單片機(jī)技術(shù)在智能家具中的應(yīng)用與發(fā)展

郭霏　衛(wèi)朝霞　陳伯亨

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升以及社會(huì)環(huán)境的發(fā)展，人們生活水平也呈現(xiàn)著迅速上升的趨勢(shì)，人們的需求已經(jīng)不僅僅是物質(zhì)世界基本需求的滿(mǎn)足，更加注重的是生活的質(zhì)量和精神上的幸福感，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和提升，智能化逐漸的走進(jìn)人們的工作和生活中，讓人們?cè)诳旃?jié)奏的工作和生活中感受到智能化所帶來(lái)的便捷和舒適的服務(wù)，體會(huì)更高質(zhì)量的生活水平。就智能家具來(lái)說(shuō)，由于其具有先進(jìn)、快捷、靈活等特點(diǎn)，被很多家庭廣泛使用，而單片機(jī)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)科技的一項(xiàng)核心技術(shù)，其在智能家具的使用和調(diào)控中也起到了很大的作用和幫助，給人們的生活帶來(lái)7很多便利。本文通過(guò)對(duì)單片機(jī)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用做出了分析，對(duì)其暴露出的缺陷和不足提出解決方案，并對(duì)其以后的發(fā)展前景做出了展望，并且希望可以為智能化的相關(guān)工作提供有效的參考。

關(guān)鍵字：智能化家具 單片機(jī) 核心技術(shù) 應(yīng)用與發(fā)展

前言

單片機(jī)是典型的嵌入式微控制器，由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入輸出設(shè)備等構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)就是體積小，壽命長(zhǎng)、能耗低，非常適合在很多設(shè)備和電子產(chǎn)品以及家用電器等方面的使用所以在工作和生活中的很多行業(yè)和領(lǐng)域都有應(yīng)用。在對(duì)單片機(jī)技術(shù)鉆研的過(guò)程中也涌現(xiàn)了一批批優(yōu)秀的科學(xué)家和研發(fā)人才，通過(guò)不斷地探究逐漸的提升單片機(jī)技術(shù)自身的性能，擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，在智能家具這一領(lǐng)域中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，不僅僅讓家居生活更加安全、舒適和便捷，也實(shí)現(xiàn)了家具從傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品走向智能化的過(guò)程，可以說(shuō)單片機(jī)在智能家具中的發(fā)展開(kāi)辟了人類(lèi)生活的新方式。

一、單片機(jī)的發(fā)展歷程

1.單片機(jī)的發(fā)展歷程

單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，分別經(jīng)歷了單片微型計(jì)算機(jī)和微控制器階段。1971年，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片，標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)世，微處理器和微機(jī)時(shí)代從此開(kāi)始。20世紀(jì)80年代初，Intel公司在MCS48系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機(jī)。MCS-51系列單片機(jī)無(wú)論是片內(nèi)RAM容量，I/O口功能，系統(tǒng)擴(kuò)展方面都有了很大的提高。整體來(lái)說(shuō)單片機(jī)經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段，并且其發(fā)展速度之迅速和應(yīng)用之廣泛超出了眾多科學(xué)家的預(yù)期。

2.單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

在智能儀表儀器上，單片機(jī)憑借自身體積小、壽命長(zhǎng)、功耗低、擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，十分適合在智能儀表儀器的內(nèi)部進(jìn)行安裝使用，并且單片機(jī)可以與多個(gè)傳感器之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)，提升智能儀表儀器的運(yùn)作。

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，用單片機(jī)可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)，很多的機(jī)電控制系統(tǒng)都是以單片機(jī)為核心組成部分，來(lái)形成一個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中，現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，人們可以實(shí)現(xiàn)在不同的設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享和交換，隨著人們對(duì)計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)備使用越來(lái)越多，要求也越來(lái)越高，所以單片機(jī)被廣泛的應(yīng)用，就比如我們每個(gè)人都使用的手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)路由器等，其內(nèi)部配置都含有單片機(jī)。

