CN103486069B - 基于热释人体红外的风扇智能温控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于热释人体红外的风扇智能温控系统及方法，系统包括主控制器、人体感应模块、温度传感模块和风扇控制模块；人体感应模块、温度传感模块和风扇控制模块分别与主控制器连接。主控制器用于实现与各模块之间的通信，人体感应模块用于检测探测区内是否有人出现，温度传感模块用于检测周围环境的温度，风扇控制模块用于控制风扇的开关。当检测到周围环境中没有人时，本发明的风扇会自动停止工作，从而节约电能，延长电风扇的使用寿命；本发明能够根据检测到的温度自动调节风力大小，当温度较高时提高扇叶转速，当温度较低时降低扇叶转速，从而提高使用者的舒适度。

Description

基于热释人体红外的风扇智能温控系统及方法

技术领域

本发明属于电风扇技术领域，具体涉及一种基于热释人体红外的风扇智能温控系统及方法。

背景技术

电风扇是人们日常生活中经常使用的小电器，但目前普通电风扇存在以下缺陷和不足：（1）普通电风扇不能自动关闭，使用者离开后忘记关闭电风扇，浪费电力资源且长时间工作还容易损坏电风扇，甚至还会引发火灾；（2）风扇的转速不能根据温度的变化而进行调整，温度升高时不能相应的提高转速，温度降低时不能相应的降低转速。

发明内容

为了解决现有技术中电风扇缺乏对环境的检测的不足，本发明提供一种基于热释人体红外的风扇智能温控系统及方法，具体的技术方案如下：

一种基于热释人体红外的风扇智能温控系统，包括主控制器、人体感应模块、温度传感模块和风扇控制模块；人体感应模块、温度传感模块和风扇控制模块分别与主控制器连接；其中：

人体感应模块对一探测区进行检测，检测探测区内是否有人出现，当检测到探测区内有人出现后，发送一检测信号给主控制器；

温度传感模块对周围环境的温度进行检测，并将检测到的温度发送一温度信号给主控制器；

主控制器分别接收检测信号以及温度信号，当接收到检测信号后根据温度信号对周围环境的温度适宜度进行判断，并发送控制信号给风扇控制模块；

风扇控制模块接收控制信号，根据控制信号控制风扇的开关及风量的大小。

作为优化方案，主控制器内存储有预设的启动温度值，主控制器对周围环境的温度适宜度的判断结果包括：

若周围环境的温度低于启动温度值，则发送第一控制信号给风扇控制模块，风扇控制模块控制风扇关闭；

若周围环境的温度达到了启动温度值，则发送第二控制信号给风扇控制模块，风扇控制模块控制风扇开启。

作为优化方案，风扇包括低速运行模式和高速运行模式，其特征在于，主控制器内还存储有预设的高温温度值，主控制器对周围环境的温度适宜度的判断结果包括：

若周围环境的温度高于启动温度值但未达到高温温度值，则发送第三控制信号给风扇控制模块，风扇控制模块控制风扇在低速运行模式运行；

若周围环境的温度高于高温温度值，则发送第四控制信号给风扇控制模块，风扇控制模块控制风扇在高速运行模式运行。

作为优化方案，该风扇智能温控系统还设有显示器，用于显示温度传感模块检测到的温度。

作为优化方案，该风扇智能温控系统还包括光度采集模块和照明模块，光度采集模块和照明模块分别与主控制器连接；

光度采集模块检测周围环境的光照强度，并将检测到的光照信号传给主控制器；

主控制器接收到光照信号后，对周围环境的光照适宜度进行判断，并发送光照控制信号给照明模块，控制照明模块的开关。

作为优化方案，主控制器内存储有预设的启动光度值，主控制器对周围环境的光照适宜度的判断结果包括：

若周围环境的光照度低于启动光度值，则发送第一光照控制信号给照明模块，打开照明模块；

若周围环境的光照度达到了启动光度值，则发送第二光照控制信号给照明模块，关闭照明模块。

作为优化方案，该风扇智能温控系统还包括报警模块，基于热释人体红外的风扇智能温控系统包括防盗报警模式和高温报警模式；防盗报警模式和高温报警模式通过设置在主控制器上的一切换开关进行切换；主控制器内存储有预设的警报温度值；

