智能家電應用技術(shù)

黃健

摘 要：隨著微控制處理技術(shù)的飛速發(fā)展，智能家電層出不窮，各種新技術(shù)引入到了家電領(lǐng)域，現(xiàn)代的家電電器正朝著網(wǎng)絡化、節(jié)能化、智能化的方向發(fā)展。我國政府也十分的注重關(guān)于智能家電的應用和發(fā)展，伴隨著國家的補貼和各種優(yōu)惠政策，越來越多的智能家電走到了我們的身邊。這也是伴隨著國家經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的必然結(jié)果，對促進我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和科學穩(wěn)增長有著巨大的意義。筆者在此契機下簡略的談談智能家電的運用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：微控制處理器；技術(shù)；智能家電

一、智能家電的概念

智能家電是將數(shù)字化技術(shù)、傳感器技術(shù)以及信息網(wǎng)絡技術(shù)應用于傳統(tǒng)的家電當中。由于引進一些高科技技術(shù)，與傳統(tǒng)的家電相比，智能家電具有以下特點：

（1） 智能化：智能家電能夠自動感應環(huán)境狀態(tài)、并能夠自動調(diào)節(jié)自身的狀態(tài)。（2）網(wǎng)絡化：各種智能家電可以通過家庭局域網(wǎng)連接到一起。最終可以實現(xiàn)信息的互聯(lián)和網(wǎng)絡的共享。（3）節(jié)能化：智能家電能夠通過環(huán)境自動調(diào)節(jié)工作時間、工作狀態(tài)，從而達到節(jié)能的狀態(tài)。（4）實用性：實用性對于現(xiàn)代的智能家電的推廣具有重要的作用，由于嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。復雜的控制操作流程已嵌入到家電當中，用戶只需簡單的操作即可。

二、智能家電中的應用

單片機發(fā)展簡要：現(xiàn)代的智能家電多采用單片機控制。單片機是單片微型計算機的簡稱，它是將計算機的中央處理器系統(tǒng)、存儲器、I/O口、定時記數(shù)器以及串行通信接口等功能集成在一塊芯片上，組成了一個完整的微型計算機。單片機自上個世紀70年代問世以來經(jīng)歷了三個時期：初級單片機時期（1975～1978），是以Intel公司研發(fā)的MCS-48為代表產(chǎn)品，其集成有8位CPU、并行I/O口、一個8位定時記數(shù)1器以及64BRAM；高性能單片機時期（1978～1982），其主要產(chǎn)品為Intel公司開發(fā)的MCS-51系列單片機，這個時期的單片機仍為8位CPU，但同時單片機增加了多級中斷功能以及16位定時/記數(shù)器。與第一代單片機相比較具有優(yōu)良的性能和性價比。因此在現(xiàn)代中國智能家電市場應用得最為廣泛；新一代單片機時期（1982年至今），這一時期的單片機得到了進一步的完善和發(fā)展，但在世界范圍內(nèi)仍以MCS-51、MCS-96系列產(chǎn)品為主流。

課題研究的主要內(nèi)容

（1）該課題立足于“宜居”項目，該項目主要模塊有以下幾項：1）用電可視化：通過LCD屏幕實時的顯示當前的家電用電情況，供電方式。2）太陽能模塊：通過可視系統(tǒng)實時的了解到當前太陽能的使用狀況，并能自動的分配太陽能的使用。3）智能空調(diào)模塊：通過傳感器檢測當前室內(nèi)溫度，并能夠通過控制芯片調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，使之達到最佳舒適溫度，也可以人為地調(diào)節(jié)最佳室溫，使之能夠自動的調(diào)節(jié)溫度。4）智能LED燈模塊：通過傳感器檢測當前室內(nèi)光亮程度自動調(diào)節(jié)LED燈的明暗，并通過紅外傳感器感知是否有人來控制LED的熄滅。5）無線通信模塊：通過ZIGBEE無線通信組成簡單網(wǎng)絡，通過連接各個子節(jié)點，達到控制各個智能家用電器。（2）項目控制芯片。電能計量模塊使用78K0系列的芯片?？照{(diào)模塊，太陽能模塊使用的是

