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摘 要：智能电风扇是基于自动控制基础上，以51单片机（STC89C51）芯片为主控芯片，以温度传感器，时钟芯片，蓝牙模块等传感器为辅，利用各种客观条件进行判断，以达到电风扇的智能化控制，实现随着周围环境温度的变化模拟无极调风。利用蓝牙模块实现手机和单片机之间的通信，时钟芯片实现定时开关，LCD1602液晶用来显示实时温度、转速大小定时状态，利用单片机的输出占空比调节风扇的转速，达到调节风速的大小，使电风扇更加智能化、人性化，使人们使用更加便捷。
关键词：51单片机；蓝牙；时钟；通信
由西北民族大学电气工程学院"双E"项目资助（项目编号：20161841）
0 引言
虽然在城市基本上每家都安装上了空调，但是还有很多农村家庭在炎热的夏天依然用的是普通电风扇、蒲扇以及纸扇，而电风扇以其低廉的价格使其广泛的使用。而我们常见的电风扇一般只有四、五个风速档，用的是人工开关，不知道室内温度，只能人为的调节该用哪个档，而且传统的电风扇的定时最多只能定两个小时，具有一定的局限性。而智能电风扇能完美的解决了这一系列问题。它与集成电路相结合，组成一个设定温度，感温，控制和输出与一身的模块。它能根据室内温度调节风速大小。以51单片机主控，通过51单片机与温度传感器结合，根据室内温度自动调节风扇转速大小；根据时钟芯片能精确定时，随意设置定时时间，解决了传统风扇最多只能定时两小时的局限性。它也能通过手机直接控制电风扇的开关，定时，智能方便。
面临庞大的市场需要，需要提高电风扇的市场竞争力。使之在技术含量上有所提高，应使风扇不仅功能多样，操作简便，而且更加安全可靠。所以在设计智能电风扇的时候，给电风扇赋予了更多人性化的设计，如遥控控制、定时控制，模拟无极调速等，使电风扇更加人性化。相信其丰富的功能，人性化的设计将大大提高电风扇的市场竞争力。而且最主要的是通过智能的控制使得科技的应用深入生活中，让广大的人民能享受到科技带来的方便。
1智能电风扇的系统结构
1.1 组成结构
该系统主要由控制器，温度传感器模块，时钟芯片模块，风扇，液晶显示模块，蓝牙模块组成。控制器由51单片机（STC89C51）单片机芯片为主控，温度传感器实时监测温度，时钟芯片用于定时，蓝牙实现手機和单片机的通信，液晶用于显示工作状态。系统控制结构框图如图（1）所示。
1.2 功能结构
①实现温度控制，通过温度传感器读取环境温度，用以调节风扇转速，达到控温作用；
②实现风扇定时工作功能，体现人性化；
③模拟无级调风，解决普通风扇风速变化过大问题；
④实现远距离遥控控制；
⑤实现实时温度显示，风扇转速显示，定时显示。
2智能电风扇硬件选择
2.1 STC89C51单片机
对于单片机中央处理器的方案设计，根据要求，我们可以选用具有4KB片内EPPROM的STC89C51单片机作为中央处理器。作为整个控制系统的核心，STC89C51是采用8051核的ISP在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，内部已包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不需要外接其他存储器芯片和定时器件，方便地构成一个最小系统。整个系统结构紧凑，使用简单，价格低廉，抗干扰能力强，竞价比高。具有很强的实用性。
2.2 温度传感器（DS18B20）
DS18B20是常用的数字温度传感器，单片机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令。必须先启动DS18B20开始转换，再读出温度转换值。它具有體积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，用来实时监测周围环境温度并反馈给单片机，实现模拟无极调风的效果。
2.3 时钟芯片（DS1302）
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。实现该硬件的精确定时，无定时时间短的局限性。
2.4 蓝牙模块（HC05）
蓝牙HC05是主从一体的蓝牙串口模块，简单的说，当蓝牙设备与蓝牙设备配对连接成功后，我们可以忽视蓝牙内部的通信协议，直接将将蓝牙当做串口用。利用手机蓝牙设备和该模块实现手机和单片机之间的通信，并且通信距离可达到30米内有效。
2.5 液晶显示模块（LCD1602）
LCD1602是一款字符型液晶，字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块，我们选用16*2的模块用以显示温度，转速，定时。
3控制软件程序设计
本系统程序用C语言编写，采用模块化编程，以便于修改与调试。调速方式采用PWM控制，PWM就是脉冲宽度调制，也就是占空比可变的脉冲波形，利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，用输出占空比控制风扇的转速，达到模拟无极调风的特点。
4结束语
本文对智能电风扇的基本功能，系统结构，硬件部分做了做出了介绍，分析了电风扇在国内市场上所处的地位，以及所设计的智能电风扇主要功能与作用。使人们更深入的了解该智能电风扇并去使用它，该电风扇结构虽然复杂，但是所用器材均是市场常见，价格低廉，且具有普遍性，造价较低，具有很好的市场前景和实用性。
参考文献：
[1]谭浩强. C语言程序设计教程.清华大学出版社.2001