当处于高温报警模式时，主控制器根据接收到的温度信号进行判断，若周围环境温度达到警报温度值，则向报警模块发出高温报警信号，报警模块接收到高温报警信号后进行报警；

当处于防盗报警模式时，主控制器若接收到检测信号，则向报警模块发出防盗报警信号，报警模块接收到防盗报警信号后进行报警。

作为优化方案，主控制器为STC80C52单片机。

作为优化方案，人体感应模块包括人体感应芯片，人体感应芯片为SR-HC500单片机，人体感应芯片与主控制器连接，用于实现人体感应模块与主控制器之间的通信。

作为优化方案，温度传感模块包括温度传感器芯片，温度传感器芯片为DS18B20单片机，温度传感器芯片与主控制器连接，用于将检测到的温度信号传送给主控制器。

作为优化方案，风扇控制模块包括风扇控制器，风扇控制器为9012PNP三极管。

作为优化方案，显示器的型号为LCD1602。

作为优化方案，光度采集模块包括光敏电阻、比较电阻和光度采集处理芯片，光度采集处理芯片为电压比较器LM393；照明模块包括至少一个LED灯。

作为优化方案，报警模块包括报警处理器和蜂鸣器，报警处理器为9012PNP三极管，报警处理器分别与主控制器和蜂鸣器连接，报警处理器用于接收来自主控制器的报警信号，并根据报警信号控制蜂鸣器报警。

一种基于热释人体红外的风扇智能温控方法，包括如下步骤：

初始化步骤：对系统进行初始化；

人体检测步骤：利用人体感应模块对一探测区进行检测，检测探测区内是否有人出现，当检测到探测区内有人出现后，发送一检测信号给主控制器；

检测信号处理步骤：利用主控制器接收检测信号；若主控制器接收到检测信号，进入温度检测步骤；若主控制器没有接收到检测信号，回转执行人体检测步骤；

温度检测步骤：利用温度传感模块对周围环境的温度进行检测，并将检测到的温度发送一温度信号给主控制器；

温度信号处理步骤：利用主控制器接收温度信号，根据温度信号对周围环境的温度适宜度进行判断，并发送控制信号给风扇控制模块；

制冷步骤：利用风扇控制模块接收控制信号，根据控制信号控制风扇的开关及风量的大小。

作为优化方案，在制冷步骤之后还包括返回人体检测步骤，并在人体检测步骤至制冷步骤之间循环。

作为优化方案，人体检测步骤与检测信号处理步骤之间还包括如下步骤：

判断系统是否进入了防盗模式；若进入了防盗模式，利用主控制器接收检测信号；若主控制器接收到检测信号，则报警；若主控制器没有接收到检测信号，回转执行人体检测步骤；

若不进入防盗模式，则进入检测信号处理步骤。

作为优化方案，温度信号处理步骤还包括：判断周围环境的适宜度，若周围环境的温度过高，则报警。

本发明的有益效果在于：

（1）当检测到周围环境中没有人时，本发明的风扇会自动停止工作，从而节约电能，延长电风扇的使用寿命；

（2）本发明能够根据检测到的温度自动调节风力大小，当温度较高时提高扇叶转速，当温度较低时降低扇叶转速，从而提高使用者的舒适度；

（3）本发明的优化方案，还增加了光度采集模块和照明控制模块，可以根据周围的光照亮度实时调节和控制灯光的亮度；

（4）本发明的优化方案，还增加了防盗报警模块，在实现防盗功能的同时，还有高温报警功能，即当温度过高时打开警报提醒使用者注意避暑；

（5）本发明的优化方案，还增加了驱蚊模块，由于电风扇的制冷效果不如空调，驱蚊能力不佳，因此，驱蚊模块可以进一步提高使用者的舒适度。

附图说明

图1为本发明控制系统的总体结构框图。

图2为本发明的主控制器的电路原理图；

图3为本发明的人体感应模块的电路原理图；

图4为本发明的温度传感模块的电路原理图；

图5为本发明的风扇控制模块的电路原理图；

图6为本发明的光度采集模块的电路原理图；

图7为本发明的照明模块的电路原理图；

图8为本发明的报警模块的电路原理图；

图9为本发明的显示器的电路原理图；

图10为本发明控制方法的总流程图。

具体实施方式

下面结合附图以实施例的方式详细描述本发明。

实施例1：

如图1所示，基于热释人体红外的风扇智能温控系统，包括主控制器、人体感应模块、温度传感模块、风扇控制模块、光度采集模块、显示器、照明模块和报警模块；人体感应模块、温度传感模块、风扇控制模块、光度采集模块、显示器、照明模块和报警模块分别与主控制器连接。

人体感应模块对一探测区进行检测，检测探测区内是否有人出现，当检测到探测区内有人出现后，发送一检测信号给主控制器。温度传感模块对周围环境的温度进行检测，并将检测到的温度发送一温度信号给主控制器，显示器用于显示温度传感模块检测到的温度。主控制器分别接收并转发检测信号以及温度信号，当接收到检测信号后根据温度信号对周围环境的温度适宜度进行判断，并发送控制信号给风扇控制模块；风扇控制模块接收控制信号，根据控制信号控制风扇的开关及风量的大小。

