一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括智能風(fēng)扇單元、智能窗戶單元和用戶控制單元，首先該系統(tǒng)應(yīng)用熱釋紅外探測(cè)模塊和溫度感應(yīng)模塊，根據(jù)環(huán)境溫度控制智能窗戶和風(fēng)扇的開(kāi)閉來(lái)解決空調(diào)定時(shí)關(guān)閉后的通風(fēng)問(wèn)題，緩解空調(diào)關(guān)閉后人們悶熱至醒的煩惱；其次該系統(tǒng)中風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)智能調(diào)速，有效地避免人身體因受風(fēng)過(guò)多而生病的問(wèn)題，同時(shí)能自動(dòng)檢測(cè)使用者是否在風(fēng)扇附近，假如使用者不在檢測(cè)局域內(nèi)，風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)關(guān)閉達(dá)到節(jié)能的目的；最后該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了聲控功能，能夠識(shí)別用戶的語(yǔ)音提示，做出相關(guān)的動(dòng)作，同時(shí)通過(guò)熱釋電紅外探測(cè)方法解決當(dāng)窗戶打開(kāi)后的防盜問(wèn)題，及時(shí)關(guān)閉窗戶，保證生命財(cái)產(chǎn)的安全。
【專利說(shuō)明】一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及溫控電子技術(shù)及單片機(jī)應(yīng)用的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種智能室溫調(diào)節(jié) 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能家居行業(yè)的異軍突起以及人們生活水平的提高，智能家居也將逐漸走向 平民化，走向千家萬(wàn)戶。作為現(xiàn)代家庭必不可少的電器一空調(diào)機(jī)，在帶給人們清涼舒適的 同時(shí)，也帶帶來(lái)了諸多問(wèn)題。為解決空調(diào)機(jī)能源損耗量大，花費(fèi)電費(fèi)多的問(wèn)題，人們普遍會(huì) 選擇開(kāi)啟空調(diào)機(jī)的定時(shí)功能，讓自己在睡著之后，使冷氣自動(dòng)關(guān)閉的做法。但是，這往往帶 來(lái)的是更大的代價(jià)：空調(diào)病、睡眠質(zhì)量差等等。造成這些的原因是因?yàn)樵诖皯艟o閉密不通風(fēng) 的房間里，空調(diào)關(guān)閉后，室內(nèi)溫度升高，冷熱溫差和空氣不流通的悶熱感讓人不得不從睡夢(mèng) 中醒過(guò)來(lái)。
[0003] 市面上存在以下類似發(fā)明，如一種空調(diào)電風(fēng)扇，包括機(jī)體、風(fēng)輪、風(fēng)輪電動(dòng)機(jī)、進(jìn) 風(fēng)口、出風(fēng)口、導(dǎo)風(fēng)片、電熱器和主控制器，在機(jī)體中設(shè)置由自動(dòng)加熱控制器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、力口 熱裝置構(gòu)成的自動(dòng)加熱裝置，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)體上并與自動(dòng)加熱控制器電聯(lián)接、其輸出 與加熱裝置連接，加熱裝置加熱送暖風(fēng)時(shí)位于送風(fēng)通道的位置、制冷送冷風(fēng)或送常風(fēng)時(shí)位 于遠(yuǎn)離送風(fēng)通道的位置，加熱裝置與自動(dòng)加熱控制器電聯(lián)接，自動(dòng)加熱控制器與主控制器 電聯(lián)接。具有可自動(dòng)控制加熱，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、造價(jià)低，操作簡(jiǎn)單，能耗小，噪音小， 可保證制冷效果較好的。
[0004] 還有一種節(jié)能空調(diào)風(fēng)扇，在空調(diào)制冷制熱方面的利用。目前所有的空調(diào)從結(jié)構(gòu)到 原理都是一樣的，功率大、耗電多，利用率低。室內(nèi)空間的大小來(lái)決定空調(diào)功率的大小，整個(gè) 室內(nèi)達(dá)到一定的溫度，人們才感到舒適。節(jié)能空調(diào)風(fēng)扇，比較靈活方便，它是直接或間接地 從空調(diào)蒸發(fā)器吹下來(lái)的冷氣或暖氣，與風(fēng)扇結(jié)合。在風(fēng)扇周圍，上下空氣形成循環(huán)對(duì)流，室 內(nèi)局部冷或暖，人在哪，節(jié)能空調(diào)風(fēng)扇在哪，節(jié)能50%。如果在室內(nèi)用玻璃或透明塑料圍成 小室（特別是辦室的地方）；夜間休息把節(jié)能空調(diào)風(fēng)扇放在蚊帳內(nèi)（增加一層布類），小室 或蚊帳的體積是整個(gè)室內(nèi)體積的10%以下，而節(jié)能90%以上，所以節(jié)能空調(diào)風(fēng)扇節(jié)能50 - 90%。
[0005] 但是以上兩種節(jié)能空調(diào)電風(fēng)扇都沒(méi)有考慮不同人群在不同溫度下對(duì)于風(fēng)速的要 求，也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)隨室溫和人體體溫的變化而自動(dòng)控制電風(fēng)扇風(fēng)速的線性變化，且沒(méi)能夠通 過(guò)對(duì)窗戶的智能控制及時(shí)控制室內(nèi)的溫度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該 智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)首先通過(guò)對(duì)窗戶的智能控制及時(shí)控制室內(nèi)的溫度，當(dāng)空調(diào)關(guān)機(jī)后系統(tǒng)檢 測(cè)到環(huán)境溫度升高和室外溫度低于室內(nèi)溫度時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟窗戶和啟動(dòng)智能調(diào)速風(fēng)扇，保證人 們的健康以及安穩(wěn)的睡眠質(zhì)量，起到為人們打造一個(gè)舒適、安全、人性化的居住環(huán)境，保證 身體健康及節(jié)省能源的目地。
[0007] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0008] -種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括智能風(fēng)扇單元、智能窗戶單元和用戶控制單元，其特 征在于：其中所述智能風(fēng)扇單元具有根據(jù)周圍環(huán)境、溫濕度的變化，智能控制風(fēng)扇的開(kāi)啟、 轉(zhuǎn)速的功能，同時(shí)還具有接收外部的用戶控制單元的控制指令對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行控制的功能； [0009] 所述智能窗戶單元具有根據(jù)周圍環(huán)境、溫濕度的變化，智能控制窗戶的開(kāi)啟和閉 合，同時(shí)還具有接收外部的用戶控制單元的控制指令對(duì)窗戶進(jìn)行控制的功能；
[0010] 所述用戶控制單元具有用于接收用戶的語(yǔ)言控制信號(hào)，并以無(wú)線傳輸?shù)姆绞较蛑?能風(fēng)扇單元和智能窗戶單元發(fā)送控制指令信號(hào)的功能。
[0011] 優(yōu)選的，所述的智能風(fēng)扇單元包括第一從機(jī)控制模塊、電源模塊、溫度傳感器模 塊、濕度傳感器模塊、液晶顯示模塊、風(fēng)扇模塊，
[0012] 其中第一從機(jī)控制模塊用于接收檢測(cè)到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，然后通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的邏 輯關(guān)系，發(fā)送控制指令到風(fēng)扇模塊；
