无线遥控温控风扇系统【字数：11951】
摘 要电风扇简称电扇，也称为风扇,是一种给电动机供电，从而使得扇叶进行旋转，通过扇叶的旋转，使空气中的气流加速，以此达到降温效果的设备。风扇在宾馆，饭店，家庭和办公场所等受到了广泛的使用。现在常见的风扇大多是需要使用者手动调节，风扇的旋转，启动和停止都需要手动调节给使用者带来了一定的不便。本文就以上问题，对风扇做出了一些改进。在本设计中，外部环境温度的采集是用的DS18B20，根据外部环境温度的变化，让电机达到不同的转速。将采集到外部环境的温度与系统提前设定的预设温度进行比较之后，可以使风扇电机旋转或者停止，并且采集到的外部环境温度是不停变化的，当采集的温度在不同的温度范围内时，电机的转速也是不一样的。系统一开始的初始温度范围是通过遥控上的三个按键实现的，一个温度设置，一个增大预设温度，一个减小预设温度。当DS18B20采集到的外部环境温度低于系统设定的预设下限温度值时，风扇就会停止转动，当采集到的环境温度在下限温度和上限温度中间时转速为1档，温度高于上限温度时，转速保持2档。在转速方面，本设计通过PWM调频技术控制。温控风扇是将采集到的外部环境温度和系统提前设定的预设温度进行比较，不同的比较结果，电机会有不一样的转速，同时用LCD1602液晶显示屏显示检测到的温度，预设的温度和转速。系统中还配备有定时程序，可以根据自己的需求设置旋转时间。
目 录
1.绪论 1
1.1课题背景及其意义 1
1.2国内外的研究状况 1
1.3本文的主要研究内容及论文结构安排 3
2.整体方案设计 5
2.1控制方案的确定 5
2.2方案的论证 5
2.2.1温度传感器的选择 5
2.2.2控制核心的选择 5
2.2.3温度显示器件的选择 6
2.2.4调速方式的选择 6
2.2.5电机驱动芯片的选择 6
3.各模块硬件电路的设计 8
3.1系统功能分析及体系结构设计 8
3.1.1 系统功能分析 8
3.1.2 系统总体结构 9
3.2模块电路的设计 9
3.2.1 STC89C52单片机核心系统电路 9
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3.2.2 开关复位与晶振电路 10
3.2.3 红外接收和发射电路 11
3.2.4 LCD1602显示电路 12
3.2.5 DS18B20温度采集电路 14
4.软件设计 15
4.1编程软件和语言的选择 15
4.2 编程软件设计思想 16
4.3程序流程图 16
5.系统调试 18
5.1电路焊接 18
5.2系统调试 18
5.2.1系统程序调试 18
5.2.2系统硬件调试 20
5.3实物调试 22
致谢 24
参考文献 25
1.绪论
1.1课题背景及其意义
在日常生活中，电风扇的使用频率依旧很高。例如在炎热的夏天，风扇仍是人们用来降温的不二选择，虽然空调等制冷器件在市场上已经收到了广泛的使用，但在一些不发达地区，空调仍然是用来降温的第一选择。在夜间睡觉时，虽然有空调，但很大一部分人夜间也是使用风扇降温的，因为空调会使房间过于干燥。所以电风扇仍然是现在的主流降温器件。但是现在的风扇基本上是依靠手动旋钮调节的，当外部环境温度产生变化的时候，风扇的转速并不会随着变化。在企业中，这一点就会造成电资源不必要的浪费。在日常使用中，会由于风速过大，使使用者换上感冒等症状。
所以为了避免电资源的浪费和为使用者身体安全着想，设计了无线遥控温控风扇系统，风扇中装有温度传感器，能针对于温度的变化及时作风扇转速方面的调节，同时配备了红外遥控，方便了使用，系统中还有定时系统，更人性化，可以根据自己的需要来控制风扇的运转时间。
1.2国内外的研究状况
