基于51单片机设计的智能感应风扇

王森 向兵

摘 要：随着科技进步和时代发展，各种的智能设备出现在我们的生活中，使我们的体验感越来越强，现代科技推动了时代的发展，极大的改变了人们的生活方式，也改变的我们的生活环境，所以家居的智能化是一个必然的趋势，风扇作为家庭装置的其中之一，也应该变得更加智能化，使人们的生活变得更加的方便，简单。

关键词：智能设备；家居智能化；风扇

第一章 发展现状

近几年来，随着科技的进步和时代的发展，我们身边的各种产物，也在逐渐的发生变化，从而使越来越多新奇的东西出现在我们的生活之中，在逐渐的代替原来老旧的或者使用不方便的产品，也正是因为这些新产品不断出现，使人们的生活变得更加有趣和方便。这些新产品，都有一个共同的功能，就是智能。这些智能的新产品，注定会代替原来老旧的产品，也促进了智能家居生活的到来，所以我们家庭使用的电扇，也必须跟上时代的发展，也要变得智能化，因为我们的电扇目前还没有实现智能化，因此智能化的电扇也是智能家居设备未来发展的趋势之一，其发展潜力是巨大的。

第二章 研究目的

随着人们生活变得越来越好，新的时代也已经悄然来临，智能化的产物层出不穷，各种智能化的产物也已经走进了我们的家庭和工作中，在这样的情况下，各种家居的革新已经是一个必然的趋势，同时也因为人们生活变得越来越来，使人们在注重产品的实用性与创新性的同时，也要求产品的智能化，风扇作为家庭不可或缺的家居之一，智能化更是成为一个趋势，它可以自动感知工作环境，从而来控制风扇的档位，实现智能家居的功能。

第三章 研究意义

1）、促进风扇的革新

随着人们生活水平的提高，科技的飞速发展及智能家居在现实生活中的广泛应用，我们传统的风扇是人为来控制风扇开始转动，和人为控制风扇的档位，这种风扇随着时代的进步，会逐渐的被淘汰，在当今社会，智能化发展已经是一个趋势，传统式的风扇已经无法满足当代社会发展的需求，所以就必须实现风扇的革新，让智能化的风扇走进我们的生活。

2）、实现更智能，更节能的家居生活

傳统式的风扇有一个致命的问题，如果我们在使用风扇时因为出现一些突发情况，使我们离开家出去处理事情，因为事发突然，人们忘记关闭风扇，那么风扇就会一直损耗电能，但我们的智能风扇能够完全解决这个问题，当人到达指定区域，风扇就会自动打开，当人离开这个区域时，风扇就会自动关闭，所以我们的智能风扇的出现，就给人们带来了很大的方便，使人们有一个更方便、环保的家居生活。

第四章 系统功能

1.方案设计（设计思路）

采用51单片机为核心处理器，外接红外感应模块、风扇、开关模块、温度模块、显示模块。

2.系统总体设计

采用51单片机为主控MCU，通过红外感应模块，来判断风扇是否开始转动，当有人到达位置时，红外感应模块会给单片机传输一个数据，单片机通过串口接收到的数据来控制继电器闭合，然后风扇开始转动，单片机通过温度模块反馈的温度来判断风扇的档位，用数码管实时显示当前温度，通过温度模块我们设置温度的上下限，当温度没到达下限时，风扇不转动，当温度超过上限时，风扇档位为最大，当人离开位置时，风扇停止转动。

3.硬件设计：

1）、主控CPU：89C52内置8位中央处理单元、512字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出（I/O）口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种 软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM 定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。

2）、温度模块：DS18B20是常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。

3）、开关模块：采用继电器模块，这种模块首先电压值符合小功率风扇，其次继电器模块采用光耦进行隔离，性能稳定，可选择低电平或者高电平触发。

4）、显示模块：采用4位共阴数码管，共阴极数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（COM）的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

5）、人体红外感应模块：采用HC-SR501人体传感器，使用方便，价格实惠。

4.软件设计：

通过I/O口来采集红外感应模块和ds18b20模块的数据传送给MCU，MCU根据接收到的数据来控制继电器的闭合和断开。

参考文献：

[1] 王港元.电工电子实践指导.江西：江西科学技术出版社，2005.

[2] 来清民.传感器与单片机接口及实例[M].北京：航空航天大学出版社，2008.90-92

[3] 刘健，徐炜，伊均萍，刘良成.电路分析[M].北京：电子工业出版社，2005.75-79

[4] 胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社，2004.

项目基金：绵阳职业技术学院，校级精品在线开放课程-《电子产品分析与制作》

作者简介：

王森（1998-），男，汉，四川广安人，学生，绵阳职业技术学院信息工程系2017级，电子信息工程技术专业，擅长单片机项目开发。

向兵（1990-），男，汉，四川南充人，助教，硕士研究生，从事电子产品分析与制作、单片机原理及应用等课程研究。