基于单片机的远程无线风扇控制系统研究.pdf

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*收稿日期:

2012-01-11,修回日期:

2012-02-03*熊齐长,男,1988年生,硕士研究生,研究方向:

嵌入式系统。

文章编号:

1003-5850（2012）03-0004-02基于单片机的远程无线风扇控制系统研究熊齐长,董爱华（东华大学信息科学与技术学院,上海201600）摘要:

传统风扇的控制方式单一,无法实现灵活操作,难以满足人们日益多样化的需求。

综合利用了无线通信技术、单片机以及感应器,实现了对风扇运行状态的远程调控、温度自动检测以及风扇转速的自动调节。

经过实践的检验显示,基于单片机的远程无线风扇控制系统具有较好的工作稳定性以及较高的工作性能;同时,该系统操作比较简单,只需要设置相应的工作参数即可。

所研究的基于单片机的远程无线风扇控制系统具有设计成本较低、可扩展性强、便于操作等优点,分析探讨了基于单片机的远程无线风扇控制系统的建立与设计问题。

关键词:

单片机,远程控制,无线控制,风扇控制系统中图分类号:

TP368.1文献标识码:

AResearchofRemoteWirelessFanControlSystemBasedonMCUXIONGQi-chang,DONGAi-hua（DonghuaUniversity,SchoolofInformationScienceandTechnology,Shanghai201600,China）Abstract:

Thetraditionalsinglefancontrolisunabletorealizeflexibleoperation,itisdifficulttomeettheincreasinglydiverseneedsofpeople.Thispaperrealizesremotecontroloffanoperationalstatus,thetemperatureautomaticdetectionandtheautomaticadjustmentoffanspeedbyusingthewirelesscommunicationtechnology,micro-controllersandsensors.Afterthetestofpractice,itshowsthatfan-basedsingle-chipwirelessremotecontrolsystemhasgoodjobstabilityandhigherperformance;meanwhile,thesystemisrelativelysimpleandonlyneedstosettheappropriateoperatingparameters.Ingeneral,themicro-controller-basedremotewirelessfancontrolsysteminthispaperislowcost,scalable,easytooperate.Inthisarticle,theauthoranalyzedanddiscussedtheestablishmentanddesignofthemicro-controller-basedremotewirelessfancontrolsystem.Keywords:

Micro-controller,remotecontrol,wirelesscontrol,fancontrolsystem风扇是人们日常生活中常见的夏季祛暑工具,但是目前绝大多数的风扇均采用最为原始的机械操作模式。

这种模式采用纯人工的操作方式,虽然可以采用定时操作,但是很难满足人们日益多样化的需求。

虽然风扇在价格和能耗方面相对于空调等具有优势,但是,较少的技术含量很难为风扇争取更大的市场。

本文设计的基于单片机的远程无线风扇控制系统,综合采用了无线通信技术、单片机以及感应器,不仅能够远程操控,还能够根据温度的变化对风扇转速进行自动化调节,增强了风扇的智能化水平。

1远程无线风扇控制系统功能?

操作模式:

基于单片机的远程无线风扇控制系统主要预设了两种操作模式,即手动操作模式与自动操作模式。

在手动操作模式下,风扇的操作（转速、摆头等）完全通过人工方式实现;在自动操作模式下,风扇的操作由系统预设程序进行自动控制。

例如,每当温度传感器感知温度下降2,风扇的转速便会自动降低一个档位,相反,如果温度传感器感知温度上升2,风扇的转速便会自动升高一个档位。

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风扇转速控制:

在充分考虑不同人群对风速的4（总164）基于单片机的远程无线风扇控制系统研究2012年要求不同以及操作的简便性因素之后,将风扇转速预设5个档位,从1档至5档风扇转速不断提升。

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最低工作温度设置。

允许设置最低工作温度,一旦温度传感器感知温度低于用户所设置的最低工作温度,风扇便会自动停止工作;如果温度传感器感知温度高于用户所设置的最低工作温度,风扇便会自动开始工作。

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允许自定义开关时间。

在风扇的开关时间方面,允许用户进行完全的自定义设置,既可以设置风扇的关闭时间,也可以设置风扇的开启时间。

2远程无线风扇控制系统结构在所研究的系统当中,分别采用了单片机AT89C51和单片机AT89C2051,这两种均是比较常见的单片机,成本低廉。

如图1所示,温度采集模块由AT89C51单片机和DS18B20温度传感器组成,显示模块采用LCD1602液晶显示、键盘控制采用44矩阵,温度采集模块、液晶显示模块、键盘控制模块及无线数据发送模块共同组成了系统的遥控设置部分1;AT89C2051和无线数据接收模块组成了系统的无线接收部分;电机控制模块采用双向可控硅BTAI2,通过控制双向可控硅的导通角对电机进行调速2。

图2温度采集电路3远程无线风扇控制系统硬件电路结构3.1远程无线控制的电路设计基于单片机的远程无线风扇控制系统的远程无线控制电路主要包括3个部分,即远程无线控制主电路、无线数据发送电路以及温度采集电路。

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远程无线控制主电路主要包括以下几个部分:

单片机AT89C51、晶振电路、复位电路、液晶显示器（LCD1602）以及44矩阵键盘。

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无线数据发送电路。

由于基于单片机的远程无线风扇控制系统应用了SP集成发送模块,无线数据发送电路能够充分利用对单片机的串行口读写来收发各种无线数据,速度较快。

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将单片机AT89C51的P1.6接口与温度传感器DSl8820相连,把该接口当作温度数据的传输接口;同时,为了确保温度数据具有较高的质量,设置了一个4.7K的上拉电阻。