[0013] 電源模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，并為整個(gè)智能風(fēng)扇單元提供工作電源；
[0014] 溫度傳感器模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的溫度，并將監(jiān)測(cè) 到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝粡臋C(jī)控制模塊；
[0015] 濕度傳感器模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的濕度，并將監(jiān)測(cè) 到的濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝粡臋C(jī)控制模塊；
[0016] 液晶顯示模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，用于顯示周圍環(huán)境的溫度、濕度、以及 風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；
[0017] 風(fēng)扇模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，并接收其控制指令控制風(fēng)扇的開(kāi)啟及轉(zhuǎn)速。
[0018] 優(yōu)選的，所述的智能窗戶單元包括第二從機(jī)控制模塊、電源模塊、溫度傳感器模 塊、濕度傳感器模塊、結(jié)露傳感器模塊、直流電機(jī)模塊，
[0019] 其中第二從機(jī)控制模塊用于接收檢測(cè)到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，然后通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的邏 輯關(guān)系，發(fā)送控制指令到直流電機(jī)模塊；
[0020] 電源模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，并為整個(gè)智能窗戶單元提供工作電源；
[0021] 溫度傳感器模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的溫度，并將監(jiān)測(cè) 到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙臋C(jī)控制模塊；
[0022] 濕度傳感器模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的濕度，并將監(jiān)測(cè) 到的濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙臋C(jī)控制模塊；
[0023] 結(jié)露傳感器模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的雨水情況，并將 監(jiān)測(cè)到的雨水?dāng)?shù)據(jù)傳輸?shù)降诙臋C(jī)控制模塊；
[0024] 直流電機(jī)模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，并接收其控制指令控制窗戶的打開(kāi)與 閉合。
[0025] 優(yōu)選的，所述的智能風(fēng)扇單元還包括人體信號(hào)采集模塊，與第一從機(jī)控制模塊相 連，用于監(jiān)測(cè)使用者是否在風(fēng)扇附近；
[0026] 其中人體信號(hào)采集模塊中用到的人體信號(hào)監(jiān)測(cè)方法包括熱釋電紅外探測(cè)方法、紅 外線生命探測(cè)方法、音頻采集方法；
[0027] 采用熱釋電紅外探測(cè)方法的人體信號(hào)采集模塊包括熱釋電紅外傳感器和菲涅爾 透鏡。
[0028] 優(yōu)選的，所述的智能窗戶單元還包括人體信號(hào)采集模塊，與第二從機(jī)控制模塊相 連，用于監(jiān)測(cè)是否有陌生人從窗戶的外側(cè)靠近窗戶；
[0029] 其中人體信號(hào)采集模塊中用到的人體信號(hào)監(jiān)測(cè)方法包括熱釋電紅外探測(cè)方法、紅 外線生命探測(cè)方法、音頻采集方法；
[0030] 采用熱釋電紅外探測(cè)方法的人體信號(hào)采集模塊包括熱釋電紅外傳感器和菲涅爾 透鏡。
[0031] 優(yōu)選的，所述的第一從機(jī)控制模塊、第二從機(jī)控制模塊可以使用ARM系列、STM32 系列、51單片機(jī)系列單片機(jī)，所述的所述用戶控制單元可以使用ARM系列、STM32系列、51單 片機(jī)系列單片機(jī)以及編寫相關(guān)的android應(yīng)用程序下載到智能手機(jī)作為用戶控制單元的 主控制器。
[0032] 優(yōu)選的，所述的智能風(fēng)扇單元、智能窗戶單元與用戶控制單元之間的無(wú)線信號(hào) 傳輸可以采用WiFi、藍(lán)牙、ZigBee或者無(wú)源RFID，其中藍(lán)牙無(wú)線傳輸方式中可以使用 BMX-02/03 系列 CSR BlueCore 藍(lán)牙芯片。
[0033] 優(yōu)選的，所述的溫度傳感器模塊中使用熱敏電阻作為傳感器或者DS18B20數(shù)字式 溫度傳感器；
[0034] 所述的濕度傳感器模塊中使用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器。
[0035] 優(yōu)選的，所述的風(fēng)扇模塊包括固態(tài)繼電器和風(fēng)扇；
[0036] 所述的液晶顯示模塊可以使用數(shù)碼管或IXD1602顯示模塊或IXD12864顯示模塊 完成顯不功能。
[0037] 優(yōu)選的，所述的直流電機(jī)模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電機(jī)，其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用LMD18200 驅(qū)動(dòng)芯片，電機(jī)可以采用步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)或者直流減速電機(jī)；
[0038] 所述的結(jié)露傳感器模塊采用HDS05結(jié)露傳感器實(shí)現(xiàn)周圍環(huán)境的雨水情況的監(jiān)測(cè) 功能。
[0039] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0040] 1)本智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置了溫控、節(jié)能、智能化三種不同的工作模式，供使用者 根據(jù)實(shí)際需求自行選擇符合自身的工作模式，給了使用者更多的選擇空間，體現(xiàn)了整體系 統(tǒng)設(shè)計(jì)的新穎性，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)前景，這是市面上所類似的產(chǎn)品無(wú)法媲美的。
[0041] 2)應(yīng)用熱釋紅外探測(cè)模塊和溫度感應(yīng)模塊，根據(jù)環(huán)境溫度智能控制窗戶和風(fēng)扇的 開(kāi)閉來(lái)解決空調(diào)定時(shí)關(guān)閉后的通風(fēng)問(wèn)題，緩解晚上睡覺(jué)時(shí)人們?yōu)榱斯?jié)省用電而定時(shí)關(guān)閉空 調(diào)而造成空調(diào)關(guān)閉后人們悶熱至醒的煩惱；
[0042] 3)針對(duì)市場(chǎng)上的節(jié)能空調(diào)風(fēng)扇調(diào)節(jié)系統(tǒng)器，未能實(shí)現(xiàn)在電風(fēng)扇周圍沒(méi)人時(shí)及時(shí)關(guān) 閉電風(fēng)扇的功能，本智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)熱釋電紅外探測(cè)模塊，判斷周圍是否有人，從而 控制電風(fēng)扇的開(kāi)啟或是關(guān)閉，起到節(jié)省電能的目的。
