单片机技术在智能家具中的应用与发展

郭霏　卫朝霞　陈伯亨

摘要：随着社会经济实力的提升以及社会环境的发展，人们生活水平也呈现着迅速上升的趋势，人们的需求已经不仅仅是物质世界基本需求的满足，更加注重的是生活的质量和精神上的幸福感，而随着科学技术的不断创新和提升，智能化逐渐的走进人们的工作和生活中，让人们在快节奏的工作和生活中感受到智能化所带来的便捷和舒适的服务，体会更高质量的生活水平。就智能家具来说，由于其具有先进、快捷、灵活等特点，被很多家庭广泛使用，而单片机技术作为计算机科技的一项核心技术，其在智能家具的使用和调控中也起到了很大的作用和帮助，给人们的生活带来7很多便利。本文通过对单片机技术在智能家居中的应用做出了分析，对其暴露出的缺陷和不足提出解决方案，并对其以后的发展前景做出了展望，并且希望可以为智能化的相关工作提供有效的参考。

关键字：智能化家具 单片机 核心技术 应用与发展

前言

单片机是典型的嵌入式微控制器，由运算器，控制器，存储器，输入输出设备等构成，相当于一个微型的计算机。单片机的优点就是体积小，寿命长、能耗低，非常适合在很多设备和电子产品以及家用电器等方面的使用所以在工作和生活中的很多行业和领域都有应用。在对单片机技术钻研的过程中也涌现了一批批优秀的科学家和研发人才，通过不断地探究逐渐的提升单片机技术自身的性能，扩展其应用领域，在智能家具这一领域中应用单片机技术，不仅仅让家居生活更加安全、舒适和便捷，也实现了家具从传统的机电产品走向智能化的过程，可以说单片机在智能家具中的发展开辟了人类生活的新方式。

一、单片机的发展历程

1.单片机的发展历程

单片机诞生于20世纪70年代末，分别经历了单片微型计算机和微控制器阶段。1971年，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。20世纪80年代初，Intel公司在MCS48系列单片机的基础上，推出了MCS-51系列8位高档单片机。MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量，I/O口功能，系统扩展方面都有了很大的提高。整体来说单片机经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，并且其发展速度之迅速和应用之广泛超出了众多科学家的预期。

2.单片机的应用领域

在智能仪表仪器上，单片机凭借自身体积小、寿命长、功耗低、扩展性强的特点，十分适合在智能仪表仪器的内部进行安装使用，并且单片机可以与多个传感器之间进行关联，提升智能仪表仪器的运作。

在工业自动化领域中，用单片机可以对系统进行控制和监测，很多的机电控制系统都是以单片机为核心组成部分，来形成一个系统的网络控制。

在计算机网络和通信领域中，现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，人们可以实现在不同的设备之间进行数据的共享和交换，随着人们对计算机和通讯设备使用越来越多，要求也越来越高，所以单片机被广泛的应用，就比如我们每个人都使用的手机、网络路由器等，其内部配置都含有单片机。

在家用电器中的应用，随着国民经济的不断发展，国民生活质量也得到了很大的提升，智能家具已经成为人们家居生活的潮流。单片机作为一项先进的技术，在智能家具的使用和控制中至关重要，可以说目前大多数的家用电器都运用了单片机技术，让人们享受智能的、便捷的、舒适的生活，还有现在很多的医疗设备也使用单片机技术，比如呼吸机和监护仪等。

二、单片机在智能家具中的应用分析

1.实现家具的智能语音控制

在智能家具的设计和使用中，智能语音控制是整个智能系统中一个重要的模块，将单片机技术合理有效的应用在语言控制模块中去实现对语音的反映和控制。首先单片机要识别有效的声音频率以及语音信息等，并快速的将接收到的语音信息进行转变成为数字信号，从而传递到整个智能控制系统中。同时，系统控制芯片中的微型处理器会对已经转变的数字信号进行识别分析，并且相对应的给家具发出指令要求，让家具按照语音信息的內容进行运作。在单片机的系统中构建语音识别体系，在汉语指令模式下对语音信息进行识别和检测，并存放于存储器中，通过准确的识别每一个区域的语音信号来使家具获得准确的运行指令，实现对家具智能系统的准确有效控制。

