智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于：包括電風(fēng)扇主體、紅外人體感應(yīng)模塊、溫度感應(yīng)模塊、聲音感應(yīng)模塊以及控制單元，所述控制單元包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述下位機(jī)包括主控芯片、傳感器的輔助控制芯片和風(fēng)扇的輔助控制芯片，所述主控芯片通過串口與上位機(jī)相連，所述主控芯片分別與傳感器的輔助控制芯片和風(fēng)扇的輔助控制芯片相連，所述傳感器的輔助控制芯片分別與溫度感應(yīng)模塊、紅外人體感應(yīng)模塊、聲音感應(yīng)模塊相連，所述風(fēng)扇的輔助控制芯片與風(fēng)扇主體的電子調(diào)速電路相連。本實(shí)用新型可以對溫度、聲音和紅外人體信息的集中分析處理，實(shí)現(xiàn)在無人時(shí)自主關(guān)閉電風(fēng)扇和反饋調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速大小的功能，充分地節(jié)約了電能并為使用者提供一個(gè)更為適宜的工作學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】
智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電風(fēng)扇控制領(lǐng)域，特別涉及一種智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的智能電風(fēng)扇將聲吶感應(yīng)、溫度控制調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)紅外人體感應(yīng)進(jìn)行整合，解決了風(fēng)扇不能自我進(jìn)行風(fēng)速調(diào)整以及不能自動(dòng)開啟關(guān)閉的問題。但無法實(shí)現(xiàn)判斷電風(fēng)扇應(yīng)用場合工作學(xué)習(xí)狀態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)將所有信息進(jìn)行集中處理，多元分析，更智能調(diào)節(jié)的功能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種能充分地節(jié)約了電能并為使用者提供一個(gè)更為適宜的工作學(xué)習(xí)環(huán)境的智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于:包括電風(fēng)扇主體、紅外人體感應(yīng)模塊、溫度感應(yīng)模塊、聲音感應(yīng)模塊以及控制單元，所述控制單元包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述下位機(jī)包括主控芯片、傳感器的輔助控制芯片和風(fēng)扇的輔助控制芯片，所述主控芯片通過串口與上位機(jī)相連，所述主控芯片分別與傳感器的輔助控制芯片和風(fēng)扇的輔助控制芯片相連，所述傳感器的輔助控制芯片分別與溫度感應(yīng)模塊、紅外人體感應(yīng)模塊、聲音感應(yīng)模塊相連，所述風(fēng)扇的輔助控制芯片與風(fēng)扇主體的電子調(diào)速電路相連；
[0005]所述紅外人體感應(yīng)模塊用于檢測人體是否在電風(fēng)扇的工作區(qū)，將檢測到的信息傳遞給控制單元進(jìn)行處理，控制單元從而控制電風(fēng)扇的開合狀態(tài)；
[0006]所述溫度感應(yīng)模塊用于檢測環(huán)境的溫度，將檢測到的信息傳遞給控制單元進(jìn)行處理，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的臨界值，控制單元調(diào)節(jié)風(fēng)扇使其達(dá)到相應(yīng)的檔位；
[0007]所述聲音感應(yīng)模塊與控制單元相連，用于檢測聲音信號，從而將檢測到的信息傳遞給控制單元，通過控制單元控制電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
[0008]按上述技術(shù)方案，所述控制單元還包括存儲(chǔ)模塊和記憶模塊。
[0009]按上述技術(shù)方案，所述聲音感應(yīng)模塊包括在每個(gè)電風(fēng)扇的頸部安設(shè)聲音傳感器。
[0010]按上述技術(shù)方案，所述主控芯片采用STM32F103RBT6芯片。
[0011]按上述技術(shù)方案，傳感器的輔助控制芯片采用STC89C51芯片。
[0012]按上述技術(shù)方案，風(fēng)扇的輔助控制芯片采用NE555型時(shí)基集成電路。
[0013]按上述技術(shù)方案，所述電子調(diào)速電路包括電源電路、可控振蕩器和控制執(zhí)行電路。
[0014]本實(shí)用新型所取得的有益效果為:
[0015]1、本實(shí)用新型可以對溫度、聲音和紅外人體信息的集中分析處理，實(shí)現(xiàn)在無人時(shí)自主關(guān)閉電風(fēng)扇和反饋調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速大小的功能，充分地節(jié)約了電能并為使用者提供一個(gè)更為適宜的工作學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)用性強(qiáng)。
[0016]2、通過設(shè)置紅外人體感應(yīng)模塊，當(dāng)無人在電風(fēng)扇工作范圍內(nèi)，系統(tǒng)反饋，自動(dòng)關(guān)閉電風(fēng)扇。
[0017]3、通過設(shè)置溫度感應(yīng)模塊來感受周圍溫度變化，系統(tǒng)反饋，自主調(diào)節(jié)檔位，從而調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)速。