[0043] 4)風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)智能調(diào)速，能隨環(huán)境溫度的改變智能改變風(fēng)速的大小，分為5個(gè)風(fēng)速 檔，默認(rèn)27度以上開(kāi)啟溫控功能，溫度的準(zhǔn)確度達(dá)到0. 1度。
[0044] 5)實(shí)現(xiàn)聲控功能，能夠識(shí)別用戶的語(yǔ)音提示，做出相關(guān)的動(dòng)作。
[0045] 6)有雨水探測(cè)裝置，一遇到水就會(huì)啟動(dòng)裝置，關(guān)閉窗戶。
[0046] 7)此外，本智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供紅外防盜功能，解決當(dāng)窗戶打開(kāi)后的防盜問(wèn)題， 及時(shí)關(guān)閉窗戶。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0047] 圖1是本發(fā)明中一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的模塊框圖；
[0048] 圖2是本實(shí)施例中51系統(tǒng)控制器單片機(jī)最小系統(tǒng)示意圖；
[0049] 圖3是本實(shí)施例中智能風(fēng)扇單元的軟件流程圖；
[0050] 圖4是本實(shí)施例中智能窗戶單元的軟件流程圖；
[0051] 圖5是本實(shí)施例中LMD18200外形結(jié)構(gòu)以及引腳對(duì)應(yīng)圖；
[0052] 圖6是本實(shí)施例中LMD18200芯片內(nèi)部電路框圖；
[0053] 圖7是DTH11典型電路接法；
[0054] 圖8是本實(shí)施例中DTH11數(shù)字濕溫度傳感器的數(shù)字0信號(hào)表示方法；
[0055] 圖9是本實(shí)施例中DTH11數(shù)字濕溫度傳感器的數(shù)字1信號(hào)表示方法；
[0056] 圖10是本實(shí)施例中HDS05結(jié)露傳感器的電阻值與相對(duì)濕度的特性曲線圖；
[0057] 圖11是本實(shí)施例中HDS05結(jié)露傳感器的電路原理圖；
[0058] 圖12是本實(shí)施例中熱式紅外傳感器結(jié)構(gòu)圖與電路圖；
[0059] 圖13是菲涅爾透鏡成像原理圖；
[0060] 圖14是過(guò)零觸發(fā)型AC -SSR的內(nèi)部電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0061] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0062] 實(shí)施例
[0063] 本發(fā)明是一個(gè)以單片微處理器為核心配合電子電路等組成的一種智能室溫調(diào)節(jié) 器。它具有以下功能：
[0064] (1)溫控模式：應(yīng)用熱釋紅外探測(cè)模塊和溫度感應(yīng)模塊，根據(jù)環(huán)境溫度控制智能 窗戶和風(fēng)扇的開(kāi)閉來(lái)解決空調(diào)定時(shí)關(guān)閉后的通風(fēng)問(wèn)題，緩解空調(diào)關(guān)閉后人們悶熱至醒的煩 惱；
[0065] (2)節(jié)能模式：風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)智能調(diào)速，有效地避免人身體因受風(fēng)過(guò)多而生病的問(wèn)題， 讓生活變得更加舒適和方便，體現(xiàn)出人性化設(shè)計(jì)等特點(diǎn)；系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)使用者是否在風(fēng) 扇附近，假如使用者不在檢測(cè)局域內(nèi)，風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)關(guān)閉達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
[0066] (3)智能化模式：實(shí)現(xiàn)聲控功能，能夠識(shí)別用戶的語(yǔ)音提示，做出相關(guān)的動(dòng)作。解 決當(dāng)窗戶打開(kāi)后的防盜問(wèn)題，及時(shí)關(guān)閉窗戶，保證生命財(cái)產(chǎn)的安全；用戶可自行選擇是否啟 用溫控功能，方便用戶操作運(yùn)用。其中聲控功能通過(guò)系統(tǒng)配套的應(yīng)用程序，可向外設(shè)發(fā)送語(yǔ) 音指令。例如：當(dāng)應(yīng)用程序接收到"打開(kāi)窗戶η'關(guān)閉窗戶η'打開(kāi)溫控"等指令，程序以toast 形式顯示用戶說(shuō)的話，并請(qǐng)求窗戶做出相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)應(yīng)用程序接收到"打開(kāi)風(fēng)扇" "關(guān)閉 風(fēng)扇"等指令，程序以toast形式顯示用戶說(shuō)的話，并請(qǐng)求窗戶做出相應(yīng)的動(dòng)作。
[0067] 其中，Toast是Android中用來(lái)顯示顯示信息的一種機(jī)制，和Dialog不一樣的是， Toast是沒(méi)有焦點(diǎn)的，而且Toast顯示的時(shí)間有限，過(guò)一定的時(shí)間就會(huì)自動(dòng)消失。
[0068] -、系統(tǒng)功能
[0069] 如圖1中一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的模塊框圖所述，該智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括智能 風(fēng)扇單元、智能窗戶單元和用戶控制單元。
[0070] ?手機(jī)客戶端：
[0071] 通過(guò)系統(tǒng)配套的應(yīng)用程序，可向外設(shè)發(fā)送語(yǔ)音指令。例如：
[0072] 1)當(dāng)應(yīng)用程序接收到"打開(kāi)窗戶""關(guān)閉窗戶""打開(kāi)溫控"等指令，程序以toast 形式顯示用戶說(shuō)的話，并請(qǐng)求窗戶做出相應(yīng)的動(dòng)作。
[0073] 2)當(dāng)應(yīng)用程序接收到"打開(kāi)風(fēng)扇""關(guān)閉風(fēng)扇"等指令，程序以toast形式顯示用 戶說(shuō)的話，并請(qǐng)求窗戶做出相應(yīng)的動(dòng)作。
[0074] ?智能窗戶端
[0075] 1)當(dāng)智能窗戶接收到"打開(kāi)窗戶""關(guān)閉窗戶"等指令，電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條，由鏈條拉動(dòng) 窗戶做出相應(yīng)的開(kāi)窗和關(guān)窗動(dòng)作。
[0076] 2)當(dāng)智能窗戶"發(fā)現(xiàn)"下雨時(shí)，會(huì)做出關(guān)窗的動(dòng)作，以防把家居弄潮弄濕。
[0077] 3)在溫控模式下，當(dāng)室外溫度比室內(nèi)溫度低時(shí)，（如當(dāng)空調(diào)定時(shí)關(guān)閉時(shí)，室內(nèi)溫度 上升，空氣不流通的情況）智能窗戶會(huì)自動(dòng)把關(guān)閉的窗戶打開(kāi)，以達(dá)到通風(fēng)降溫的功用。 [0078] ?智能風(fēng)扇端
[0079] 1)根據(jù)使用對(duì)象和環(huán)境的需要，隨環(huán)境溫度的改變智能調(diào)整風(fēng)速，起到節(jié)能的效 果。從而有效地避免人身體因受風(fēng)過(guò)多而生病的問(wèn)題，讓生活變得更加舒適和方便，體現(xiàn)出 人性化設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。
[0080] 2)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)使用者是否在風(fēng)扇附近，假如使用者不在檢測(cè)局域內(nèi)，風(fēng)扇會(huì) 自動(dòng)關(guān)閉達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