风扇在炎热的夏季，被大家追捧。但是伴随着空调等制冷器件的出现，风扇的市场受到了冲击，销量日渐下降。但是从能源节约和使用方便考虑，风扇仍是第一选择，并且风扇也在不停地进步与发展[8]。
机械风扇开始于1830年。美国人James Byron的灵感来自于手表的结构，想到了将其安装在屋顶，这样加快空气流速范围还大，并发明了一种通过缠绕弹簧来旋转风扇叶片的装置[10]。扇叶旋转后，加快了空气的运动速度，就会产生凉风。但是需要借助梯子就给风扇上发条提供动力，不方便使用。这就是我们现在使用的悬挂式风扇的雏形，如图11所示[12]。1872年，一位名叫约瑟夫的法国人开始使用风力涡轮机开发了一种装置，该装置使用齿轮链设备来驱动风扇叶片的旋转。与Byron发明的机械风扇相比，这种风扇更精致，更易于使用[13]。1880年，美国舒乐首次将叶片直接安装在电动机上，然后连接电源，叶片迅速转动，风吹向空中。这是世界上第一个电风扇。
中国第一台风扇的发明人杨吉川，在上海四川横韶大桥开设了变压器制造厂[3]，并于1925年被命名为“华盛电器厂”和“华盛电风扇厂”。作为过去的家用电器，电风扇被认为无法承受先进制冷设备（如空调）的市场影响，但电风扇具有节能，体积小和尺寸小的特点。为了方便使用和家庭收入问题，仍然有一些地区不是所有家庭都使用空调，在这些家庭，风扇在炎热的夏天是散热的第一选择[17]，所以风扇在中国仍然具有很大的市场。中国市场依旧非常关心风扇的发展趋势。在以往风扇的发展方向是使风扇智能化[18]，但在现在这个阶段，智能电风扇已经在投入使用[5]，如图12所示，智能控制技术已经有了一个大的进步，下一阶段的研究是为了满足更多人和不同用户群的需求。
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图11 悬挂式风扇
图12 智能风扇
虽然国外对风扇的研究不如国内研究那么活跃，但对智能电器的研究比中国更成功。 “智能家电”由三个层次组成。智能电气元件，如智能断路器，智能接触器，智能磁力启动器。智能电源和配电系统[21]。智能开关柜包含多个断路器，电力系统的控制与电力设备的控制密切相关。
在现阶段，温控风扇系统的设计已经取得了一定的成果，风扇可以根据采集到的外部环境温度的变化自动进行速度的调节，当采集到的外部环境温度升高到系统设定的预设下限温度值时，风扇就会旋转，并且风扇的转速会随着采集到的外部环境温度的升高而增加，当采集到的外部环境温度降到系统设定的预设温度值以下时[24]，风扇就会停止转动，实现智能控制。
目 录
1.绪论 1
1.1课题背景及其意义 1
1.2国内外的研究状况 1
1.3本文的主要研究内容及论文结构安排 3
2.整体方案设计 5
2.1控制方案的确定 5
2.2方案的论证 5
2.2.1温度传感器的选择 5
2.2.2控制核心的选择 5
2.2.3温度显示器件的选择 6
2.2.4调速方式的选择 6
2.2.5电机驱动芯片的选择 6
3.各模块硬件电路的设计 8
3.1系统功能分析及体系结构设计 8
3.1.1 系统功能分析 8
3.1.2 系统总体结构 9
3.2模块电路的设计 9
3.2.1 STC89C52单片机核心系统电路 9
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3.2.2 开关复位与晶振电路 10
3.2.3 红外接收和发射电路 11
3.2.4 LCD1602显示电路 12
3.2.5 DS18B20温度采集电路 14
4.软件设计 15
4.1编程软件和语言的选择 15
4.2 编程软件设计思想 16
4.3程序流程图 16
5.系统调试 18
5.1电路焊接 18
5.2系统调试 18
5.2.1系统程序调试 18
