基于傳感器系統(tǒng)的智能空調(diào)設(shè)計(jì)

賈祥龍

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與人類生活水平的不斷提高，人們對生活質(zhì)量的要求也日益增多。因此，本設(shè)計(jì)制作了一種基于傳感器系統(tǒng)的智能空調(diào)，該設(shè)計(jì)通過溫度傳感器檢測室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算與調(diào)溫模塊的共同作用，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)的設(shè)定溫度的恒定；該設(shè)計(jì)通過濕度傳感器檢測室內(nèi)實(shí)時(shí)濕度，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算與調(diào)試模塊的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)適宜濕度的智能控制；該設(shè)計(jì)通過氣味傳感器檢測室內(nèi)空氣實(shí)時(shí)的清新程度，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算與空氣處理模塊的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了保持室內(nèi)空氣相對清新的智能調(diào)節(jié)。經(jīng)反復(fù)論證，驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的合理性與可行性。

關(guān)鍵詞 傳感器；單片機(jī)；存儲(chǔ)器

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）195-0063-02

早在公元前1000年左右，波斯人已發(fā)明一種古式的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要是利用裝置于屋頂?shù)娘L(fēng)桿，以外面的自然風(fēng)穿過涼水并吹入室內(nèi)，令室內(nèi)的人感到?jīng)隹臁拇?，這種空調(diào)的雛形開始參與人類的生活。隨著人類文明的發(fā)展與科技的飛速發(fā)展，1902年后期，電力推動(dòng)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)開始用于提升在家居及汽車的舒適度。1915年，卡里爾成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空調(diào)公司之一。但空調(diào)發(fā)明后的20年，享受的一直都是機(jī)器，而不是人。直到1924年，底特律的一家商場，常因天氣悶熱而有不少人暈倒，而首先安裝了3臺(tái)中央空調(diào)，此舉大大成功，涼爽的環(huán)境使得人們的消費(fèi)意愿大增，自此，空調(diào)成為商家吸引顧客的有力工具，空調(diào)為人們服務(wù)的時(shí)代，正式來臨了。

目前，我們可以在市場看到各形各樣的空調(diào)，能夠?qū)諝獾臏囟龋瑵穸?，純凈度，氣流速度進(jìn)行處理，它的功能是對該房間（或封閉空間、區(qū)域）內(nèi)空氣的溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足人體舒適或工藝過程的要求，已經(jīng)成為滿足人們生產(chǎn)、生活需要的設(shè)備。但空調(diào)設(shè)備的調(diào)節(jié)與設(shè)定需要人為操作，基于這一問題，本設(shè)計(jì)制作了一種基于傳感器系統(tǒng)的智能空調(diào)，該設(shè)計(jì)通過溫度傳感器檢測室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算與調(diào)溫模塊的共同作用，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)的設(shè)定溫度的恒定；該設(shè)計(jì)通過濕度傳感器檢測室內(nèi)實(shí)時(shí)濕度，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算與調(diào)試模塊的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)適宜濕度的智能控制；該設(shè)計(jì)通過氣味傳感器檢測室內(nèi)空氣實(shí)時(shí)的清新程度，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算與空氣處理模塊的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了保持室內(nèi)空氣相對清新的智能調(diào)節(jié)。這一設(shè)計(jì)為人們的生產(chǎn)生活帶來了便利，同時(shí)也達(dá)到了節(jié)約資源的目的。

1 總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)包括溫度檢測模塊、濕度檢測模塊、氣味檢測模塊、單片機(jī)、調(diào)溫模塊、調(diào)濕模塊、清新空氣模塊。其中，溫度傳感器主要用于檢測室內(nèi)的實(shí)際溫度，濕度傳感器主要用于檢測室內(nèi)的相對濕度，氣味傳感器則是檢測室內(nèi)空氣的相對組成，以上三者屬于檢測模塊；單片機(jī)相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)的CPU，主要負(fù)責(zé)內(nèi)部運(yùn)算及輸出相應(yīng)的執(zhí)行命令；調(diào)溫模塊、調(diào)濕模塊及清新空氣模塊主要是接收單片機(jī)輸出的執(zhí)行信號(hào)，完成相應(yīng)動(dòng)作及命令，屬于執(zhí)行模塊，如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 溫度檢測模塊