[0081] 3)植入數(shù)字時(shí)鐘和日歷功能，自動(dòng)更新日期和時(shí)間。系統(tǒng)斷電后還可以通過(guò)后備 電源供電記錄時(shí)間，保證系統(tǒng)再次開(kāi)啟以后能夠準(zhǔn)確顯示實(shí)時(shí)時(shí)間。同時(shí)可以通過(guò)遙控重 新設(shè)定時(shí)間。
[0082] 4)可根據(jù)不同用戶的需要，設(shè)定風(fēng)扇啟動(dòng)的初始溫度值，同時(shí)通過(guò)這種操作可以 手動(dòng)提高或者降低風(fēng)扇速度，且調(diào)節(jié)后同樣能實(shí)現(xiàn)風(fēng)速隨環(huán)境溫度智能調(diào)整。
[0083] 5)使用12864大液晶顯示屏幕，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了而又美觀的工作界面，顯示當(dāng)前環(huán) 境的溫度，當(dāng)前日期以及時(shí)間。
[0084] 二、方案論證
[0085] 1、硬件控制器的選擇
[0086] 方案1 :智能手機(jī)
[0087] 智能手機(jī)是指"像個(gè)人電腦一樣，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，可以由用戶自行安裝軟 件、游戲等第三方服務(wù)商提供的程序，通過(guò)此類程序來(lái)不斷對(duì)手機(jī)的功能進(jìn)行擴(kuò)充，并可以 通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入的這樣一類手機(jī)的總稱"。智能手機(jī)可以安裝第三 方軟件，所以通過(guò)編寫智能手機(jī)的應(yīng)用程序可以令智能手機(jī)有豐富的功能。
[0088] 方案2:ARM系列
[0089] ARM處理器是Acorn計(jì)算機(jī)有限公司面向低預(yù)算市場(chǎng)設(shè)計(jì)的第一款RISC微處理 器。更早稱作AcornRISCMachine。ARM處理器本身是32位設(shè)計(jì)，但也配備16位指令集。一 般來(lái)講比等價(jià)32位代碼節(jié)省達(dá)35%，卻能保留32位系統(tǒng)的所有優(yōu)勢(shì)。ARM處理器的三大 特點(diǎn)是：耗電少功能強(qiáng)、16位/32位雙指令集和合作伙伴眾多。
[0090] 方案 3 :STM32 系列
[0091] STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的 ARMCortex-M3內(nèi)核。按性能分成兩個(gè)不同的系列：STM32F103"增強(qiáng)型"系列和STM32F101 "基 本型"系列。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘 頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價(jià)格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶的 最佳選擇。兩個(gè)系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的 組合。時(shí)鐘頻率72MHz時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn) 品，相當(dāng)于〇. 5mA/MHz。
[0092] 方案4 :51單片機(jī)系列
[0093] 51單片機(jī)是對(duì)目前所有兼容Intel8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī) 的始祖是Intel的8031單片機(jī)，后來(lái)隨著Flashrom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機(jī)取得了長(zhǎng)足的 進(jìn)展，成為目前應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，其代表型號(hào)是ATMEL公司的AT89系列，它廣 泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)之中。目前很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，在目前乃至今后 很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門的一個(gè)單片機(jī)，單片機(jī)以其低功 耗、廉價(jià)、穩(wěn)定性能，占據(jù)著國(guó)內(nèi)較大市場(chǎng)，是應(yīng)用最廣泛的一種控制器。
[0094] 方案選擇：
[0095] 本實(shí)施例綜合考慮開(kāi)發(fā)成本、開(kāi)發(fā)需求以及開(kāi)發(fā)難度，決定編寫相關(guān)的android 應(yīng)用程序下載到智能手機(jī)作為主控制器，而采用51單片機(jī)作為從機(jī)控制器，如圖2中所示， 本實(shí)施例中控制器單片機(jī)最小系統(tǒng)。
[0096] 2、模塊間通訊方式的選擇
[0097] 方案1 :有線傳輸
[0098] 采用傳統(tǒng)的導(dǎo)線作為傳輸信號(hào)的方式。傳統(tǒng)的導(dǎo)線傳輸信號(hào)，適用于小規(guī)模（探 測(cè)點(diǎn)較少）、小范圍的系統(tǒng)，它的突出優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好、操作簡(jiǎn)單、不容易受到干擾。然而，容 易受到環(huán)境和距離的限制。
[0099] 方案2 :簡(jiǎn)單無(wú)線傳輸
[0100] 采用無(wú)線傳輸模塊作為傳輸信號(hào)的方式。無(wú)線通信模塊廣泛地運(yùn)用在車輛監(jiān)控、 遙控、遙測(cè)、小型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無(wú)線標(biāo)簽、 身份識(shí)別、非接觸RF智能卡、小型無(wú)線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無(wú)線遙控系統(tǒng)、生物信號(hào) 采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無(wú)線232數(shù)據(jù)通信、無(wú)線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù) 字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。具有適應(yīng)性好、擴(kuò)展性好等突出優(yōu)點(diǎn)。
[0101] 方案3:藍(lán)牙傳輸
[0102] 所謂藍(lán)牙技術(shù)，實(shí)際上是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，利用"藍(lán)牙"技術(shù)，能夠有效地 簡(jiǎn)化掌上電腦、筆記本電腦和移動(dòng)電話手機(jī)等移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功 地簡(jiǎn)化以上這些設(shè)備與Internet之間的通信，從而使這些現(xiàn)代通信設(shè)備與因特網(wǎng)之間的 數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。說(shuō)得通俗一點(diǎn)，就是藍(lán)牙技術(shù)使得現(xiàn)代 一些輕易攜帶的移動(dòng)通信設(shè)備和電腦設(shè)備，不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線上 因特網(wǎng)，其實(shí)際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車等信息家電，組 成一個(gè)巨大的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。
[0103] 方案選擇：
[0104] 為了實(shí)現(xiàn)主機(jī)控制單元，窗戶控制單元和智能節(jié)電型風(fēng)扇調(diào)速器單元之間的通 信，本系統(tǒng)采用了藍(lán)牙模塊。
