智能電風(fēng)扇開題報告

1、（本頁為開題報告等檔案材料的封面、打?。?湖南人文科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計檔案材料題目（中文）：基于人體舒適度的智能電風(fēng)扇的設(shè)計學(xué)生姓名：鐘慶男 學(xué)號13421101學(xué) 院：能源與機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)年級：自動化本科四年級指導(dǎo)教師：陳新湖南人文科技學(xué)院教務(wù)處制一、畢業(yè)設(shè)計開題報告書（學(xué)生為主填寫）（一）本選題的理論、實(shí)際意義人的一生中有80%以上的時間是在室內(nèi)度過,室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)如聲、光、熱環(huán)境及室內(nèi)空氣品質(zhì)對人的身心健康、舒適感和工作效率都會產(chǎn)生顯著的影響。在炎熱的夏天，基于全球溫室效應(yīng)下，空調(diào)與風(fēng)扇的利用率將飛速提升，然而風(fēng)扇與空調(diào)相比，在省電、實(shí)惠的前提下適用人群也極為廣泛，例如有一部分身體較弱

2、的老人和小孩群體，就更加偏愛風(fēng)扇的自然風(fēng)。但傳統(tǒng)風(fēng)扇智能化程度不高，風(fēng)速檔位較少，并且溫度一旦上升或下降，就又需要重新手動調(diào)檔，這就導(dǎo)致人們在夜晚熟睡之后會因忘記關(guān)風(fēng)扇而感冒，又或者因?yàn)槭覂?nèi)溫、濕度的升高而感到不適。本選題設(shè)計一個多功能智能電風(fēng)扇，可檢測人體的溫度，以及外界環(huán)境的溫度和濕度，根據(jù)三者數(shù)據(jù)之間差值的關(guān)系與人體舒適度所需大致風(fēng)力對比，模擬自然風(fēng)，給人們創(chuàng)造一個舒適的睡眠環(huán)境，防止感冒，又可在節(jié)能模式下實(shí)現(xiàn)在風(fēng)扇搖頭的過程中紅外檢測到無人的情況下風(fēng)速降低或者停止。既響應(yīng)了國家節(jié)約型社會的號召，又可推動電風(fēng)扇行業(yè)自動化、智能化、環(huán)保化和人性化等方向發(fā)展，具有一定的市場前景。（二）文獻(xiàn)綜

3、述（國內(nèi)外有關(guān)本選題的研究動態(tài)和自己的見解）近些年來，空調(diào)價格水平不斷下降，越來越多的人開始使用空調(diào)，對電風(fēng)扇行業(yè)是個不小的沖擊，但是空調(diào)的強(qiáng)大的功能下是以高耗能、封閉空間為代價的。相比之下，電風(fēng)扇通風(fēng)較好且功耗低仍是很大的一個優(yōu)勢，還是具有廣闊的市場空間的，電風(fēng)扇需要新型的技術(shù)功能，來滿足不同的人群需求。為了提高電風(fēng)扇的市場競爭力，使之在技術(shù)含量上有所提高，且更加安全可靠，智能電風(fēng)扇隨之被提出1。電風(fēng)扇有著悠久的發(fā)展歷史，它簡稱電扇，香港稱為風(fēng)扇，日本及韓國稱為扇風(fēng)機(jī)，在世界從發(fā)明開始已經(jīng)經(jīng)歷了一百多年的時間炎熱夏季的寵物，隨著空調(diào)等高端家電發(fā)明應(yīng)用，逐漸開始走下坡路2。但是從節(jié)能和方便考慮