根据转速，风扇包括低速模式和高速模式，主控制器内存储有预设的启动温度值和高温温度值，启动温度值和高温温度值由人工设定，主控制器对周围环境的温度适宜度的判断结果包括：

（1）若周围环境的温度低于启动温度值，则发送第一控制信号给风扇控制模块，风扇控制模块控制风扇关闭；（2）若周围环境的温度达到了启动温度值，则发送第二控制信号给风扇控制模块，风扇控制模块控制风扇开启；（3）若周围环境的温度高于启动温度值但未达到高温温度值，则发送第三控制信号给风扇控制模块，风扇控制模块控制风扇在低速模式运行；（4）若周围环境的温度高于高温温度值，则发送第四控制信号给风扇控制模块，风扇控制模块控制风扇在高速模式运行。

光度采集模块检测周围环境的光照强度，并将检测到的光照信号传给主控制器；主控制器接收到光照信号后，对周围环境的光照适宜度进行判断，并发送光照控制信号给照明模块，控制照明模块的开关。

主控制器内存储有预设的启动光度值，启动光度值由人工设定，主控制器对周围环境的光照适宜度的判断结果包括：

（1）若周围环境的光照度低于启动光度值，则发送第一光照控制信号给照明模块，打开照明模块；（2）若周围环境的光照度达到了启动光度值，则发送第二光照控制信号给照明模块，关闭照明模块。

在本实施例中，风扇智能温控系统包括防盗报警模式和高温报警模式；防盗报警模式和高温报警模式通过设置在主控制器上的一切换开关进行切换；主控制器内存储有预设的警报温度值，警报温度值由人工设定；

（1）当处于高温报警模式时，主控制器根据接收到的温度信号进行判断，若周围环境温度达到警报温度值，则向报警模块发出报警信号，报警模块接收到报警信号后进行报警；（2）当处于防盗报警模式时，主控制器若接受到检测信号，则向报警模块发出警报信号，报警模块接收到报警信号后进行报警。

主控制器用于实现与各模块之间的通信，分别接收来自人体感应模块和温度传感模块的信号并进行处理；发送信号实现对风扇控制模块的控制。如图2所示，在本实施例中，主控制器为STC80C52单片机，主控制器的外围电路包括由晶振X1、电容C2和电容C3的晶振电路，以及由开关SW1、电阻R3和电容C4组成的复位电路。

人体感应模块用于检测探测区内是否有人出现，当探测到信号后，将信号传给主控制器进行处理。如图3所示，在本实施例中，人体感应模块包括人体感应芯片U2，该人体感应芯片U2为SR-HC500单片机，人体感应芯片U2的VO引脚与主控制器的P1.2引脚连接，用于实现人体感应模块与主控制器之间的通信。

温度传感模块用于检测周围环境的温度，并将检测到的信号传给主控制器进行处理。如图4所示，在本实施例中，温度传感模块包括温度传感器芯片U3，温度传感器芯片U3为DS18B20单片机，温度传感器芯片U3的DQ引脚与主控制器的P1.0引脚连接，用于将检测到的信号传送给主控制器。该DS18B20芯片集成有显示屏，可以显示检测到的温度。

风扇控制模块用于接收来自主控制器的信号，控制风扇的开关。如图5所示，在本实施例中，风扇控制模块包括风扇控制器Q1，风扇控制器Q1为9012PNP三极管，该风扇控制器Q1的基极接入主控制器的P1.6引脚，发射极接电源，集电极与风扇的电机连接。风扇控制器Q1根据来自主控制器的控制信号对风扇电机的开关以及转速进行控制。

光度采集模块与主控制器连接，用于检测周围环境的光照强度，并将检测到的信号传给主控制器进行处理。如图6所示，在本实施例中，光度采集模块包括光敏电阻VR1、比较电阻R1和光度采集处理芯片U3，光度采集处理芯片U3为电压比较器LM393，电压比较器LM393的正输入端接入光敏电阻VR1，电压比较器LM393的负输入端接入比较电阻R1，电压比较器LM393的输出端与主控制器的P1.1引脚连接。通过改变比较电阻R1的阻值可以设定对应的参考电压值，光敏电阻用于根据光照光度反映实际电压值，光度采集处理芯片U3用于比较实际电压值与参考电压值，并根据比较结果发送一光照信号给主控制器。

