论文总字数：16155字

摘 要

风扇作为一种常见的家用电器曾一度十分的普及。后面随着空调的费用降低以及人民收入的提高，使得风扇逐渐的退出舞台，仅仅应用在一些小范围的场合，而空调得以在大众家庭中使用。但是随着使用的增多，空调的弊端也就逐渐的显现，各种空调病也随之而来，这样又促使了风扇的回归。但是传统的风扇已经无法满足当前人们的使用需求，所以如何增加传统风扇的智能化水平就成为了当前研究风扇厂家的迫切需求。

本课题设计了一种基于传感器技术的智能风扇，该智能风扇能够采集当前环境的温度、湿度以及甲烷传感器的参数并能在系统的液晶屏上显示出来，同时还可以手动设置这三个参数的阈值。在风扇正常工作时，风扇以一定的速度转动，当三个传感器的参数中任意一项超过设定阈值后，风扇以一个较大的速度转动以调节平衡。当三个传感器的数值均恢复到设定阈值以下后，风扇恢复到默认状态的转速以便节约能源。其中风扇的调节采用了PWM控制的方式，使得风扇的调速更加的顺滑，不会出现跳变的情况。

关键字：单片机;智能;风扇;PWM控制

Design of intelligent fan system based on single chip microcomputer

Abstract

Fans were once very popular as a common household appliance. With the decrease of air-conditioning cost and the increase of people's income, fans are gradually withdrawn from the stage, only used in a small range of occasions, and air-conditioning can be used in the public households. However, with the increasing use of air conditioning, the drawbacks of air conditioning will gradually appear, and a variety of air conditioning diseases will follow, thus promoting the return of fans. However, the traditional fans can not meet the current needs of people, so how to increase the intelligent level of traditional fans has become an urgent need for the current research of fan manufacturers.

In this paper, an intelligent fan based on sensor technology is designed. The intelligent fan can collect the temperature, humidity and methane sensor parameters of the current environment and display them on the LCD screen of the system. At the same time, the threshold of these three parameters can be set manually. When the fan works normally, the fan rotates at a certain speed. When any of the three sensor parameters exceeds the set threshold, the fan rotates at a larger speed to adjust the balance. When the values of the three sensors are restored below the set threshold, the speed of the fan is restored to the default state in order to save energy. Among them, PWM control is adopted to adjust the fan, which makes the speed of the fan more smoothly without jumping.

Key words: MCU; Intelligence; Fan; PWM control

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 课题研究内容 2

第二章 系统设计 3

2.1 系统方案设计 3

2.1.1 系统方案框图 3

2.1.2 系统方案讲解 3

2.2 系统选型 4

2.2.1温湿度传感器选型 4

2.2.2气体传感器选型 4

2.2.3显示器选型 4

2.2.5 单片机选型 5

第三章 硬件电路设计 6

3.1 单片机电路设计 6

3.2 电源电路设计 7

3.3 按键电路 7

3.4 液晶电路 8

3.5 风扇控制电路 8

3.6 MQ-4采集电路 9

3.7温湿度传感器电路 9

第四章 软件程序设计 10

4.1 系统流程图设计 10

4.2 驱动程序设计 11

4.2.1 按键驱动程序设计 11

4.2.2 液晶驱动程序设计 11

4.2.3 风扇驱动程序设计 13

4.2.4 温湿度驱动程序设计 14

4.2.5 MQ-4驱动程序设计 15

第五章 系统调试 16

5.1 硬件实物部分 16

5.2 硬件调试 16

5.3 软件调试 17

5.3.1软件调试界面 17

5.3.2液晶驱动调试 18

5.3.3按键的调试 18

5.3.4 DHT11的调试 18

第六章 总结和展望 19

6.1 本文的总结 19

6.2 对课题的展望 19

参考文献 20

致 谢 21

第一章 绪论

课题研究背景

在90年代时，电风扇还没有普及，处于一个相对较高的价位。后面随着人们生活水平的提高以及收入的提高，电风扇逐渐成为了生活的必需品。常见的电风扇有台扇、落地扇和吊扇。功能也从开始的机械调档到增加定时功能，后来又出现了显示屏及电子调档，然后又出现了红外遥控调档的方式^[1]。当时无论采用的是哪种方式，都离不开人们的参与，需要人工手动的进行调节。进入到21世纪以后，空调的普及极大的较少了风扇扇的产量。目前只有较少的家庭或者特殊场合才会使用风扇进行降温。销量的递减也导致了风扇研究的停止，几乎风扇就没有过多的创新研究。

近几年来，人们对于健康越来越重视，而长期使用空调带来的空调病也在影响着人的健康。所以越来越多的人又倾向于使用风扇这种相对温和的方式进行降温。需求的增长也带来了技术的进步。从电机的选型到整体的控制方式都有了巨大的提升。从早期的直流电机到现在的变频电机，出风更加的自然，对人的影响也就越小，同时也带来了更加安静的环境。在控制方式上又借助了当前的智能化，实现了语音控制和手机APP控制的方式^[2]。

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