[0105] 3、電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的選擇
[0106] 方案1 :步進(jìn)電機(jī)
[0107] 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非 超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變 化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè) 固定的角度，稱為"步距角"，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖 個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。然而，步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交 流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 因此用好步進(jìn)電機(jī)具有較大難度。
[0108] 方案2:直流電機(jī)
[0109] 直流電機(jī)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（直流電動(dòng)機(jī)）或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流 電能（直流發(fā)電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械 能轉(zhuǎn)換為電能。直流電機(jī)操作簡(jiǎn)單，通過(guò)控制轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間同樣可以準(zhǔn)確定位轉(zhuǎn)動(dòng)距離。然而 直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩較小。
[0110] 方案3:直流減速電機(jī)
[0111] 直流減速電機(jī)，即齒輪減速電機(jī)，是在普通直流電機(jī)的基礎(chǔ)上，加上配套齒輪減速 箱。齒輪減速箱的作用是，提供較低的轉(zhuǎn)速，較大的力矩。同時(shí)，齒輪箱不同的減速比可以 提供不同的轉(zhuǎn)速和力矩。這大大提高了，直流電機(jī)在自動(dòng)化行業(yè)中的使用率。減速電機(jī)是 指減速機(jī)和電機(jī)（馬達(dá)）的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)。通常 由專業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠進(jìn)行集成組裝好后成套供貨。減速電機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機(jī)械 行業(yè)等。使用減速電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、節(jié)省空間。
[0112] 方案選擇：
[0113] 考慮到帶動(dòng)窗體，需要較大的力矩，同時(shí)為了開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)便性，本系統(tǒng)選擇了直流減 速電機(jī)。
[0114] 因?yàn)檫x擇好了電機(jī)的種類，就可以確定相對(duì)應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)了。為此該實(shí)施例中選 擇了 LMD18200驅(qū)動(dòng)芯片。
[0115] 4、人體信號(hào)采集模塊的選擇
[0116] 方案1 :熱釋電紅外探測(cè)方法
[0117] 熱釋電紅外探測(cè)方法。這種熱釋電紅外采集人體信號(hào)方法目前技術(shù)相對(duì)成熟，廣 泛應(yīng)用于防盜系統(tǒng)，且成本低，模塊集成高。其原理是：當(dāng)無(wú)人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外傳感器 感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)入探測(cè)區(qū)，人體發(fā)射的10微米左右的紅外線通過(guò)菲泥爾 濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。熱釋電元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就 會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷。因此，熱釋電紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)的基本概念就是感應(yīng) 移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異。
[0118] 方案2 :紅外線生命探測(cè)方法
[0119] 紅外線生命探測(cè)方法。任何物體只要溫度在絕對(duì)零度以上都會(huì)產(chǎn)生紅外輻射，人 體也是天然的紅外輻射源。但人體的紅外輻射特性與周圍環(huán)境的紅外輻射特性不同，紅外 生命探測(cè)方法就是利用它們之間的差別，以成像的方式把要搜索的目標(biāo)與背景分開(kāi)。人體 的紅外輻射能量較集中的中心波長(zhǎng)為9. 4 μ m，人體皮膚的紅外輻射范圍為3?50 μ m，其中 8?14 μ m占全部人體輻射能量的46%，紅外線生命探測(cè)方法的原理遠(yuǎn)比一般意義上的紅 外探測(cè)器復(fù)雜的多。其核心技術(shù)目前只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握，從上考慮，不適合應(yīng)用于本實(shí) 施例。
[0120] 方案3 :音頻采集方法
[0121] 音頻采集方法。音頻采集方法應(yīng)用了聲波及震動(dòng)波的原理，采用先進(jìn)的微電子處 理器和聲音/振動(dòng)傳感器，進(jìn)行全方位的振動(dòng)信息收集，可探測(cè)以空氣為載體的各種聲波 和以其它媒體為載體的振動(dòng)，并將非目標(biāo)的噪音波和其它背景干擾波過(guò)濾，進(jìn)而迅速確定 人體的位置。同理于方法二，技術(shù)成本高，不適應(yīng)于本實(shí)施例。
[0122] 方案選擇：
[0123] 由于紅外線生命探測(cè)方法的原理遠(yuǎn)比一般意義上的紅外探測(cè)器復(fù)雜的多。其核心 技術(shù)目前只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握，從上考慮，不適合應(yīng)用于本系統(tǒng)。同樣，音頻采集方法技 術(shù)成本太高，不符合本系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，綜上所述，將采用技術(shù)成熟、成本低廉、集成度 高的熱釋電紅外傳感器為本實(shí)施例采集人體信號(hào)。
[0124] 5、溫度采集模塊的選擇
[0125] 方案1:熱敏電阻
[0126] 傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)多以熱敏電阻為傳感器，采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90 攝氏度測(cè)量范圍，但熱敏電阻可靠性差，測(cè)量溫度準(zhǔn)確率低，對(duì)于1攝氏度的信號(hào)是不適用 的，還得經(jīng)過(guò)專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能由微處理器進(jìn)行處理。
[0127] 方案2 :DS18B20數(shù)字式溫度傳感器
[0128] DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻有所不同的是，使用集成芯片，采 用單總線技術(shù)，其能夠有效的減小外界的干擾，提高測(cè)量的精度，同時(shí)，它可以直接將被測(cè) 溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理，接口簡(jiǎn)單，使數(shù)據(jù)傳輸和處理簡(jiǎn)單化。