2.实现家具的无线远程控制

现代人的生活更加趋向于便捷和舒适，比如人们在外出远门希望回到家就有舒适的温度和明亮的环境，在这样的需求下智能家具的无线远程控制就十分重要了。首先要对单片机技术的操作模式进行优化和补充，增加双向信号的传输模式，更好的让单片机接收到指令。在单片机控制系统里，对于信号发射器的要求很高，必须要使用稳定性较强的信号发射器，保证信号及时有效的传递给终端设备，最终保证智能家具顺利的完成无线远程控制的指令。

3.实现对家庭环境的智能化调控

智能家具在满足人们生活一些基本需求的同时，对于家具的智能调控也可以根据家庭环境的明暗度、温度、湿度等的变化来实现。比如智能化空调可以通过室内温度的变化智能化的调节空调的温度高低，使得室内保持一个稳定舒适的温度，智能窗帘可以通过感应外部阳光照射的强度来调节窗帘遮挡的程度，从而保持室内的采光充足的同时又不过于强烈。单片机正是对智能家具的调控起到了关键性的作用，首先需要在智能家具中安装一个微型信号接收器，接受并且分析周围环境中发射的信号，并且通过对室内家庭环境的分析对信号进行调节，保证最适宜的环境系统，提升室内的环境质量和舒适度。

4.实现机电一体化家具的控制

机电一体化家具指的是以造型机械传动、电路电器为一体的家具，通过对产生的事件和指令做出相应的反映或者通过内部系统的优化提供更好的功能服务。比如深圳最先研发出的一款智能婴儿床，它可以通过智能感应婴儿是否尿床，并在尿床时发出提醒，还有可以通过接受声音指令的自动按摩床。这类智能化的家具除了是通过在内部安装控制电路和传感器来进行智能工作之外，其如此先进的功能还需要在内部安放单片机，作为一个机电一体化家具的整体的控制和指挥。

三、单片机技术在智能家具中的发展分析

1.朝着CMOS的方向发展

在能源消耗方面是很多智能化技术都比较重视的一个问题，低能耗也是单片机发展的一个趋势oCMOS所使用的芯片是半导体技术，具有低能耗的特点，可以对能耗进行有有效的控制，单片机的发展也是朝着CMOS的低能耗方向发展，在进行更好的控制家具运作的同时减少能源的消耗，从而实现低能耗的环保生活。

2.朝着大容量的方向发展

随着生活水平的不断提高，加上先进技术的发展，人们对智能化家具的使用要求也越来越高，会更加注重智能化家具的便捷性和功能性以及反映灵敏度等，这就要求微处理器的性能要有所提升，容量需要不断地扩大，而单片机作为微处理器的核心技术，也需要不断地增加存储器的容量来实现智能家具的多功能用途有效进行。

3.朝着高性能的方向发展

在满足人们对智能家具多功能多用途的需求的同时，还要提高智能家具CPU的性能，提高对指令的反映和识别速度，提升运算速度，使整个智能系统的控制更加准确和稳定，还可以借助软件来模拟I＼O功能，加入虚拟外设的概念，提升家具的使用性能。

4.外围电路内装化

外围电路内转化也是单片机技术发展的一个趋势，随着半导体集成工艺的不断发展，本来在外围装置的电路和设备集中于单片机内部，简化了单片机的制作结构和制作成本，使得单片机所占体积逐渐变小，在智能家具的应用中更加方便安装，也可以避免过大的单片机对智能家具的美观产生影响。

四、结语

综上所述，随着人们对智能家具的需求越来越高，单片机技术在智能家具中的应用也越来越多通过语音无线信号的发送来控制家具，还可以根据室内或者室外温度以及光线的强弱来智能的创造更加舒适的室内环境，所以说单片机在智能家具中的发展前景是十分可观的，但单片机技术在智能家具的使用中还需要不断地研究和突破，让人们感受到智能家具所带来的便捷舒适的生活，向低能耗、绿色环保、大容量和高性能方向发展。

参考文献

[1]李慧.关于单片机技术在智能家居中的应用探讨[J].信息化建设，2016

[2]范润杰.单片机在电子技术中的应用和开发[J].电子技术与软件工程，2017