web的智能温控风扇的设计(源码)
随着科技的发展，空调已慢慢的成为人们主要的降温防暑工具，但是风扇以自身的环保性、节约性仍没有被空调完全取代。本次设计的智能温控风扇突破了传统风扇的机械性，实现转速随环境温度自动改变的功能。该温控风扇系统可以检测并显示环境温度，还具有远程监测的功能。STC89C52单片机是该系统的控制核心，用于控制风扇的转速。该系统具有人体感应功能，只有在感应到人体后风扇才会工作。该系统的上下限温度可由用户自己设置，当测得的温度值处于系统设置的上下限温度之间时，风扇缓慢转动；当环境温度超过所设定的上限温度时，风扇以最快的速度转动；当环境温度小于系统所设定的下限温度时，风扇会自动停止转动。用户可以设置系统的上下限温度值，该设置的温度值会被保存在DS18B20的内部，即使断电也不会丢失该数据。并设计相应的客户端界面，实时的显示风扇当前的状态、环境的温度值以及系统设定的温度。本文章主要介绍了基于Web智能温控风扇系统的实现办法，软硬件的设计原理及其功能的实现过程。关键词 单片机，温度传感器，人体感应，数码管，界面设计?目 录
1 绪论 1
1．1 课题的研究背景与意义 1
1．2 课题的国内外发展现状 1
1．3 课题的功能需求 2
2 系统总体设计 2
2．1 硬件总体设计 2
2．2 软件总体设计 3
3 系统详细设计 4
3．1 硬件详细设计 4
3.1.1 温度采集模块 4
3.1.2 人体感应模块 5
3.1.3 数码管显示模块 6
3.1.4 风扇驱动模块 6
3.1.5 按键处理模块 7
3.1.6 实现远程通信 8
3．2 软件详细设计 9
3.2.1 温度的采集与处理 9
3.2.2 PWM信号的产生 10
3.2.3 按键事件处理 11
3.2.4 风扇的控制 14
3.2.5 数码管显示 15
3.2.6 串口通信 16
3.2.7 客户端界面的设计 18
4 系统功能的实现 18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
件详细设计 9
3.2.1 温度的采集与处理 9
3.2.2 PWM信号的产生 10
3.2.3 按键事件处理 11
3.2.4 风扇的控制 14
3.2.5 数码管显示 15
3.2.6 串口通信 16
3.2.7 客户端界面的设计 18
4 系统功能的实现 18
4．1 系统硬件功能的实现 18
4．2 远程监测功能的实现 20
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 绪论
1．1 课题的研究背景与意义
在夏季，空调和风扇是人们最主要的降温防暑工具。空调具有强大的制冷效果，可以快速并有效的降低室内的环境温度，也越来越受大众的欢迎。虽然电风扇的降温效果没有空调那么强大，但是电风扇的风很温和，特别适合老人、儿童以及体弱多病的人使用。另外，电风扇不仅价格低廉，还具有节能环保性，安装使用起来都很方便。
大多数的电风扇控制方式比较机械，需要人为手动来进行风扇速度的调整，并不能根据环境的温度自行调整转速，而且档速之间相差很大，并不能真正满足人们的需求。另外，因为传统风扇不具有自动关闭的功能，人们在忘记关闭风扇的时候就造成了一种资源的浪费。随着科学技术的发展，为了满足人们的需求，很多家用电器产品已走向人性化、智能化、环保化和自动化，智能电风扇也随之出现。
本系统设计的基于Web的智能温控风扇具有检测环境温度以及人体感应功能，以单片机为控制核心，根据使用者设定的上下限温度及所测得的环境温度作出风扇转速的调整[1]。该设计风扇不仅可以自行调整风速，还具有自动开关的功能，若感应到人体的存在，系统才会根据环境的温度来决定是否启动风扇；在人离开以后，系统将会关闭风扇，这样有效的避免了资源的浪费。
1．2 课题的国内外发展现状
随着空调的不断普及，传统的电风扇曾一度被认为会淡出市场。但是其以自身故有的优点，仍受到人们的喜爱并在我国占有很大的市场，因此我国对电风扇的优化研究是非常积极的，但是国外在智能电风扇方面的研究并不那么的积极。虽然智能温控风扇在生活中并不常见，但是我国在风扇优化方面的技术已经成熟，并将会研发出更加人性化的智能风扇。