[0129] 方案選擇：
[0130] 本實(shí)施例中采用DS18B20作為溫度信號(hào)的采集。
[0131] 6、濕度與雨水采集模塊的選擇
[0132] 方案 1:DTH11
[0133] DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。 它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的 長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位 單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。 每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在 0ΤΡ內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口， 使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成 為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝。連接方便， 特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。
[0134] 方案2 :HDS05結(jié)露傳感器
[0135] HDS05結(jié)露傳感器是正特性開(kāi)關(guān)型元件，對(duì)低濕不敏感而僅對(duì)高濕敏感，可在不超 過(guò)IV直流電壓下工作，高溫環(huán)境下有極高敏感性，響應(yīng)快，具有開(kāi)關(guān)功能。結(jié)露傳感器里面 有一個(gè)電阻，相同溫度下，濕度越大，電阻值越大。
[0136] 方案選擇：
[0137] 為了做到精確感應(yīng)雨水及空氣濕度的功能，及時(shí)關(guān)閉窗戶，同時(shí)考慮到上述兩種 方案都十分具有可操作性與實(shí)用性，本實(shí)施例中同時(shí)應(yīng)用兩種傳感器。從相對(duì)濕度檢測(cè)和 雨水檢測(cè)兩個(gè)角度感應(yīng)下雨情況，即一遇到水就會(huì)啟動(dòng)裝置，關(guān)閉窗戶。
[0138] 7、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方案
[0139] 方案 1:
[0140] 通過(guò)控制風(fēng)扇兩端的輸入電壓，將輸入電壓值隨著室溫的變化而改變，進(jìn)而改變 風(fēng)扇功率，達(dá)到控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的效果。
[0141] 方案 2:
[0142] 通過(guò)改變輸入脈沖占空比來(lái)控制風(fēng)扇電機(jī)的導(dǎo)通或是截止。隨著室內(nèi)溫度升高 時(shí)，輸出占空比增加，電風(fēng)扇導(dǎo)通時(shí)間變長(zhǎng)，進(jìn)而控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。然而對(duì)于市電220V的電壓 大小的控制不僅實(shí)現(xiàn)起來(lái)困難，并且對(duì)于電壓穩(wěn)定性不高；相反地，采用輸入占空比控制風(fēng) 扇電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不僅實(shí)現(xiàn)起來(lái)電路簡(jiǎn)單容易，并且對(duì)于可控性好。
[0143] 方案選擇：
[0144] 為了提高產(chǎn)品的普遍性，適應(yīng)市場(chǎng)上絕大多數(shù)家用電風(fēng)扇使用的交流電機(jī)，本實(shí) 施例采取利用單片機(jī)輸出隨溫度變化而變化的占空比脈沖，從而控制固態(tài)繼電器的導(dǎo)通或 截止時(shí)間，達(dá)到控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的功能，即采用方案2.本系統(tǒng)采用固態(tài)繼電器來(lái)連接市電與 單片機(jī)。
[0145] 8、顯示模塊的選擇
[0146] 方案1 :數(shù)碼管
[0147] 采用數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管只能顯示數(shù)字，比較單一，雖然能基本符合要求，但布局 麻煩，且功能上存在不足。
[0148] 方案 2 :LCD1602 模塊
[0149] 采用1602液晶顯示模塊，液晶顯示具有體積小功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧 等優(yōu)點(diǎn)，采用單+5V電源供電，外圍電路配置簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比，但只能顯 示ASC II碼。
[0150] 方案 3 :LCD 12864 模塊
[0151] LCD 12864液晶顯示平穩(wěn)、省電、美觀，更容易實(shí)現(xiàn)要求，對(duì)后續(xù)的功能兼容性高，只 需將軟件作修改即可，可操作性強(qiáng)，也易于讀數(shù)，采用LCD12864四行十六個(gè)字符的顯示，能 同時(shí)顯示當(dāng)前溫度、當(dāng)前日期、時(shí)間以及風(fēng)扇檔位，更能體現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。
[0152] 方案選擇：
[0153] 故本實(shí)施例中的智能節(jié)電型風(fēng)扇調(diào)速器單元采用LCD12864作為顯示模塊。
[0154] 三、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法
[0155] 1、總體方案
[0156] 本實(shí)施例中的智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。
[0157] 本實(shí)施例中的智能風(fēng)扇單元的軟件流程圖和智能窗戶單元的軟件流程圖分別如 圖3和圖4所示。
[0158] 2、智能窗戶單元
[0159] 2. 1 電機(jī)驅(qū)動(dòng) LMD18200
[0160] 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)窗體的開(kāi)關(guān)控制，本系統(tǒng)需要米用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)模塊。電機(jī)傳動(dòng)模塊的核 心的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。本系統(tǒng)采用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司推出的LMD18200芯片，它是12V直流 供電的電機(jī)，專用于直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的Η橋組件。上面集成有CMOS控制電路和DM0S功率 器件，可以與主處理器、電機(jī)和增量型編碼器構(gòu)成一個(gè)完整的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。典型驅(qū)動(dòng)直流 電機(jī)，有良好的過(guò)熱與短路保護(hù)功能。