[0018]4、通過設(shè)置聲音感應(yīng)模塊來檢測環(huán)境聲音，系統(tǒng)判斷是否影響工作學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行反饋，調(diào)節(jié)風(fēng)速大小，避免電風(fēng)扇大功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音帶來的影響。
[0019]5、通過設(shè)置存儲(chǔ)模塊和記憶模塊，當(dāng)有人為調(diào)整時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)將傳感器采集的信息分析處理，隨后將運(yùn)算結(jié)果及調(diào)整前后的狀態(tài)信息保存到數(shù)據(jù)庫中，控制系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)庫，逐步調(diào)整相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而完成記憶學(xué)習(xí)優(yōu)化的過程，使得系統(tǒng)愈來愈智能，更加符合人們使用習(xí)慣，同時(shí)智能處理不合理的人為調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
[0021 ]圖2位本實(shí)用新型的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1、2所示，本實(shí)施例提供了一種智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，包括電風(fēng)扇主體、紅外人體感應(yīng)模塊、溫度感應(yīng)模塊、聲音感應(yīng)模塊以及控制單元，所述控制單元包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述下位機(jī)包括主控芯片、傳感器的輔助控制芯片和風(fēng)扇的輔助控制芯片，所述主控芯片通過串口與上位機(jī)相連，所述主控芯片分別與傳感器的輔助控制芯片和風(fēng)扇的輔助控制芯片相連，所述傳感器的輔助控制芯片分別與溫度感應(yīng)模塊、紅外人體感應(yīng)模塊、聲音感應(yīng)模塊相連，所述風(fēng)扇的輔助控制芯片與風(fēng)扇主體的電子調(diào)速電路相連。
[0024]所述紅外人體感應(yīng)模塊，采用被動(dòng)式紅外熱釋傳感器，檢測人體是否在風(fēng)扇工作區(qū)，將信息傳遞給傳感器的輔助控制芯片，控制單元進(jìn)行反饋決定電風(fēng)扇的開合狀態(tài)。
[0025]所述溫度感應(yīng)模塊通過溫度感應(yīng)器來檢測環(huán)境的溫度，首先設(shè)定臨界值，當(dāng)夏天溫度達(dá)到臨界值時(shí)，溫度感應(yīng)模塊將感應(yīng)到的溫度傳到控制單元，控制單元判斷溫度是否達(dá)到臨界值，若溫度達(dá)到臨界值則系統(tǒng)將其與其他數(shù)據(jù)(檢測到的人員信息、聲音信息)結(jié)合使風(fēng)扇自動(dòng)打開，并與其他信息綜合處理調(diào)節(jié)到相應(yīng)檔位，依次有五個(gè)檔位的溫度臨界值，以適應(yīng)不同的環(huán)境溫度達(dá)到更好的調(diào)節(jié)作用。反之，風(fēng)扇處于關(guān)閉狀態(tài)，不打開；
[0026]所述聲音感應(yīng)模塊包括在每個(gè)電風(fēng)扇的頸部安設(shè)聲音傳感器，該傳感器內(nèi)置一個(gè)對聲音敏感的電容式駐極體話筒。聲波使話筒內(nèi)的駐極體薄膜振動(dòng)，導(dǎo)致電容的變化，而產(chǎn)生與之對應(yīng)變化的微小電壓。這一電壓隨后被轉(zhuǎn)化成0-5V的電壓，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換被數(shù)據(jù)采集器接收，并傳送給傳感器的輔助控制芯片。所述傳感器的輔助控制芯片將聲音傳感器的信號傳遞到上位機(jī)的控制系統(tǒng)后，與溫度感應(yīng)模塊以及系統(tǒng)內(nèi)自帶的是否為上課考試時(shí)間等信息進(jìn)行綜合處理后，判斷出此時(shí)教室內(nèi)是否需要降低或加快風(fēng)扇風(fēng)速，從而形成對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的輔助性工作；
[0027]上位機(jī)的控制系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，起到數(shù)據(jù)處理及發(fā)出操控指令的作用，同時(shí)將當(dāng)前狀態(tài)信息時(shí)時(shí)呈現(xiàn)給管理員，方便管理員對系統(tǒng)進(jìn)行必要的配置。
[0028]主控芯片采用STM32F103RBT6芯片，它具有高達(dá)72MHZ主頻，豐富的外設(shè)(包括串口、SPI接口、IIC接口、AD轉(zhuǎn)換、定時(shí)器等)，其運(yùn)算處理功能強(qiáng)大，通信功能完善，能夠滿足設(shè)計(jì)需要;與上位機(jī)通信時(shí)，采用的是串口，打開1時(shí)鐘和串口時(shí)鐘，并設(shè)置好相應(yīng)的中斷及編寫中斷處理函數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)上、下位機(jī)的發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的功能。
[0029]傳感器的輔助控制芯片采用STC89C51芯片，由它實(shí)現(xiàn)對傳感器收集到數(shù)據(jù)初步處理，并傳輸?shù)街骺匦酒?，或是接收主控芯片傳遞的操控指令，對傳感器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
[0030]風(fēng)扇的輔助控制芯片采用NE555型時(shí)基集成電路。該電風(fēng)扇電子調(diào)速器電路由電源電路、可控振蕩器和控制執(zhí)行電路組成。