在家用電器中的應(yīng)用，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)民生活質(zhì)量也得到了很大的提升，智能家具已經(jīng)成為人們家居生活的潮流。單片機(jī)作為一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，在智能家具的使用和控制中至關(guān)重要，可以說(shuō)目前大多數(shù)的家用電器都運(yùn)用了單片機(jī)技術(shù)，讓人們享受智能的、便捷的、舒適的生活，還有現(xiàn)在很多的醫(yī)療設(shè)備也使用單片機(jī)技術(shù)，比如呼吸機(jī)和監(jiān)護(hù)儀等。

二、單片機(jī)在智能家具中的應(yīng)用分析

1.實(shí)現(xiàn)家具的智能語(yǔ)音控制

在智能家具的設(shè)計(jì)和使用中，智能語(yǔ)音控制是整個(gè)智能系統(tǒng)中一個(gè)重要的模塊，將單片機(jī)技術(shù)合理有效的應(yīng)用在語(yǔ)言控制模塊中去實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音的反映和控制。首先單片機(jī)要識(shí)別有效的聲音頻率以及語(yǔ)音信息等，并快速的將接收到的語(yǔ)音信息進(jìn)行轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信號(hào)，從而傳遞到整個(gè)智能控制系統(tǒng)中。同時(shí)，系統(tǒng)控制芯片中的微型處理器會(huì)對(duì)已經(jīng)轉(zhuǎn)變的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行識(shí)別分析，并且相對(duì)應(yīng)的給家具發(fā)出指令要求，讓家具按照語(yǔ)音信息的內(nèi)容進(jìn)行運(yùn)作。在單片機(jī)的系統(tǒng)中構(gòu)建語(yǔ)音識(shí)別體系，在漢語(yǔ)指令模式下對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)，并存放于存儲(chǔ)器中，通過(guò)準(zhǔn)確的識(shí)別每一個(gè)區(qū)域的語(yǔ)音信號(hào)來(lái)使家具獲得準(zhǔn)確的運(yùn)行指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)家具智能系統(tǒng)的準(zhǔn)確有效控制。

2.實(shí)現(xiàn)家具的無(wú)線遠(yuǎn)程控制

現(xiàn)代人的生活更加趨向于便捷和舒適，比如人們?cè)谕獬鲞h(yuǎn)門(mén)希望回到家就有舒適的溫度和明亮的環(huán)境，在這樣的需求下智能家具的無(wú)線遠(yuǎn)程控制就十分重要了。首先要對(duì)單片機(jī)技術(shù)的操作模式進(jìn)行優(yōu)化和補(bǔ)充，增加雙向信號(hào)的傳輸模式，更好的讓單片機(jī)接收到指令。在單片機(jī)控制系統(tǒng)里，對(duì)于信號(hào)發(fā)射器的要求很高，必須要使用穩(wěn)定性較強(qiáng)的信號(hào)發(fā)射器，保證信號(hào)及時(shí)有效的傳遞給終端設(shè)備，最終保證智能家具順利的完成無(wú)線遠(yuǎn)程控制的指令。

3.實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭環(huán)境的智能化調(diào)控

智能家具在滿(mǎn)足人們生活一些基本需求的同時(shí)，對(duì)于家具的智能調(diào)控也可以根據(jù)家庭環(huán)境的明暗度、溫度、濕度等的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如智能化空調(diào)可以通過(guò)室內(nèi)溫度的變化智能化的調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度高低，使得室內(nèi)保持一個(gè)穩(wěn)定舒適的溫度，智能窗簾可以通過(guò)感應(yīng)外部陽(yáng)光照射的強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)窗簾遮擋的程度，從而保持室內(nèi)的采光充足的同時(shí)又不過(guò)于強(qiáng)烈。單片機(jī)正是對(duì)智能家具的調(diào)控起到了關(guān)鍵性的作用，首先需要在智能家具中安裝一個(gè)微型信號(hào)接收器，接受并且分析周?chē)h(huán)境中發(fā)射的信號(hào)，并且通過(guò)對(duì)室內(nèi)家庭環(huán)境的分析對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證最適宜的環(huán)境系統(tǒng)，提升室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量和舒適度。