4、，電風(fēng)扇的優(yōu)點(diǎn)一樣大放異彩， 并隨著社會的發(fā)展不斷進(jìn)步。作為一種老式家電，電風(fēng)扇曾一度被認(rèn)為是空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的淘汰品；但電風(fēng)具有價格便宜、擺放方便、體積輕巧等特點(diǎn)3。由于大部分家庭消費(fèi)水平的限制，電風(fēng)扇作為成熟的家電行業(yè)的一員，在中國仍然具有很大的市場，所以我國對電風(fēng)扇的優(yōu)化研究是很積極的4。智能電風(fēng)扇已經(jīng)開始投入市場，目前這方面的技術(shù)已經(jīng)成熟。下一階段的研究將是使其更加人性化，更好的滿足不同群體的人的需求5。美的等家電企業(yè)相繼推出了大廈扇和學(xué)生扇，這是針對不同的人群而專門研制的，具有智能化控制系統(tǒng)的電風(fēng)扇。隨著溫度控制技術(shù)的發(fā)展，為了降低風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時的噪音以及節(jié)省能源等，溫度控制風(fēng)扇越來越受到

5、重視并被廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)階段，溫控風(fēng)扇的設(shè)計已經(jīng)有了一定的成效，可以使風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化進(jìn)行自動無極調(diào)速，當(dāng)環(huán)境溫度升高到一定時能自動啟動風(fēng)扇，并隨著環(huán)境溫度的升高自動加快風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，當(dāng)環(huán)境溫度降到一定時能自動停止風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)智能控制6。綜上所述，溫控智能電風(fēng)扇的設(shè)計雖然已經(jīng)有了一定基礎(chǔ)，但是尚未完全成熟，仍然有著很大的發(fā)展空間，而本文所提出的基于人體舒適度的智能電風(fēng)扇更是一個新的概念。該系統(tǒng)不止實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制，同時還實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)濕度以及人體溫度對風(fēng)扇的智能控制。風(fēng)扇具有體積小，便于搬運(yùn)，價格實(shí)惠，自然風(fēng)等等優(yōu)點(diǎn)，而相比之下空調(diào)既昂貴，又不方便搬運(yùn)，還有部分不適用人群。所以

6、我的理解是，智能風(fēng)扇的設(shè)計會推動風(fēng)扇行業(yè)前進(jìn)，在未來會是家庭與個人的第一選擇，所以智能風(fēng)扇將有很好的發(fā)展前景。（三）研究內(nèi)容 1、人體溫度及周圍環(huán)境溫、濕度對電風(fēng)扇的風(fēng)速控制。2、智能睡眠模式下，檢測人體和外部環(huán)境的變化下提供一個舒適的環(huán)境。3、節(jié)能模式下可實(shí)現(xiàn)在風(fēng)扇搖頭的過程中紅外檢測到無人的情況下風(fēng)速降低或者停止。4、利用電壓變化改變風(fēng)速。使用風(fēng)扇原有電機(jī)來提供風(fēng)力。（四） 研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析研究方法：1、遵循老師任務(wù)書的指導(dǎo)，搜集資料，了解現(xiàn)有的智能風(fēng)扇原理和參數(shù)指標(biāo)。 2、整理資料，畫出電路圖，確定參數(shù)，通過計算判斷理論上是否成立。3、建立理論模型，選擇最佳方案。

7、4、理論與實(shí)際結(jié)合，撰寫論文，編排文檔格式。技術(shù)路線：（1） 以STC12C5A60S2單片機(jī)作為風(fēng)速和數(shù)據(jù)處理的控制核心。STC12C5A60S2是STC生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，針對電機(jī)控制，增強(qiáng)干擾場合。（2） GY-906 MLX90614ESF 紅外測溫傳感器模塊。MLX90302 在信號調(diào)節(jié)芯片中使用了先進(jìn)的低噪音放大器，一枚 17-bit ADC 以及功能強(qiáng)大的DSP 元件, 從而實(shí)現(xiàn)高精確度溫度

8、測量. 計算并儲存于 RAM 中的環(huán)境溫度以及物體溫度可實(shí)現(xiàn) 0.02C的解析度的數(shù)據(jù), 并且它可通過雙線標(biāo)準(zhǔn)SMBus 輸出獲得 (0.02°C 解析度) 或者通過 10-bit PWM 輸出獲得.MLX90614 在 -40125C 環(huán)境溫度及-70382.2C 物體溫度范圍內(nèi)進(jìn)行出廠校準(zhǔn).芯片計算出的溫度是感應(yīng)器視角范圍內(nèi)所有物體的平均溫度. MLX90614 在室溫范圍內(nèi)提供的標(biāo)準(zhǔn)精度為±0.5C. 并且為了適應(yīng)醫(yī)療應(yīng)用的要求, MLX90614 還可提供在人體溫度范圍內(nèi)的高精確度±0.1C.內(nèi)置涅菲爾透鏡,日光免疫,免標(biāo)定.DCI 系列為目前最高等級，帶