[0161] 圖5是本實(shí)施例中LMD18200外形結(jié)構(gòu)以及引腳對(duì)應(yīng)圖，如圖5中所示，LMD18200 芯片的內(nèi)部集成了四個(gè)DM0S管，組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Η型驅(qū)動(dòng)橋。通過(guò)充電泵電路為上橋臂的 2個(gè)開(kāi)關(guān)管提供柵極控制電壓，充電泵電路有一個(gè)300kHz左右的工作頻率?？稍谝_1、11 外接電容形成第二個(gè)充電泵電路，外接電容越大，向開(kāi)關(guān)管柵極輸入的電容充電速度越快， 電壓上升的時(shí)間越短，工作頻率可以更高。引腳2、10接直流電機(jī)電樞，正轉(zhuǎn)時(shí)電流的方向 應(yīng)該從引腳2到引腳10 ;反轉(zhuǎn)時(shí)電流的方向應(yīng)該從引腳10到引腳2。電流檢測(cè)輸出引腳8 可以接一個(gè)對(duì)地電阻，通過(guò)電阻來(lái)輸出過(guò)流情況。內(nèi)部保護(hù)電路設(shè)置的過(guò)電流閾值為10A， 當(dāng)超過(guò)該值時(shí)會(huì)自動(dòng)封鎖輸出，并周期性的自動(dòng)恢復(fù)輸出。如果過(guò)電流持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，過(guò)熱 保護(hù)將關(guān)閉整個(gè)輸出。過(guò)熱信號(hào)還可通過(guò)引腳9輸出，當(dāng)結(jié)溫達(dá)到145度時(shí)引腳9有輸出 信號(hào)。它提供雙極性驅(qū)動(dòng)方式和單極性驅(qū)動(dòng)方式。本系統(tǒng)應(yīng)用雙極性驅(qū)動(dòng)，即在一個(gè)PWM 周期里，電動(dòng)機(jī)電樞的電壓極性呈正負(fù)變化。它具有低速運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)，因此適用于中小 功率直流電動(dòng)機(jī)的控制。圖6是本實(shí)施例中LMD18200芯片內(nèi)部電路框圖。
[0162] 2. 2DTH11數(shù)字濕溫度傳感器
[0163] A、單總線數(shù)據(jù)格式：
[0164] DATA用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊 時(shí)間4ms左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說(shuō)明，當(dāng)前小數(shù)部分用于以 后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為零.操作流程如下：（一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。）
[0165] B、數(shù)據(jù)格式：
[0166] 8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗(yàn)和（數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于"8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)"所得結(jié)果的末8位。）
[0167] 其中，圖7是DTH11典型電路接法。用戶MCU發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后，DHT11從低功 耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，送出40bit的 數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號(hào)采集，用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù).從模式下，DHT11接收到開(kāi)始信 號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒(méi)有接收到主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度 采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。
[0168] 總線空閑狀態(tài)為高電平，主機(jī)把總線拉低等待DHT11響應(yīng)，主機(jī)把總線拉低必須 大于18毫秒，保證DHT11能檢測(cè)到起始信號(hào)。DHT11接收到主機(jī)的開(kāi)始信號(hào)后，等待主 機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束，然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號(hào).主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后，延時(shí)等待 20-40us后，讀取DHT11的響應(yīng)信號(hào)，主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)后，可以切換到輸入模式，或者 輸出高電平均可，總線由上拉電阻拉高。
[0169] 總線為低電平，說(shuō)明DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后，再把總線拉 高80us，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一 bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時(shí)隙開(kāi)始，高電平的長(zhǎng)短定了數(shù) 據(jù)位是0還是1.格式見(jiàn)下面圖示，其中圖8是數(shù)字0信號(hào)表示方法，圖9是數(shù)字1信號(hào)表 示方法。
[0170] 如果讀取響應(yīng)信號(hào)為高電平，則DHT11沒(méi)有響應(yīng)，請(qǐng)檢查線路是否連接正常.當(dāng)最 后一 bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us，隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。
[0171] 2. 3結(jié)露傳感器
[0172] 對(duì)于雨水的檢測(cè)，本實(shí)施例中應(yīng)用HDS05結(jié)露傳感器。它是正特性開(kāi)關(guān)型元件，對(duì) 低濕不敏感而僅對(duì)高濕敏感，可在不超過(guò)IV直流電壓下工作，高溫環(huán)境下有極高敏感性， 響應(yīng)快，具有開(kāi)關(guān)功能。結(jié)露傳感器里面有一個(gè)電阻，相同溫度下，濕度越大，電阻值越大。 為了能夠真實(shí)的模擬出下雨時(shí)自動(dòng)窗能夠感應(yīng)濕度的變化，我們?cè)谀M出下雨時(shí)，雨滴滴 到窗臺(tái)的情景。測(cè)試中，我們用水滴滴到HDS05結(jié)露傳感器的感濕膜上面，實(shí)驗(yàn)測(cè)得以下數(shù) 據(jù)，如下圖10本實(shí)施例中HDS05結(jié)露傳感器的電阻值與相對(duì)濕度的特性曲線圖所示。其中， 圖11是本實(shí)施例中HDS05結(jié)露傳感器的電路原理圖
[0173] 2. 4藍(lán)牙模塊
[0174] BMX-02/03系列藍(lán)牙模塊采用CSR BlueCore芯片，配置6_8Mbit的軟件存儲(chǔ)空間， 支持AT指令，用戶可根據(jù)需要更改SPP角色（主從模式）以及串口波特率、設(shè)備名稱、配對(duì) 密碼等參數(shù)，使用靈活。
[0175] MX-03系列藍(lán)牙模塊采用插座方式，載板上只需要焊接一個(gè)2*6PIN，pitch = 2. 0mm的插針，避免藍(lán)牙模塊再次經(jīng)過(guò)回流焊接，同時(shí)方便客戶更換，適用于WY或小批量 的客戶，大批量客戶同樣適用。
[0176] BMX-03系列管腳說(shuō)明如下表所示：
[0177]
【權(quán)利要求】