4.實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化家具的控制

機(jī)電一體化家具指的是以造型機(jī)械傳動(dòng)、電路電器為一體的家具，通過(guò)對(duì)產(chǎn)生的事件和指令做出相應(yīng)的反映或者通過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)的優(yōu)化提供更好的功能服務(wù)。比如深圳最先研發(fā)出的一款智能嬰兒床，它可以通過(guò)智能感應(yīng)嬰兒是否尿床，并在尿床時(shí)發(fā)出提醒，還有可以通過(guò)接受聲音指令的自動(dòng)按摩床。這類(lèi)智能化的家具除了是通過(guò)在內(nèi)部安裝控制電路和傳感器來(lái)進(jìn)行智能工作之外，其如此先進(jìn)的功能還需要在內(nèi)部安放單片機(jī)，作為一個(gè)機(jī)電一體化家具的整體的控制和指揮。

三、單片機(jī)技術(shù)在智能家具中的發(fā)展分析

1.朝著CMOS的方向發(fā)展

在能源消耗方面是很多智能化技術(shù)都比較重視的一個(gè)問(wèn)題，低能耗也是單片機(jī)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)oCMOS所使用的芯片是半導(dǎo)體技術(shù)，具有低能耗的特點(diǎn)，可以對(duì)能耗進(jìn)行有有效的控制，單片機(jī)的發(fā)展也是朝著CMOS的低能耗方向發(fā)展，在進(jìn)行更好的控制家具運(yùn)作的同時(shí)減少能源的消耗，從而實(shí)現(xiàn)低能耗的環(huán)保生活。

2.朝著大容量的方向發(fā)展

隨著生活水平的不斷提高，加上先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)智能化家具的使用要求也越來(lái)越高，會(huì)更加注重智能化家具的便捷性和功能性以及反映靈敏度等，這就要求微處理器的性能要有所提升，容量需要不斷地?cái)U(kuò)大，而單片機(jī)作為微處理器的核心技術(shù)，也需要不斷地增加存儲(chǔ)器的容量來(lái)實(shí)現(xiàn)智能家具的多功能用途有效進(jìn)行。

3.朝著高性能的方向發(fā)展

在滿(mǎn)足人們對(duì)智能家具多功能多用途的需求的同時(shí)，還要提高智能家具CPU的性能，提高對(duì)指令的反映和識(shí)別速度，提升運(yùn)算速度，使整個(gè)智能系統(tǒng)的控制更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定，還可以借助軟件來(lái)模擬I＼O功能，加入虛擬外設(shè)的概念，提升家具的使用性能。

4.外圍電路內(nèi)裝化

外圍電路內(nèi)轉(zhuǎn)化也是單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，本來(lái)在外圍裝置的電路和設(shè)備集中于單片機(jī)內(nèi)部，簡(jiǎn)化了單片機(jī)的制作結(jié)構(gòu)和制作成本，使得單片機(jī)所占體積逐漸變小，在智能家具的應(yīng)用中更加方便安裝，也可以避免過(guò)大的單片機(jī)對(duì)智能家具的美觀產(chǎn)生影響。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著人們對(duì)智能家具的需求越來(lái)越高，單片機(jī)技術(shù)在智能家具中的應(yīng)用也越來(lái)越多通過(guò)語(yǔ)音無(wú)線信號(hào)的發(fā)送來(lái)控制家具，還可以根據(jù)室內(nèi)或者室外溫度以及光線的強(qiáng)弱來(lái)智能的創(chuàng)造更加舒適的室內(nèi)環(huán)境，所以說(shuō)單片機(jī)在智能家具中的發(fā)展前景是十分可觀的，但單片機(jī)技術(shù)在智能家具的使用中還需要不斷地研究和突破，讓人們感受到智能家具所帶來(lái)的便捷舒適的生活，向低能耗、綠色環(huán)保、大容量和高性能方向發(fā)展。

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