照明模块与主控制器连接，用于接收来自主控制器的信号，控制灯光的开关。如图7所示，在本实施例中，照明模块包括两个LED灯D1和D2，分别与主控制器的P1.3引脚和P1.4引脚连接。

防盗报警模块与主控制器连接，用于接收来自主控制器的信号，控制警报的开关。如图8所示，在本实施例中，防盗报警模块包括报警处理器Q2和蜂鸣器LS1，报警处理器Q2为9012PNP三极管，报警处理器Q2的集电极与蜂鸣器LS1的正极连接，蜂鸣器LS1的负极接地，报警处理器Q2的基极与主控制器的P1.7引脚连接，用于接收来自主控制器的报警信号。

显示器与主控制器连接，用于显示温度传感模块检测到的温度。如图9所示，在本实施例中，显示器采用型号为LM016L的LCD显示器。

如图10所示，基于热释人体红外的风扇智能温控方法如下：

初始化步骤：对系统进行初始化，包括对主控制器、人体感应芯片和温度传感器芯片的初始化；

人体检测步骤：利用人体感应模块对一探测区进行检测，检测探测区内是否有人出现，当检测到探测区内有人出现后，发送一检测信号给主控制器；

工作模式判断步骤：判断系统是否进入了防盗模式；若进入了防盗模式，利用主控制器接收检测信号；若主控制器接收到检测信号，则报警；若主控制器没有接收到检测信号，回转执行人体检测步骤；若不进入防盗模式，则进入检测信号处理步骤。

检测信号处理步骤：利用主控制器接收检测信号；若主控制器接收到检测信号，打开照明模块，并进入温度检测步骤；若主控制器没有接收到检测信号，关闭照明模块，并回转执行人体检测步骤；

温度检测步骤：利用温度传感模块对周围环境的温度进行检测，并将检测到的温度发送一温度信号给主控制器；

温度信号处理步骤：利用主控制器接收温度信号，根据温度信号对周围环境的温度适宜度进行判断，并发送控制信号给风扇控制模块；若周围环境的温度过高，则报警。

制冷步骤：利用风扇控制模块接收控制信号，根据控制信号控制风扇的开关及风量的大小。

在制冷步骤之后还包括返回人体检测步骤，并在人体检测步骤至制冷步骤之间循环。

若警报响起，可手动将系统复位，重新执行初始化步骤。

本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。

Claims (17)

1.一种基于热释人体红外的风扇智能温控系统，用于对一风扇进行控制，其特征在于，包括主控制器、人体感应模块、温度传感模块和风扇控制模块；所述人体感应模块、温度传感模块和风扇控制模块分别与所述主控制器连接；其中：

所述人体感应模块对一探测区进行检测，检测所述探测区内是否有人出现，当检测到所述探测区内有人出现后，发送一检测信号给所述主控制器；

所述温度传感模块对周围环境的温度进行检测，并将检测到的温度发送一温度信号给所述主控制器；

所述主控制器分别接收所述检测信号以及所述温度信号，当接收到所述检测信号后根据所述温度信号对周围环境的温度适宜度进行判断，并发送控制信号给所述风扇控制模块；

所述风扇控制模块接收所述控制信号，根据所述控制信号控制风扇的开关及风量的大小；

所述主控制器进一步用以：

判断系统是否进入了防盗模式；若进入了防盗模式，且所述主控制器接收到所述检测信号，则报警；若所述主控制器没有接收到所述检测信号，回转执行人体检测步骤。

2.根据权利要求1所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于，所述主控制器内存储有预设的启动温度值，所述主控制器对周围环境的温度适宜度的判断结果包括：

若周围环境的温度低于启动温度值，则发送第一控制信号给所述风扇控制模块，所述风扇控制模块控制所述风扇关闭；

若周围环境的温度达到了启动温度值，则发送第二控制信号给所述风扇控制模块，所述风扇控制模块控制所述风扇开启。

3.根据权利要求2所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于，所述风扇包括低速运行模式和高速运行模式，所述主控制器内还存储有预设的高温温度值，所述主控制器对周围环境的温度适宜度的判断结果包括：

若周围环境的温度高于启动温度值但未达到高温温度值，则发送第三控制信号给所述风扇控制模块，所述风扇控制模块控制所述风扇在低速运行模式运行；

若周围环境的温度高于高温温度值，则发送第四控制信号给所述风扇控制模块，所述风扇控制模块控制所述风扇在高速运行模式运行。

4.根据权利要求1所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于：还设有显示器，用于显示温度传感模块检测到的温度。