在现阶段，风扇在自动速度调节方面的研究已经有一定的成果[2][3]。主要利用微机控制原理来实现风扇的转速随环境的温度变化而变化。当前研究的温控风扇可以根据环境温度的变化来改变风扇的转速，当环境温度高于某一温度时，系统会自动启动风扇；当环境温度继续升高时，风扇的转速也会继续加快；当环境温度低于某一的温度时，风扇会自动停止转动。本文设计的基于Web的智能温控风扇，不但具有根据环境温度自动调整转速的功能，还具有远程监测的功能，可以让使用者及时的知道当前风扇的状态。
1．3 课题的功能需求
基于Web的智能温控风扇系统主要实现了风扇的转速自动调节以及远程监测风扇状态等功能。智能风扇只有在检测到该范围内有人存在时，才会启动风扇，如果风扇在转动的过程中人离开了，风扇会在30S之后自动关闭。风扇转速的大小主要由环境温度以及系统设置的上下限温度来控制。系统的上下限温度是可以由用户自己设置的，这样风扇的转速更能满足用户的需求。当系统测得的环境温度大于上限温度值时，风扇全速旋转；当环境温度处于上下限的温度之间，风扇缓慢旋转；当环境温度低于系统设置的下限温度时，风扇关闭。系统的上下限温度是以及当前的环境温度均可以在数码管上显示出来。客户端界面的设计实现了风扇的远程监测，可以使用户实时的了解风扇的状态，系统设置上下限温度值以及当前的环境温度。
2 系统总体设计
2．1 硬件总体设计
基于Web的智能温控风扇的设计主要由DS18B20传感器、DYP-ME003人体感应模块以及控制核心STC89C52单片机来实现风扇转速的控制[4][5]。DS18B20传感器主要用于检测当前的环境温度，并将检测到的环境温度值传输到单片机内部，供内部程序使用。人体感应模块主要感应在一定的范围内是否有人，如果有人，单片机会做相应的处理使风扇转动；如果没人，风扇会停止转动。独立按键模块用于设置系统温度的上下限值，并具有连加、边减的功能，即在设置参数时按键按着不动可以实现连加、连减。温度显示模块主要是利用数码管显示当前的环境温度，以及设置系统上下限温度时显示相应的设置量。在该设计中，风扇的调速驱动是利用软件编程模拟PWM脉冲来实现的。图1所示为该系统的总体框图。
图1 系统的总体框图
2．2 软件总体设计
软件的设计分为两个部分，一个是硬件功能的实现，一个是客户端界面的设计。该系统的软件主要包括温度信息采集、人体感应、硬件驱动、数码显示等部分。在人 体感应模块感应到人体的情况下，当测得的环境温度低于系统设置的下限温度时，风 扇不转；当测得的环境温度处于上下限温度之间时，风扇缓慢转动；当环境温度大于上限值时，风扇全速转动。如果人体感应模块感应不到人体的存在，风扇会在30秒之后自动关闭。硬件系统的软件流程如图2所示。
图2 硬件系统软件流程图
客户端界面实现对温控风扇的远程监测，实时将风扇的状态呈现在用
1 绪论 1
1．1 课题的研究背景与意义 1
1．2 课题的国内外发展现状 1
1．3 课题的功能需求 2
2 系统总体设计 2
2．1 硬件总体设计 2
2．2 软件总体设计 3
3 系统详细设计 4
3．1 硬件详细设计 4
3.1.1 温度采集模块 4
3.1.2 人体感应模块 5
3.1.3 数码管显示模块 6
3.1.4 风扇驱动模块 6
3.1.5 按键处理模块 7
3.1.6 实现远程通信 8
3．2 软件详细设计 9
3.2.1 温度的采集与处理 9
3.2.2 PWM信号的产生 10
3.2.3 按键事件处理 11
3.2.4 风扇的控制 14
3.2.5 数码管显示 15
3.2.6 串口通信 16
3.2.7 客户端界面的设计 18
4 系统功能的实现 18
件详细设计 9
3.2.1 温度的采集与处理 9
3.2.2 PWM信号的产生 10
3.2.3 按键事件处理 11
3.2.4 风扇的控制 14
3.2.5 数码管显示 15
3.2.6 串口通信 16
3.2.7 客户端界面的设计 18
4 系统功能的实现 18
4．1 系统硬件功能的实现 18
4．2 远程监测功能的实现 20
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 绪论
1．1 课题的研究背景与意义
在夏季，空调和风扇是人们最主要的降温防暑工具。空调具有强大的制冷效果，可以快速并有效的降低室内的环境温度，也越来越受大众的欢迎。虽然电风扇的降温效果没有空调那么强大，但是电风扇的风很温和，特别适合老人、儿童以及体弱多病的人使用。另外，电风扇不仅价格低廉，还具有节能环保性，安装使用起来都很方便。
