一種基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能家居和網(wǎng)絡(luò)化控制設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)扇是一種很常見的家用電器，特別是在烈日炎炎的夏季，風(fēng)扇可以成為家家戶戶降溫消暑的利器。風(fēng)扇和空調(diào)相比，具有環(huán)保節(jié)能、價(jià)格低廉和性價(jià)比高的特點(diǎn)，因此在未來一段時(shí)間內(nèi)仍將廣泛存在。但現(xiàn)有的、傳統(tǒng)的風(fēng)扇很多都是就地控制的，即通過風(fēng)扇上固定的物理按鍵或短距離遙控器的現(xiàn)場(chǎng)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇的啟停和調(diào)速等操作，而且基本上控制方式都比較單一?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)風(fēng)扇很少涉及遠(yuǎn)程操縱、物聯(lián)網(wǎng)和智能化的概念，即沒有通過網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和遠(yuǎn)程控制，以網(wǎng)絡(luò)的方式統(tǒng)籌風(fēng)扇設(shè)備；而且?guī)缀醵际情_環(huán)控制，即用戶通過選定一個(gè)速度檔位給定轉(zhuǎn)動(dòng)速度，單向調(diào)節(jié)風(fēng)扇的啟停和轉(zhuǎn)速，沒有閉環(huán)反饋裝置和其他智能決策功能。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷如下:
[0004]一、傳統(tǒng)的風(fēng)扇很多都是本地控制，也幾乎都是開環(huán)控制。本地控制即通過觸擊風(fēng)扇上固定的物理按鍵或短距離遙控器的現(xiàn)場(chǎng)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇的啟停和調(diào)速等操作。而開環(huán)控制是指沒有加入反饋裝置和傳感器模塊，即對(duì)風(fēng)扇電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度并沒有進(jìn)行采集和反饋，用戶無法獲知風(fēng)扇的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，也無法通過對(duì)比和運(yùn)算實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0005]二、傳統(tǒng)的風(fēng)扇幾乎沒有附帶任何微型處理器，因此不具備智能決策和自組織的功能。微型處理器就像人體中的大腦，負(fù)責(zé)思考、運(yùn)算、接收輸入信號(hào)并輸出控制信號(hào)，因此沒有控制器的設(shè)備就是一個(gè)“傻瓜式”的裝置，不能預(yù)設(shè)規(guī)則，也不能讓設(shè)備根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則自主、獨(dú)立而智能地決策、組織和運(yùn)行。沒有附帶微型處理器的風(fēng)扇設(shè)備無法成為一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行和決策的智能體；
[0006]三、傳統(tǒng)的風(fēng)扇一般都不附帶智能傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、PM2.5探測(cè)器等，因此無法感知和獲悉風(fēng)扇當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境周圍的狀態(tài)和信息。在欠缺環(huán)境狀況的條件下，風(fēng)扇無法根據(jù)實(shí)際情況和需求適時(shí)調(diào)整其轉(zhuǎn)速，可能導(dǎo)致用戶使用舒適度的降低和能源的浪費(fèi)；
[0007]四、目前市面上幾乎未推出任何基于物聯(lián)網(wǎng)概念和層面的智能風(fēng)扇設(shè)備，即通過網(wǎng)絡(luò)化、物聯(lián)化、智能化的理念統(tǒng)籌、管理和控制風(fēng)扇設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)化和物聯(lián)化的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)多個(gè)設(shè)備的統(tǒng)一管理，同時(shí)可以很方便地使用接入同一網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)程終端對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，使控制更加的便捷、靈活和智能。
[0008]因此，有必要提供一種新的風(fēng)扇控制系統(tǒng)及方法來滿足人們的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇控制系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇控制方法。
[0011]本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0012]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，包括微型處理器，以及分別與微型處理器相連的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、測(cè)速模塊、紅外接收模塊、溫濕度傳感器，還包括紅外遙控器、電源模塊、遠(yuǎn)程控制終端，其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、測(cè)速模塊分別與風(fēng)扇直流電機(jī)相連，電源模塊為風(fēng)扇直流電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、微型處理器供電，所述的遠(yuǎn)程控制終端與一個(gè)以上的微型處理器相連。
[0013]所述的遠(yuǎn)程控制終端通過以太網(wǎng)通信模塊與微型處理器相連。
[0014]所述的以太網(wǎng)通信模塊采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議。
[0015]所述的遠(yuǎn)程控制終端為手機(jī)，或者計(jì)算機(jī)，或者平板電腦。
[0016]所述的微型處理器的型號(hào)為ATmegal28L。
[0017]本發(fā)明的另一目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0018]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇控制方法，包含以下順序的步驟:
[0019]S1.系統(tǒng)從斷電狀態(tài)到成功通電運(yùn)行之后的狀態(tài)，進(jìn)行設(shè)備、存儲(chǔ)和程序的初始化操作；
[0020]S2.首先檢測(cè)紅外接收模塊是否接收到來自于紅外遙控器的控制信號(hào):若有，則將紅外控制信號(hào)傳至微型處理器，并進(jìn)入步驟S5 ;若無，則進(jìn)入下一步S3 ;
[0021]S3.檢測(cè)以太網(wǎng)通信模塊是否接收到來自遠(yuǎn)程控制終端的控制信號(hào):若有，則將遠(yuǎn)程控制信號(hào)傳至微型處理器，并進(jìn)入步驟S5 ;若無，則進(jìn)入下一步S4 ;
[0022]S4.微型處理器判斷系統(tǒng)是否已設(shè)定智能的自主運(yùn)行規(guī)則，即風(fēng)扇系統(tǒng)能在不依賴外界控制信號(hào)的條件下，智能運(yùn)行的模式:若有，則啟動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)置的溫濕度傳感器探測(cè)環(huán)境的實(shí)際溫度和濕度參數(shù)，并將測(cè)量信號(hào)傳至微型處理器，進(jìn)入步驟S5 ;若無，則結(jié)束整個(gè)流程；