[2]张义和，陈敌北.例说8051 [M]. 北京：人民邮电出版社
[3]郭天祥.51单片机C语言教程 [M]. 北京：电子工业出版社
[4]李朝青.单片机原理及接口技术 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社
关键词：51单片机；蓝牙；时钟；通信
由西北民族大学电气工程学院"双E"项目资助（项目编号：20161841）
0 引言
虽然在城市基本上每家都安装上了空调，但是还有很多农村家庭在炎热的夏天依然用的是普通电风扇、蒲扇以及纸扇，而电风扇以其低廉的价格使其广泛的使用。而我们常见的电风扇一般只有四、五个风速档，用的是人工开关，不知道室内温度，只能人为的调节该用哪个档，而且传统的电风扇的定时最多只能定两个小时，具有一定的局限性。而智能电风扇能完美的解决了这一系列问题。它与集成电路相结合，组成一个设定温度，感温，控制和输出与一身的模块。它能根据室内温度调节风速大小。以51单片机主控，通过51单片机与温度传感器结合，根据室内温度自动调节风扇转速大小；根据时钟芯片能精确定时，随意设置定时时间，解决了传统风扇最多只能定时两小时的局限性。它也能通过手机直接控制电风扇的开关，定时，智能方便。
面临庞大的市场需要，需要提高电风扇的市场竞争力。使之在技术含量上有所提高，应使风扇不仅功能多样，操作简便，而且更加安全可靠。所以在设计智能电风扇的时候，给电风扇赋予了更多人性化的设计，如遥控控制、定时控制，模拟无极调速等，使电风扇更加人性化。相信其丰富的功能，人性化的设计将大大提高电风扇的市场竞争力。而且最主要的是通过智能的控制使得科技的应用深入生活中，让广大的人民能享受到科技带来的方便。
1智能电风扇的系统结构
1.1 组成结构
该系统主要由控制器，温度传感器模块，时钟芯片模块，风扇，液晶显示模块，蓝牙模块组成。控制器由51单片机（STC89C51）单片机芯片为主控，温度传感器实时监测温度，时钟芯片用于定时，蓝牙实现手機和单片机的通信，液晶用于显示工作状态。系统控制结构框图如图（1）所示。
1.2 功能结构
①实现温度控制，通过温度传感器读取环境温度，用以调节风扇转速，达到控温作用；
②实现风扇定时工作功能，体现人性化；
③模拟无级调风，解决普通风扇风速变化过大问题；
④实现远距离遥控控制；
⑤实现实时温度显示，风扇转速显示，定时显示。
2智能电风扇硬件选择
2.1 STC89C51单片机
对于单片机中央处理器的方案设计，根据要求，我们可以选用具有4KB片内EPPROM的STC89C51单片机作为中央处理器。作为整个控制系统的核心，STC89C51是采用8051核的ISP在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，内部已包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不需要外接其他存储器芯片和定时器件，方便地构成一个最小系统。整个系统结构紧凑，使用简单，价格低廉，抗干扰能力强，竞价比高。具有很强的实用性。
2.2 温度传感器（DS18B20）
DS18B20是常用的数字温度传感器，单片机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令。必须先启动DS18B20开始转换，再读出温度转换值。它具有體积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，用来实时监测周围环境温度并反馈给单片机，实现模拟无极调风的效果。
2.3 时钟芯片（DS1302）
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。实现该硬件的精确定时，无定时时间短的局限性。
2.4 蓝牙模块（HC05）
蓝牙HC05是主从一体的蓝牙串口模块，简单的说，当蓝牙设备与蓝牙设备配对连接成功后，我们可以忽视蓝牙内部的通信协议，直接将将蓝牙当做串口用。利用手机蓝牙设备和该模块实现手机和单片机之间的通信，并且通信距离可达到30米内有效。
2.5 液晶显示模块（LCD1602）
LCD1602是一款字符型液晶，字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块，我们选用16*2的模块用以显示温度，转速，定时。
3控制软件程序设计
本系统程序用C语言编写，采用模块化编程，以便于修改与调试。调速方式采用PWM控制，PWM就是脉冲宽度调制，也就是占空比可变的脉冲波形，利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，用输出占空比控制风扇的转速，达到模拟无极调风的特点。
4结束语
本文对智能电风扇的基本功能，系统结构，硬件部分做了做出了介绍，分析了电风扇在国内市场上所处的地位，以及所设计的智能电风扇主要功能与作用。使人们更深入的了解该智能电风扇并去使用它，该电风扇结构虽然复杂，但是所用器材均是市场常见，价格低廉，且具有普遍性，造价较低，具有很好的市场前景和实用性。
参考文献：
[1]谭浩强. C语言程序设计教程.清华大学出版社.2001
[2]张义和，陈敌北.例说8051 [M]. 北京：人民邮电出版社
[3]郭天祥.51单片机C语言教程 [M]. 北京：电子工业出版社
[4]李朝青.单片机原理及接口技术 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社