9、梯度溫度補(bǔ)償，物距比高達(dá)12：1，體積小成本低，方便集成。（3） SHT20 I2C通信溫濕度傳感器模塊。SHT20 溫濕度傳感器模塊 I2C數(shù)字輸出 3V供電 瑞士進(jìn)口敏感元件，功能特點(diǎn)完全標(biāo)定數(shù)字輸出，I2C接口低功耗優(yōu)異的長期穩(wěn)定性采用DFN封裝，適合回流焊，3VDD輸出信號： I2C數(shù)字接口功耗：1.5uw(8位測量，1次/秒)濕度范圍 0-100%RH濕度測量精度：±3%RH溫度范圍 -40-+125（-40-+257）濕度測量精度：±0.3RH響應(yīng)時間 8s(tau63%)。（4） 晶閘管控制板，觸發(fā)開關(guān)直流控制交流220v光耦隔離可控硅模塊來實(shí)現(xiàn)電壓

10、變化改變風(fēng)速。使用風(fēng)扇原有電機(jī)來提供風(fēng)力。實(shí)驗(yàn)方案：以STC12C5A60S2單片機(jī)作為風(fēng)速和數(shù)據(jù)處理的控制核心，在原有風(fēng)扇基本功能上增加一個智能睡眠模式和一個節(jié)能模式。采用GY-906 MLX90614ESF 紅外測溫傳感器模塊，SHT20 I2C通信溫濕度傳感器模塊作為數(shù)據(jù)采集來源。使用晶閘管控制板，觸發(fā)開關(guān)直流控制交流220v光耦隔離可控硅模塊來實(shí)現(xiàn)電壓變化改變風(fēng)速。使用風(fēng)扇原有電機(jī)來提供風(fēng)力。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在睡眠模式下檢測人體和外部環(huán)境的變化下提供一個舒適的環(huán)境，在節(jié)能模式下可實(shí)現(xiàn)在風(fēng)扇搖頭的過程中紅外檢測到無人的情況下風(fēng)速降低或者停止?？尚行苑治觯?、 硬件、軟件可行性分析：本次設(shè)計所

11、采用的硬件部分的使用，都是使用目前市場成熟且使用廣泛的產(chǎn)品。軟件方面采用ProtelDXP制圖，通過Multisim進(jìn)行仿真，技術(shù)成熟，理論可行。2、 法律風(fēng)險及可行性：本次設(shè)計的原理并不存在專利侵權(quán)行為，完全由本人設(shè)計，不存在侵權(quán)行為，不會有法律糾紛（五）進(jìn)度安排和采取的主要措施1、2016-12-29至2017-01-30 相關(guān)資料的收集、整理、了解課題2、2017-01-31至2017-02-28 根據(jù)任務(wù)書，撰寫開題報告，研究可行性實(shí)驗(yàn)方案3、2017-03-01至2017-04-01 做好設(shè)計前期準(zhǔn)備工作，根據(jù)任務(wù)書上的相關(guān)設(shè)計指標(biāo)，構(gòu)思方案比較研究，形成大致的輪廓；設(shè)計出合適的系統(tǒng)

12、，完成初稿；4、2017-04-01至2017-05-05 完成2,3稿，整理文檔與設(shè)計答辯（六）主要參考文獻(xiàn)（不少于10篇）1、 謝志平，基于單片機(jī)控制的智能風(fēng)扇J中國新技術(shù)新產(chǎn)品20112、 王會明，侯加林.智能電風(fēng)扇控制器的研制J.電子與自動化,19983、 于蓉，丁兆花，李宇清.溫控風(fēng)扇設(shè)計N科技咨詢導(dǎo)報.2007 4、 陳桂友,增強(qiáng)性8051實(shí)用開發(fā)技術(shù).北京:北京航天航空大學(xué)出版社2009 5、 曹巧媛.單片機(jī)原理及應(yīng)用(第二版). 北京:電子工業(yè)出版社,20026、 馬云峰，單片機(jī)與數(shù)字溫度傳感器DS18B20的接口設(shè)計J.計算機(jī)測量控制， 20077、 戴佳，戴衛(wèi)恒，51單片機(jī)