5.2.2系统硬件调试 20
5.3实物调试 22
致谢 24
参考文献 25
1.绪论
1.1课题背景及其意义
在日常生活中，电风扇的使用频率依旧很高。例如在炎热的夏天，风扇仍是人们用来降温的不二选择，虽然空调等制冷器件在市场上已经收到了广泛的使用，但在一些不发达地区，空调仍然是用来降温的第一选择。在夜间睡觉时，虽然有空调，但很大一部分人夜间也是使用风扇降温的，因为空调会使房间过于干燥。所以电风扇仍然是现在的主流降温器件。但是现在的风扇基本上是依靠手动旋钮调节的，当外部环境温度产生变化的时候，风扇的转速并不会随着变化。在企业中，这一点就会造成电资源不必要的浪费。在日常使用中，会由于风速过大，使使用者换上感冒等症状。
所以为了避免电资源的浪费和为使用者身体安全着想，设计了无线遥控温控风扇系统，风扇中装有温度传感器，能针对于温度的变化及时作风扇转速方面的调节，同时配备了红外遥控，方便了使用，系统中还有定时系统，更人性化，可以根据自己的需要来控制风扇的运转时间。
1.2国内外的研究状况
风扇在炎热的夏季，被大家追捧。但是伴随着空调等制冷器件的出现，风扇的市场受到了冲击，销量日渐下降。但是从能源节约和使用方便考虑，风扇仍是第一选择，并且风扇也在不停地进步与发展[8]。
机械风扇开始于1830年。美国人James Byron的灵感来自于手表的结构，想到了将其安装在屋顶，这样加快空气流速范围还大，并发明了一种通过缠绕弹簧来旋转风扇叶片的装置[10]。扇叶旋转后，加快了空气的运动速度，就会产生凉风。但是需要借助梯子就给风扇上发条提供动力，不方便使用。这就是我们现在使用的悬挂式风扇的雏形，如图11所示[12]。1872年，一位名叫约瑟夫的法国人开始使用风力涡轮机开发了一种装置，该装置使用齿轮链设备来驱动风扇叶片的旋转。与Byron发明的机械风扇相比，这种风扇更精致，更易于使用[13]。1880年，美国舒乐首次将叶片直接安装在电动机上，然后连接电源，叶片迅速转动，风吹向空中。这是世界上第一个电风扇。
中国第一台风扇的发明人杨吉川，在上海四川横韶大桥开设了变压器制造厂[3]，并于1925年被命名为“华盛电器厂”和“华盛电风扇厂”。作为过去的家用电器，电风扇被认为无法承受先进制冷设备（如空调）的市场影响，但电风扇具有节能，体积小和尺寸小的特点。为了方便使用和家庭收入问题，仍然有一些地区不是所有家庭都使用空调，在这些家庭，风扇在炎热的夏天是散热的第一选择[17]，所以风扇在中国仍然具有很大的市场。中国市场依旧非常关心风扇的发展趋势。在以往风扇的发展方向是使风扇智能化[18]，但在现在这个阶段，智能电风扇已经在投入使用[5]，如图12所示，智能控制技术已经有了一个大的进步，下一阶段的研究是为了满足更多人和不同用户群的需求。
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图11 悬挂式风扇
图12 智能风扇
虽然国外对风扇的研究不如国内研究那么活跃，但对智能电器的研究比中国更成功。 “智能家电”由三个层次组成。智能电气元件，如智能断路器，智能接触器，智能磁力启动器。智能电源和配电系统[21]。智能开关柜包含多个断路器，电力系统的控制与电力设备的控制密切相关。
在现阶段，温控风扇系统的设计已经取得了一定的成果，风扇可以根据采集到的外部环境温度的变化自动进行速度的调节，当采集到的外部环境温度升高到系统设定的预设下限温度值时，风扇就会旋转，并且风扇的转速会随着采集到的外部环境温度的升高而增加，当采集到的外部环境温度降到系统设定的预设温度值以下时[24]，风扇就会停止转动，实现智能控制。
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