CH451S芯片。LED等模塊使用的是168804驅(qū)動芯片。（3）具體方案。微型電量計方案：該方案能夠?qū)崟r的測定家中個家電的用電情況，并發(fā)送至智能監(jiān)控設(shè)備，實現(xiàn)電能的可視化。該方案使用的是8位的78KO/LX3芯片，內(nèi)置高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片。同時具有LCD驅(qū)動電路，具有超長的待機功能。太陽能調(diào)節(jié)器功能方案：太陽能的發(fā)電為直流電，因此需要將其轉(zhuǎn)化成交流電，轉(zhuǎn)換成220V交流電給及給家里的供電系統(tǒng)。該方案使用的V850E/IX4具備高性能演算、多功能變頻定時器，可以單芯片實現(xiàn)所有的控制功能。變頻空調(diào)方案：為實現(xiàn)空調(diào)智能化、節(jié)能化，需要對包括壓縮機在內(nèi)的馬達實現(xiàn)智能的控制。BLDC-64芯片是專門變頻空調(diào)控制的芯片，它是一個32位MCU，通過實時監(jiān)測環(huán)境溫度以及人為設(shè)定的溫度自動調(diào)節(jié)壓縮機馬達以及風扇馬達。而此芯片開發(fā)簡單，操作方便，因而在變頻空調(diào)領(lǐng)域應用得極為廣泛。LED照明方案：該方案可實現(xiàn)四組通道獨立LED調(diào)光控制、PFC控制、DALI通信等。該方案使用的78KO/IX2系列是8位ALL FLASH的MCU，主要是作為照明用的微控制器可以在40MHZ頻率下工作，具有16bit定時器，支持DALA通信。UPD78F8025是8位ALL FLASH MCU，通常作為LED照明燈用微控制器，內(nèi)置4通道LED驅(qū)動，UPD168804為4通道LED驅(qū)動芯片，可實現(xiàn)四通道獨立調(diào)光控制。無線ZIGBEE無線網(wǎng)絡模塊方案：ZIGBEE是現(xiàn)代無線傳輸技術(shù)最為普遍的技術(shù)，通過ZIGBEE無線網(wǎng)絡連接各個智能家電，因而每個家電都有無線通信設(shè)備。家電，電表及PC機控制模塊之間通過無線網(wǎng)絡進行通訊，PC機可以實時的了解到各個家電的用電情況，并可以調(diào)節(jié)其用電，也可以了解到當前太陽能的使用情況。

三、智能家電的展望和發(fā)展趨勢

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的日新月異，使得各類芯片的更新?lián)Q代的速度越來越快，各種功能強大的芯片應運而生，將這些技術(shù)運用到家電上后能產(chǎn)生更加優(yōu)秀的家電產(chǎn)品，以下從幾個方面闡述未來智能家電的發(fā)展趨勢。

多智能化：多項智能化是指家電在其應有的功能下，還具有更加人類思維化、智能化活動的功能，使得更加的貼近人們的生活。例如多功能模糊電飯煲就是一個顯著的例子，通過設(shè)定煮飯的熟度來控制電飯煲的溫度，使其達到我們需要的口感。多智能化還體現(xiàn)在遠程控制，家里的智能家電通過家庭局域網(wǎng)連接到一起。這樣，用戶可以通過網(wǎng)絡方便的進行網(wǎng)絡控制，用戶還可以自定義不同的場景以市家電表現(xiàn)出不同的效果出來。例如你在工作下班回家的路上，你可以通過手機向電飯煲發(fā)出“煮飯”的命令，這樣就大大的節(jié)約了我們的時間。

開放性、兼容性：由于用戶家里的家電可能來自不同的廠家，此時兼容性就顯得特別的重要。所以家電行業(yè)應該有一套統(tǒng)一的行業(yè)標準，使得各個家電能夠互相兼容。這樣就方便了用戶更換家用電器。

節(jié)能環(huán)保化：現(xiàn)在由于能源越來越緊張，節(jié)能環(huán)保就顯得尤為重要。在使用上，家電不應該帶給家庭諸如噪聲、輻射等有害健康的排放。現(xiàn)在提倡節(jié)約型、低碳型社會，節(jié)能環(huán)保成為了當今的時代主題，因而各家智能家電廠商致力于這方面的研究和發(fā)展，因而節(jié)能和環(huán)保也成為了智能家電發(fā)展的一個趨勢。

總結(jié)：智能家電作為未來家電行業(yè)的發(fā)展趨勢，在我們的生活中扮演了越來越重要的作用，傳統(tǒng)家電和現(xiàn)代智能技術(shù)整合在一起，突破了原有的功能的限制，使其達到更加人性化、智能化、網(wǎng)絡化等方面。我國的智能家電仍處于初級發(fā)展階段，還具有極其巨大的增長潛力空間，我相信在不遠的未來，智能家電走進千家萬戶的日常生活當中。

參考文獻：

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