[0031]上位機(jī)的控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間判斷是否是在夏季時(shí)間段內(nèi)，若在則系統(tǒng)工作，不在則系統(tǒng)不工作。
[0032]若系統(tǒng)時(shí)間在夏季時(shí)間段內(nèi)，則當(dāng)紅外人體感應(yīng)模塊感應(yīng)到人時(shí)，控制系統(tǒng)打開溫度傳感器開關(guān)，溫度傳感器開始工作，將溫度信息傳給主控芯片，當(dāng)檢測的溫度在人的最佳體感溫度附近，或是溫度較低時(shí)，風(fēng)扇不工作；當(dāng)氣溫高于設(shè)定閾值時(shí)，由主控芯片根據(jù)氣溫等數(shù)據(jù)計(jì)算出使得人處在最適體感溫度范圍內(nèi)的適宜的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速并控制風(fēng)扇達(dá)到適宜的轉(zhuǎn)速，雖然風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)可以采用無級制，但實(shí)際采用的是多級制，既防止因?yàn)闇囟鹊念l繁變化而頻繁的調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，也避免了風(fēng)速不是太大就是太小的尷尬，同時(shí)控制系統(tǒng)能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整所需的級數(shù)，更加智能化、人性化。
[0033]聲音感應(yīng)模塊檢測風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲大小，根據(jù)事先在上位機(jī)控制系統(tǒng)中輸入的當(dāng)前教室當(dāng)前時(shí)間段應(yīng)處的狀態(tài)信息(如上課、考試、開放自習(xí)和關(guān)閉等)來調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，直至風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲大小滿足相應(yīng)狀態(tài)的要求。
[0034]所述控制單元還包括存儲(chǔ)模塊和記憶模塊，當(dāng)有人為調(diào)整時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)將傳感器采集的信息分析處理，隨后將運(yùn)算結(jié)果及調(diào)整前后的狀態(tài)信息保存到數(shù)據(jù)庫中，控制系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)庫，逐步調(diào)整相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而完成記憶學(xué)習(xí)改進(jìn)的過程，使得系統(tǒng)愈來愈智能，更加符合人們使用習(xí)慣，同時(shí)智能處理不合理的人為調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于:包括電風(fēng)扇主體、紅外人體感應(yīng)模塊、溫度感應(yīng)模塊、聲音感應(yīng)模塊以及控制單元，所述控制單元包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述下位機(jī)包括主控芯片、傳感器的輔助控制芯片和風(fēng)扇的輔助控制芯片，所述主控芯片通過串口與上位機(jī)相連，所述主控芯片分別與傳感器的輔助控制芯片和風(fēng)扇的輔助控制芯片相連，所述傳感器的輔助控制芯片分別與溫度感應(yīng)模塊、紅外人體感應(yīng)模塊、聲音感應(yīng)模塊相連，所述風(fēng)扇的輔助控制芯片與風(fēng)扇主體的電子調(diào)速電路相連； 所述紅外人體感應(yīng)模塊用于檢測人體是否在電風(fēng)扇的工作區(qū)，將檢測到的信息傳遞給控制單元進(jìn)行處理，控制單元從而控制電風(fēng)扇的開合狀態(tài)； 所述溫度感應(yīng)模塊用于檢測環(huán)境的溫度，將檢測到的信息傳遞給控制單元進(jìn)行處理，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的臨界值，控制單元調(diào)節(jié)風(fēng)扇使其達(dá)到相應(yīng)的檔位； 所述聲音感應(yīng)模塊與控制單元相連，用于檢測聲音信號，從而將檢測到的信息傳遞給控制單元，通過控制單元控制電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元還包括存儲(chǔ)模塊和記憶模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于:所述聲音感應(yīng)模塊包括在每個(gè)電風(fēng)扇的頸部安設(shè)聲音傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于:所述主控芯片采用STM32F103RBT6 芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于:傳感器的輔助控制芯片采用STC89C51芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于:風(fēng)扇的輔助控制芯片采用NE555型時(shí)基集成電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能節(jié)能電風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于:所述電子調(diào)速電路包括電源電路、可控振蕩器和控制執(zhí)行電路。
【文檔編號】F04D27/00GK205533373SQ201620228129
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】郭燕, 鄭聰興, 常李文, 王思涵, 陳舒培, 楊梓桐, 蘇奕銘
【申請人】武漢理工大學(xué)