控发射与接收实现对电风扇的远程控制。在电风扇内置红外遥控接收器件，有红外遥控发射红外遥控指令给接收器件，遥控接收器件接收到编码信号后送入单片机。单片机在对其进行解码，并执行相应的动作。从而完成整个红外遥控过程。7、进度计划序号起止周次工 作 内 容11周至 3 周查阅资料，写开题报告，翻译英文资料24周至 6 周学习并掌握单片机的基础知识以及keil软件的使用37周至 8 周拟定设计方案，解决相关难点问题49周至 12