5.根据权利要求1所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于，还包括光度采集模块和照明模块，所述光度采集模块和照明模块分别与所述主控制器连接；

所述光度采集模块检测周围环境的光照强度，并将检测到的光照信号传给所述主控制器；

所述主控制器接收到所述光照信号后，对周围环境的光照适宜度进行判断，并发送光照控制信号给所述照明模块，控制所述照明模块的开关。

6.根据权利要求5所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于，所述主控制器内存储有预设的启动光度值，所述主控制器对周围环境的光照适宜度的判断结果包括：

若周围环境的光照度低于启动光度值，则发送第一光照控制信号给所述照明模块，打开所述照明模块；

若周围环境的光照度达到了启动光度值，则发送第二光照控制信号给所述照明模块，关闭所述照明模块。

7.根据权利要求1所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于，还包括报警模块，所述基于热释人体红外的风扇智能温控系统包括防盗报警模式和高温报警模式；所述防盗报警模式和高温报警模式通过设置在所述主控制器上的一切换开关进行切换；所述主控制器内存储有预设的警报温度值；

当处于高温报警模式时，所述主控制器根据接收到的所述温度信号进行判断，若周围环境温度达到警报温度值，则向所述报警模块发出高温报警信号，所述报警模块接收到高温报警信号后进行报警；

当处于防盗报警模式时，所述主控制器若接收到所述检测信号，则向所述报警模块发出防盗报警信号，所述报警模块接收到防盗报警信号后进行报警。

8.根据权利要求1或2所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于：所述主控制器为STC80C52单片机。

9.根据权利要求1或2所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于：所述人体感应模块包括人体感应芯片，所述人体感应芯片为SR-HC500单片机，所述人体感应芯片与所述主控制器连接，用于实现人体感应模块与主控制器之间的通信。

10.根据权利要求1或2所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于：所述温度传感模块包括温度传感器芯片，所述温度传感器芯片为DS18B20单片机，所述温度传感器芯片与所述主控制器连接，用于将检测到的温度信号传送给主控制器。

11.根据权利要求1或2所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于：所述风扇控制模块包括风扇控制器，所述风扇控制器为9012PNP三极管。

12.根据权利要求4所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于：所述显示器的型号为LCD1602。

13.根据权利要求5所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于：所述光度采集模块包括光敏电阻、比较电阻和光度采集处理芯片，所述光度采集处理芯片为电压比较器LM393；所述照明模块包括至少一个LED灯。

14.根据权利要求7所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统，其特征在于：所述报警模块包括报警处理器和蜂鸣器，所述报警处理器为9012PNP三极管，所述报警处理器分别与所述主控制器和所述蜂鸣器连接，所述报警处理器用于接收来自主控制器的报警信号，并根据所述报警信号控制所述蜂鸣器报警。

15.一种基于热释人体红外的风扇智能温控方法，利用如权利要求1所述的基于热释人体红外的风扇智能温控系统进行智能温度控制，其特征在于，包括如下步骤：

初始化步骤：对系统进行初始化；

人体检测步骤：利用所述人体感应模块对一探测区进行检测，检测所述探测区内是否有人出现，当检测到所述探测区内有人出现后，发送一检测信号给所述主控制器；

检测信号处理步骤：利用所述主控制器接收所述检测信号；若所述主控制器接收到所述检测信号，进入温度检测步骤；若所述主控制器没有接收到所述检测信号，回转执行人体检测步骤；

温度检测步骤：利用所述温度传感模块对周围环境的温度进行检测，并将检测到的温度发送一温度信号给所述主控制器；

温度信号处理步骤：利用所述主控制器接收所述温度信号，根据所述温度信号对周围环境的温度适宜度进行判断，并发送控制信号给所述风扇控制模块；

制冷步骤：利用所述风扇控制模块接收所述控制信号，根据所述控制信号控制风扇的开关及风量的大小；

所述人体检测步骤与检测信号处理步骤之间还包括如下步骤：

判断系统是否进入了防盗模式；若进入了防盗模式，利用所述主控制器接收所述检测信号；若所述主控制器接收到所述检测信号，则报警；若所述主控制器没有接收到所述检测信号，回转执行人体检测步骤；

若不进入防盗模式，则进入检测信号处理步骤。

16.根据权利要求15所述的基于热释人体红外的风扇智能温控方法，其特征在于，在所述制冷步骤之后还包括返回人体检测步骤，并在人体检测步骤至制冷步骤之间循环。

17.根据权利要求15所述的基于热释人体红外的风扇智能温控方法，其特征在于，所述温度信号处理步骤还包括：判断周围环境的适宜度，若周围环境的温度过高，则报警。