基于单片机的智能温控风扇的设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着科技不断的迅速发展，现在空调基本都能步入大多数的家庭中，但考虑到空调耗电大的缘故，在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备，春夏（夏秋）交替时节，白天温度依旧很高，电风扇应高转速、大风量，使人感到清凉；到了晚上，气温降低，当人入睡后，应该逐步减小转速，以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能，但必须要人手动换档，睡着了就无能为力了，而普遍采用的定时器关闭的做法，一方面是定时时间长短有限制，一般是一两个小时；另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多，而风扇就关闭了，使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇，增加定时器时间，非常麻烦，而且可能多次定时后最后一次定时时间太长，在温度降低以后风扇依旧继续吹风，使人感冒；第三方面是只有简单的到了定时时间就关闭风扇电源的单一功能，不能满足气温变化对风扇风速大小的不同要求。又比如在较大功率的电子产品散热方面，现在绝大多数都采用了风冷系统，利用风扇引起空气流动，带走热量，使电子产品不至于发热烧坏。要使电子产品保持较低的温度，必须用大功率、高转速、大风量的风扇，而风扇的噪音与其功率成正比。如果要低噪音，则要减小风扇转速，又会引起电子设备温度上升，不能两全其美。为解决上述问题，我们设计了这套温控自动风扇系统。本系统采用高精度集成温度传感器，用单片机控制，能显示实时温度，并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作，精确度高，动作准确。

2. 课题关键问题和重难点

课题关键问题：

1、单片机控制温度传感器ds18b20的温度采集。

2、电机转速和方向的控制。

3. 国内外研究现状（文献综述）

近年来，随着人们生活及科技水平的不断提高，家用电器在款式、功能等方面日益求精，并朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。电风扇由于价格低廉而且相对省电，安装和使用方便，在中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备。但是目前市场上的电风扇多半是采用全硬件电路实现，存在着电路复杂、功能单一等局限性，因此有必要对现有的控制器进行改进[1]。本文设计了一套温控智能风扇控制系统，当温度高于25℃低于30℃时，自动开启电风扇（一档风速）；当温度高于30℃时，电风扇转速增强（二挡风速）；一旦低于25℃时，自动关闭电风扇。还可在软件中设置温度限值，并显示实时温度，实践证明该系统成本低，可靠性高，实现弱电控制强电，有较高应用价值。

1、风扇控制理念

本系统用温度传感器实时采集当前环境温度送至单片机[2]，通过单片机微处理器控制电机两端电压来改变电风扇转速[3]。

4. 研究方案

方案一：基于单片机的温控风扇采用ds18b20传感器，将检测到的温度转化为数字信号，单片机对输入的数字信号进行分析处理，当温度高于上限值时，风扇全速旋转；当温度低于下限时，风扇停转；当温度处于上限值与下限之间时，风扇转速越慢。

方案二：此方案是在方案一上添加功能，是在每一次变速上加一个报警功能。如果一档风力提速为二档风力，此时蜂鸣器响两声；二档风力降为一档风力，此时蜂鸣器响一声；风扇停止运行蜂鸣器响三声。

论证：虽然方案二可以提醒用户此时风扇风力处于启动（几档风力）或者停止，但如果一直在设定温度值不停的上下波动，在夜间会给用户带来噪音干扰。

5. 工作计划

第1周：基本资料查阅、相关资料阅读学习；

第2周：继续查阅相关资料，并完成不少于3000字的外文文献翻译，论证设计的可行性，研究设计方案和设计思路；

第3周：确定设计方案和关键技术，拟定采取的解决措施，完成毕业设计开题报告；