大多数的电风扇控制方式比较机械，需要人为手动来进行风扇速度的调整，并不能根据环境的温度自行调整转速，而且档速之间相差很大，并不能真正满足人们的需求。另外，因为传统风扇不具有自动关闭的功能，人们在忘记关闭风扇的时候就造成了一种资源的浪费。随着科学技术的发展，为了满足人们的需求，很多家用电器产品已走向人性化、智能化、环保化和自动化，智能电风扇也随之出现。
本系统设计的基于Web的智能温控风扇具有检测环境温度以及人体感应功能，以单片机为控制核心，根据使用者设定的上下限温度及所测得的环境温度作出风扇转速的调整[1]。该设计风扇不仅可以自行调整风速，还具有自动开关的功能，若感应到人体的存在，系统才会根据环境的温度来决定是否启动风扇；在人离开以后，系统将会关闭风扇，这样有效的避免了资源的浪费。
1．2 课题的国内外发展现状
随着空调的不断普及，传统的电风扇曾一度被认为会淡出市场。但是其以自身故有的优点，仍受到人们的喜爱并在我国占有很大的市场，因此我国对电风扇的优化研究是非常积极的，但是国外在智能电风扇方面的研究并不那么的积极。虽然智能温控风扇在生活中并不常见，但是我国在风扇优化方面的技术已经成熟，并将会研发出更加人性化的智能风扇。
在现阶段，风扇在自动速度调节方面的研究已经有一定的成果[2][3]。主要利用微机控制原理来实现风扇的转速随环境的温度变化而变化。当前研究的温控风扇可以根据环境温度的变化来改变风扇的转速，当环境温度高于某一温度时，系统会自动启动风扇；当环境温度继续升高时，风扇的转速也会继续加快；当环境温度低于某一的温度时，风扇会自动停止转动。本文设计的基于Web的智能温控风扇，不但具有根据环境温度自动调整转速的功能，还具有远程监测的功能，可以让使用者及时的知道当前风扇的状态。
1．3 课题的功能需求
基于Web的智能温控风扇系统主要实现了风扇的转速自动调节以及远程监测风扇状态等功能。智能风扇只有在检测到该范围内有人存在时，才会启动风扇，如果风扇在转动的过程中人离开了，风扇会在30S之后自动关闭。风扇转速的大小主要由环境温度以及系统设置的上下限温度来控制。系统的上下限温度是可以由用户自己设置的，这样风扇的转速更能满足用户的需求。当系统测得的环境温度大于上限温度值时，风扇全速旋转；当环境温度处于上下限的温度之间，风扇缓慢旋转；当环境温度低于系统设置的下限温度时，风扇关闭。系统的上下限温度是以及当前的环境温度均可以在数码管上显示出来。客户端界面的设计实现了风扇的远程监测，可以使用户实时的了解风扇的状态，系统设置上下限温度值以及当前的环境温度。
2 系统总体设计
2．1 硬件总体设计
基于Web的智能温控风扇的设计主要由DS18B20传感器、DYP-ME003人体感应模块以及控制核心STC89C52单片机来实现风扇转速的控制[4][5]。DS18B20传感器主要用于检测当前的环境温度，并将检测到的环境温度值传输到单片机内部，供内部程序使用。人体感应模块主要感应在一定的范围内是否有人，如果有人，单片机会做相应的处理使风扇转动；如果没人，风扇会停止转动。独立按键模块用于设置系统温度的上下限值，并具有连加、边减的功能，即在设置参数时按键按着不动可以实现连加、连减。温度显示模块主要是利用数码管显示当前的环境温度，以及设置系统上下限温度时显示相应的设置量。在该设计中，风扇的调速驱动是利用软件编程模拟PWM脉冲来实现的。图1所示为该系统的总体框图。
图1 系统的总体框图
2．2 软件总体设计
软件的设计分为两个部分，一个是硬件功能的实现，一个是客户端界面的设计。该系统的软件主要包括温度信息采集、人体感应、硬件驱动、数码显示等部分。在人 体感应模块感应到人体的情况下，当测得的环境温度低于系统设置的下限温度时，风 扇不转；当测得的环境温度处于上下限温度之间时，风扇缓慢转动；当环境温度大于上限值时，风扇全速转动。如果人体感应模块感应不到人体的存在，风扇会在30秒之后自动关闭。硬件系统的软件流程如图2所示。
图2 硬件系统软件流程图
客户端界面实现对温控风扇的远程监测，实时将风扇的状态呈现在用
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