1. 一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括智能風(fēng)扇單元、智能窗戶單元和用戶控制單元，其特征 在于：其中所述智能風(fēng)扇單元具有根據(jù)周圍環(huán)境、溫濕度的變化，智能控制風(fēng)扇的開(kāi)啟、轉(zhuǎn) 速的功能，同時(shí)還具有接收外部的用戶控制單元的控制指令對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行控制的功能； 所述智能窗戶單元具有根據(jù)周圍環(huán)境、溫濕度的變化，智能控制窗戶的開(kāi)啟和閉合，同 時(shí)還具有接收外部的用戶控制單元的控制指令對(duì)窗戶進(jìn)行控制的功能； 所述用戶控制單元具有用于接收用戶的語(yǔ)言控制信號(hào)，并以無(wú)線傳輸?shù)姆绞较蛑悄茱L(fēng) 扇單元和智能窗戶單元發(fā)送控制指令信號(hào)的功能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述的智能風(fēng)扇單元包括第一從機(jī)控制模塊、電源模塊、溫度傳感器模塊、濕度傳感器 豐旲塊、液晶顯不1旲塊、風(fēng)扇1旲塊， 其中第一從機(jī)控制模塊用于接收檢測(cè)到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，然后通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的邏輯關(guān) 系，發(fā)送控制指令到風(fēng)扇模塊； 電源模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，并為整個(gè)智能風(fēng)扇單元提供工作電源； 溫度傳感器模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的溫度，并將監(jiān)測(cè)到的 溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝粡臋C(jī)控制模塊； 濕度傳感器模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的濕度，并將監(jiān)測(cè)到的 濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝粡臋C(jī)控制模塊； 液晶顯示模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，用于顯示周圍環(huán)境的溫度、濕度、以及風(fēng)扇 的轉(zhuǎn)速； 風(fēng)扇模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，并接收其控制指令控制風(fēng)扇的開(kāi)啟及轉(zhuǎn)速。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述的智能窗戶單元包括第二從機(jī)控制模塊、電源模塊、溫度傳感器模塊、濕度傳感器 模塊、結(jié)露傳感器模塊、直流電機(jī)模塊， 其中第二從機(jī)控制模塊用于接收檢測(cè)到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，然后通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的邏輯關(guān) 系，發(fā)送控制指令到直流電機(jī)模塊； 電源模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，并為整個(gè)智能窗戶單元提供工作電源； 溫度傳感器模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的溫度，并將監(jiān)測(cè)到的 溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙臋C(jī)控制模塊； 濕度傳感器模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的濕度，并將監(jiān)測(cè)到的 濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙臋C(jī)控制模塊； 結(jié)露傳感器模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的雨水情況，并將監(jiān)測(cè) 到的雨水?dāng)?shù)據(jù)傳輸?shù)降诙臋C(jī)控制模塊； 直流電機(jī)模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，并接收其控制指令控制窗戶的打開(kāi)與閉合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述的智能風(fēng)扇單元還包括人體信號(hào)采集模塊，與第一從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè) 使用者是否在風(fēng)扇附近； 其中人體信號(hào)采集模塊中用到的人體信號(hào)監(jiān)測(cè)方法包括熱釋電紅外探測(cè)方法、紅外線 生命探測(cè)方法、音頻采集方法； 采用熱釋電紅外探測(cè)方法的人體信號(hào)采集模塊包括熱釋電紅外傳感器和菲涅爾透鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述的智能窗戶單元還包括人體信號(hào)采集模塊，與第二從機(jī)控制模塊相連，用于監(jiān)測(cè) 是否有陌生人從窗戶的外側(cè)靠近窗戶； 其中人體信號(hào)采集模塊中用到的人體信號(hào)監(jiān)測(cè)方法包括熱釋電紅外探測(cè)方法、紅外線 生命探測(cè)方法、音頻采集方法； 采用熱釋電紅外探測(cè)方法的人體信號(hào)采集模塊包括熱釋電紅外傳感器和菲涅爾透鏡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5任一所述的一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一 從機(jī)控制模塊、第二從機(jī)控制模塊可以使用ARM系列、STM32系列、51單片機(jī)系列單片機(jī)，所 述的所述用戶控制單元可以使用ARM系列、STM32系列、51單片機(jī)系列單片機(jī)以及編寫相關(guān) 的android應(yīng)用程序下載到智能手機(jī)作為用戶控制單元的主控制器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至5任一所述的一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于：所述的智能 風(fēng)扇單元、智能窗戶單元與用戶控制單元之間的無(wú)線信號(hào)傳輸可以采用WiFi、藍(lán)牙、ZigBee 或者無(wú)源RFID，其中藍(lán)牙無(wú)線傳輸方式中可以使用BMX-02/03系列CSR BlueCore藍(lán)牙芯 片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2至5任一所述的一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述的溫度傳感器模塊中使用熱敏電阻作為傳感器或者DS18B20數(shù)字式溫度傳感器； 所述的濕度傳感器模塊中使用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述的風(fēng)扇模塊包括固態(tài)繼電器和風(fēng)扇； 所述的液晶顯示模塊可以使用數(shù)碼管或IXD1602顯示模塊或IXD12864顯示模塊完成 顯示功能。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的一種智能室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述的直流電機(jī)模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電機(jī)，其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用LMD18200驅(qū)動(dòng)芯片，電 機(jī)可以采用步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)或者直流減速電機(jī)； 所述的結(jié)露傳感器模塊采用HDS05結(jié)露傳感器實(shí)現(xiàn)周圍環(huán)境的雨水情況的監(jiān)測(cè)功能。
【文檔編號(hào)】E05F15/71GK104295517SQ201410390757
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】黃偉英, 蔡彬, 楊禮嘉, 鄭家逸, 黃銳 申請(qǐng)人:暨南大學(xué)