13、，C語言應(yīng)用程序設(shè)計實(shí)例精講M。北京：電子工業(yè)出版社,20038、 徐愛鈞，彭秀華。Keil Cx51V7.0單片機(jī)高級語言編程與Vision2應(yīng)用實(shí)踐M。北京：東安子工業(yè)出版社,20029、 雷波主編， 電子控制及仿真D. 武漢理工大學(xué)，200810、 J P Kuilboer, N Ashrafi, Software Process and Product Improvement J. An Empirical Assessment, 2004.411、 沈建華，楊艷琴，MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)原理與實(shí)踐。北京：航空航天大學(xué)出版社,2008.7 （七）畢業(yè)設(shè)計開題指導(dǎo)意見：（對

14、選題的評價、研究方案的設(shè)計及開題指導(dǎo)意見）課 題（打?。┳髡咝彰ù蛴。┧鶎傧?、專業(yè)、年級（打印）開題時間（打?。╊A(yù)計字?jǐn)?shù)（打?。┲笇?dǎo)教師意見： （本頁打?。┲笇?dǎo)教師（簽名）：（手寫）：年 月 日指導(dǎo)小組意見： 負(fù)責(zé)人簽名：（手寫）年 月 日二、畢業(yè)設(shè)計成績評審表（一）指導(dǎo)教師評審用表評價項(xiàng)目評價內(nèi)容滿分指導(dǎo)教師評 分選題質(zhì)量20%01選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求502題目的難易度503題目工作量504題目與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度5能力水平80%05綜合運(yùn)用知識的能力（涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）1006應(yīng)用文獻(xiàn)資料的能力507實(shí)驗(yàn)（設(shè)計）能力1008計

15、算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力等）509外文應(yīng)用能力510計算機(jī)應(yīng)用能力511對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）1012插圖（或圖紙）質(zhì)量513撰寫水平1014實(shí)用性與科學(xué)性515規(guī)范化程度（設(shè)計欄目合理、SI制的使用等）516創(chuàng)見性（只分“有”或“無” ）5總評分：_ 成績等級：_指導(dǎo)教師評定意見： （本頁手寫）指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：1.評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實(shí)評總分90100為優(yōu)秀，8089為良好，7079為中等，6069為及格，60分以下為不及格；2.此表用于指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計成績的評定。（二）評閱教師評審用表評價項(xiàng)目評價內(nèi)容滿分評

16、閱教師評 分選題質(zhì)量20%01選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求502題目的難易度503題目工作量504題目與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度5能力水平80%05綜合運(yùn)用知識的能力（涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）1006應(yīng)用文獻(xiàn)資料的能力507實(shí)驗(yàn)（設(shè)計）能力1008計算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力等）509外文應(yīng)用能力510計算機(jī)應(yīng)用能力511對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）1012插圖（或圖紙）質(zhì)量513撰寫水平1014實(shí)用性與科學(xué)性515規(guī)范化程度（設(shè)計欄目合理、SI制的使用等）516創(chuàng)見性（只分“有”或“無” ）5總評分：_ 成績等級：_評閱教師評閱意見： （本頁手寫）評閱教師簽名： 年 月 日 注：1.評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實(shí)評總分90100為優(yōu)秀，8089為良好，7079為中等，6069為及格，60分以下為不及格；2.此表用于評閱教師或?qū)＜覍Ξ厴I(yè)設(shè)計成績的評閱。三、畢業(yè)設(shè)計答辯記錄表答 辯 會 議 紀(jì) 要 時 間（打?。┑?點(diǎn)（打印）答辯主持人（打?。┞毞Q（打?。┞殑?wù)（打?。┐疝q小組成員姓 名職稱（職務(wù)）姓 名職稱（職務(wù)