主要由溫度傳感器組成，溫度傳感器是利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律，把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。本設(shè)計(jì)中溫度檢測模塊主要是用于檢測室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度，并將檢測到的溫度轉(zhuǎn)換成電量的形式傳遞給單片機(jī)，再經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算與調(diào)溫模塊的共同作用，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的設(shè)定溫度的恒定。

2.2 濕度檢測模塊

主要由濕度傳感器組成，濕度傳感器是利用濕敏電阻測量相對濕度，再將其轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的傳感器。本設(shè)計(jì)中濕度傳感器主要是用于檢測實(shí)時(shí)濕度，并將檢測到的濕度轉(zhuǎn)換成電量的形式傳遞給單片機(jī)，再經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)算與調(diào)濕模塊的共同作用，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)相對適宜濕度的智能調(diào)節(jié)。

2.3 氣味檢測模塊

也可稱為電子鼻，由性能彼此重疊的氣味傳感器陣列以適當(dāng)模式識(shí)別方法所組成的裝置，具有識(shí)別簡單或復(fù)雜氣味的能力。本設(shè)計(jì)中氣味檢測模塊主要是用于檢測室內(nèi)實(shí)際的氣味情況，并將檢測到的混合氣味轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的形式傳遞給單片機(jī)，再經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算及清新空氣模塊的共同作用，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣清新的智能保持。

2.4 單片機(jī)

單片機(jī)是在一塊硅片上集成了微處理器、存儲(chǔ)器、及各種輸入輸出接口的芯片，就是一塊集成的芯片，但如果使這塊芯片具有一些特殊的功能，而它的功能實(shí)現(xiàn)要靠使用者來編程完成，而編程的目的就是控制這一芯片的各個(gè)引腳在不同的時(shí)間輸出不同的電平，進(jìn)而控制與單片機(jī)各個(gè)引腳相連的外圍電路的電氣狀態(tài)。關(guān)于編程主要是使用C語言。在本設(shè)計(jì)中的單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，主要用于接收各傳感器傳遞的信號(hào)，再經(jīng)其內(nèi)部的運(yùn)算處理，輸出相應(yīng)的指令信號(hào)，以達(dá)到智能調(diào)節(jié)的目的。

3 軟件設(shè)計(jì)

溫度檢測模塊主要用于檢測室內(nèi)的實(shí)際溫度。當(dāng)檢測到的室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算及調(diào)溫模塊的共同處理，最終執(zhí)行降溫指令，使溫度恢復(fù)至設(shè)定值；當(dāng)檢測到的室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算及調(diào)溫模塊的共同作用，最終執(zhí)行升溫指令，使溫度恢復(fù)至原始的設(shè)定值。

濕度檢測模塊主要用于檢測室內(nèi)的相對濕度。當(dāng)檢測到的室內(nèi)濕度高于設(shè)定濕度值時(shí)，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算及調(diào)濕模塊的共同處理，最終執(zhí)行除濕指令，使?jié)穸然謴?fù)至設(shè)定值；當(dāng)檢測到的室內(nèi)濕度低于設(shè)定濕度值時(shí)，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算及調(diào)濕模塊的共同作用，最終執(zhí)行加濕指令，使?jié)穸然謴?fù)至原始的設(shè)定值。

氣味檢測模塊則是檢測室內(nèi)空氣的相對組成。當(dāng)檢測到的室內(nèi)空氣與清新空氣的標(biāo)準(zhǔn)值不相符時(shí)，經(jīng)單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)算及清新空氣模塊的處理，最終執(zhí)行空氣相對組成的調(diào)節(jié)，使室內(nèi)空氣達(dá)到清新空氣的標(biāo)準(zhǔn)。

以上三者屬于檢測模塊；單片機(jī)相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)的CPU，主要負(fù)責(zé)內(nèi)部運(yùn)算及輸出相應(yīng)的執(zhí)行命令；調(diào)溫模塊、調(diào)濕模塊及清新空氣模塊主要是接收單片機(jī)輸出的執(zhí)行信號(hào)，完成相應(yīng)動(dòng)作及命令，屬于執(zhí)行模塊。如圖2所示。

4 結(jié)論

經(jīng)反復(fù)論證，驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的可行性與合理性，但本設(shè)計(jì)還存在著一定的缺陷與不足之處，比如：空調(diào)的噪聲太大，使人患上空調(diào)病等等，這些都是有待攻克的難關(guān)。我們將要繼續(xù)深入研究與探索，拓寬知識(shí)面，提高科技創(chuàng)新能力，為將來的改造創(chuàng)新打牢

基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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