[0023]S5.微型處理器通過獲取、判斷并分析上述各種可能情況下傳入的控制信號(hào)，再結(jié)合來自測(cè)速模塊的電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，根據(jù)內(nèi)置的算法運(yùn)算求得相應(yīng)的控制參數(shù)，最終通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及PWM控制方式調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，并進(jìn)入步驟S6 ;
[0024]S6.測(cè)速模塊采集風(fēng)扇直流電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，并反饋至微型處理器進(jìn)入步驟S5，形成閉環(huán)控制。
[0025]所述的遠(yuǎn)程控制終端為手機(jī)，或者計(jì)算機(jī)，或者平板電腦。
[0026]所述的微型處理器的型號(hào)為ATmegal28L。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0028]一、通過嵌入網(wǎng)絡(luò)通信模塊，使風(fēng)扇具備與外界交換信息的能力。以網(wǎng)絡(luò)化、物聯(lián)化的方式管理智能風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)風(fēng)扇隨時(shí)隨地的控制，更可以通過手機(jī)、平板、計(jì)算機(jī)等接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制風(fēng)扇通斷和調(diào)節(jié)風(fēng)速，提高便捷性。
[0029]二、通過嵌入微型處理器，使風(fēng)扇具備復(fù)雜運(yùn)算和自主控制的能力，保證在無外來控制信號(hào)的前提下，能根據(jù)已有設(shè)定的規(guī)則正常運(yùn)行。
[0030]三、通過加入溫濕度傳感器，使風(fēng)扇具備探測(cè)周圍環(huán)境的能力，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的智能調(diào)
-K-■P。
[0031]四、通過加入紅外探測(cè)和遙控裝置，保證網(wǎng)絡(luò)故障的情況下，風(fēng)扇依然能在本地被可靠控制。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇的正視圖；
[0034]圖3為本發(fā)明所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇的側(cè)視圖；
[0035]圖4為本發(fā)明所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]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。
[0037]如圖1、2、3，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，包括微型處理器，以及分別與微型處理器相連的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、測(cè)速模塊、紅外接收模塊、溫濕度傳感器，還包括紅外遙控器、電源模塊、遠(yuǎn)程控制終端，其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、測(cè)速模塊分別與風(fēng)扇直流電機(jī)相連，電源模塊為風(fēng)扇直流電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、微型處理器供電，所述的遠(yuǎn)程控制終端與一個(gè)以上的微型處理器相連。
[0038]所述的遠(yuǎn)程控制終端通過以太網(wǎng)通信模塊與微型處理器相連。
[0039]所述的以太網(wǎng)通信模塊采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議。
[0040]所述的遠(yuǎn)程控制終端為手機(jī)，或者計(jì)算機(jī)，或者平板電腦。
[0041]所述的微型處理器的型號(hào)為ATmegal28L。
[0042]電源模塊保證了整個(gè)裝置正常運(yùn)行的能源供給，通過將交流電轉(zhuǎn)換為各種其他形式的直流電，分別供給微型處理器、直流電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
[0043]以太網(wǎng)通信模塊是實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇物聯(lián)網(wǎng)化的核心部件。通過給每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)扇裝置配備一個(gè)相應(yīng)的通信模塊，使所有風(fēng)扇能夠接入同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)信息互通。采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議保證通信時(shí)信息傳遞的準(zhǔn)確性和可靠性。通過以太網(wǎng)通信模塊接入同一物聯(lián)網(wǎng)中的所有風(fēng)扇設(shè)備，由于單個(gè)獨(dú)立的設(shè)備均對(duì)應(yīng)于一個(gè)唯一的地址，可被準(zhǔn)確尋址，因此可將整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)交由外界上位機(jī)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化操作。更進(jìn)一步的，對(duì)于任何接入同一物聯(lián)網(wǎng)中的遠(yuǎn)程控制終端(包括但不限于個(gè)人電腦、移動(dòng)電話、個(gè)人掌上電腦、平板電腦、筆記本電腦等)，都存在允許通信模塊和遠(yuǎn)程終端間數(shù)據(jù)交互的信息通道，因此來自遠(yuǎn)程控制終端的信號(hào)總能被傳輸至微型處理器，從而參與決策和控制。同時(shí)，風(fēng)扇的實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)可通過該數(shù)據(jù)鏈路傳遞給遠(yuǎn)程終端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0044]微型處理器的嵌入是保證物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)扇作為一個(gè)自組織、可獨(dú)立思考和運(yùn)行的智能體存在的根本條件。微型處理器是所有信號(hào)匯聚的中心，也是運(yùn)算和決策中心。微型處理器能將各類來自太網(wǎng)通信模塊、紅外接收模塊和溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，生成最終決策以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。
[0045]所有對(duì)風(fēng)扇的控制行為，如啟停、調(diào)速等，終宄是對(duì)直流電機(jī)的控制。對(duì)直流電機(jī)的所有控制信號(hào)(包括來自遠(yuǎn)程控制終端、紅外遙控器和溫濕度傳感器的控制信號(hào))都必須經(jīng)過微型處理器運(yùn)算之后，再通過驅(qū)動(dòng)電路傳遞給直流電機(jī)。驅(qū)動(dòng)電路對(duì)直流電機(jī)采用傳統(tǒng)的PWM控制方式。測(cè)速模塊采用霍爾傳感器