3.2无线数据接收模块的电路设计在设计无线数据接收模块的电路时,因为该模块仅仅负责数据的无线收发以及机电控制功能,因此选择了相对于单片机AT89C51的更加精简的20脚单片机AT89C2051,利用串行接口连接到SP无线接收单元,为无线数据的输出和接收提供便利。

3.3机电控制模块的电路设计为了体现不同人群对风速的要求不同以及操作的简便性因素,将风扇转速预设5个档位,从1档至5档风扇转速不断提升。

因此,实现基于单片机的远程无线风扇控制系统的多档调节功能,需要将双向可控硅BTA12应用在电机驱动方面。

双向可控硅BTA12具有体积相对较低、容量比较大、有效耐高压以及能够设置导通角的优势,可以使其在大电流、高电压的环境工作较长时间。

除此之外,所设计的基于单片机的远程无线风扇控制系统也充分考虑了信号干扰的问题,因此在强弱电信号的光电隔离方面采用了光耦芯片MOC3041,实现了令人满意的光电隔离效果,并且机电控制正常。

4基于单片机的远程无线风扇控制系统的软件系统设计软件系统的工作稳定性与可靠性非常重要,因此,为了确保所研究的基于单片机的远程无线风扇控制系统具有较高的稳定性与可靠性,整个软件系统采用了模块化的设计理念。

在程序编写方面,借助C语言编程工具,整个软件体系非常简洁。

（下转第9页）5第25卷第3期电脑开发与应用（总165）续（表3）wP1P2P3P4P5W350.292-W360.101-W3410.1980.450.500.500.500.40W3420.3190.650.550.700.550.60W3430.1830.400.300.350.300.35W3440.3000.500.550.450.550.60W3510.2880.450.450.500.600.55W3520.2110.400.450.450.350.40W3530.3750.600.650.550.600.70W3540.1260.300.350.250.200.35W3610.5110.850.900.950.900.80W3620.4890.900.950.900.800.85将关于效能元素评估值的矩阵按照式（9）、式（10）进行规范化和归一化得矩阵Eij:

Eij=0.20.1670.2670.1330.2330.1970.2100.1840.2240.1840.2000.250.1670.1670.2170.2170.2050.1690.2170.1930.2240.2110.1840.1840.1970.1870.1930.2480.1650.2070.2180.1640.2730.1820.164由式（11）式（13）得蓝方的效能测度值:

?

（E）=0.524,N（E）=0.174,Cr（E）=0.349同理,可得红方的效能测度值为:

?

（W）=0.232,N（W）=0.053,Cr（W）=0.143比较双方的测度值:

?

（W）?

（E）1,N（W）N（E）1根据表1中的态势等级可得:

红方在当前态势中处于6级（劣势）。

4结论利用可能性理论中的可能性测度和必然性测度,以及可信性测度,减少了态势分析的不确定性,构造了战场态势的定量化分析模型,为战场态势分析提供了一个新的研究方向。

该模型不仅理论上具有科学性,同时也为非战争状态下的军事态势评估提供了一个定量的分析手段,从一个新的角度揭示出蕴含在数据中有关战场态势的信息,其研究思路清晰,方法简明,对从总体上把握战场的局势具有一定的借鉴意义,值得进一步研究。

参考文献:

1刘同明,夏祖勋,谢洪成.数据融合技术及其应用M.北京:

国防工业出版社,1998.2毕义明,刘良,刘伟,等.军事建模与仿真M.北京:

国防工业出版社,2009.3余会,张墨华,李伟华,等.战术决策中基于Petri网的知识表示与权值训练J.火力与指挥控制,2008,33（7）:

115.4ZadehLA.FuzzySetsasaBasisforaTheoryofPossibilityJ.FuzzySetsandSystem,1978,

（1）:

3-28.5哈明虎,杨兰珍,吴从火斤.广义模糊集值测度引论M.北京:

科学出版社,2009.（上接第5页）5结束语基于单片机的远程无线风扇控制系统,综合采用了无线通信技术、单片机以及感应器,不仅能够远程操控,还能够根据温度的变化对风扇转速进行自动化调节,增强了风扇的智能化水平。

所研究的基于单片机的远程无线风扇控制系统以AT89C51单片机为核心,结合传感器、无线通信、可控硅等技术,利用环境温度变化来自动控制电风扇转速的大小,实现了多档无线温控电风扇全自动调速控制,较好地把智能控制技术应用到了家用电器控制系统中。

该调速器性能稳定、控制准确、节能节电。

利用软件技术实现电风扇风速调级和开停机控制,增强了抗干扰性,适用于依靠电风扇散热来降温的任一控制系统。

参考文献:

1辛艳辉,袁合才.基于单片机和TC35i的温室大棚智能监测系统设计J.安徽农业科学,2011（13）:

8093-8094.2于秋红,任丽晔.综述单片机应用系统抗干扰技术J.长春大学学报,2007（10）:

43-45.3林铃,于德海.自学习红外遥控器的设计与实现J.电脑知识与技术,2008（24）:

32-33.4游志宇,张洪,董秀成,等.MCS-51与FPGA/CPLD总线接口逻辑设计J.单片机与嵌入式系统应用,2008

（1）:

29-32.5MichaelJohn.FanPWMControlMethodJ.ElectronicsWorld,2003（12）:

32-35.6许艳惠.基于单片机控制的超声波测距系统的设计J.仪器仪表用户,2006（5）:

34-35.9第25卷第3期电脑开发与应用（总169）