CN202789641U

CN202789641U - 自动定向的电风扇

Info

Publication number: CN202789641U
Application number: CN 201220456980
Authority: CN
Inventors: 段昌琪; 杨永才
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-09-10

Abstract

本实用新型涉及一种自动定向的电风扇，人体发出的红外辐射经过透镜系统和滤波片，聚焦于检测电路中传感器上，检测电路把光学系统的光信号转换为电压信号输出，电压信号输入处理电路处理后，处理电路输出信号进入单片机系统，同时单片机系统接收集成温度传感器输入的温度信号，单片机系统输出控制信号驱动控制电路，控制电路控制电风扇的方向和开关，单片机系统将温度信号送液晶显示器显示温度。省去了人为控制电扇方向的许多不便之处，并且使能源得到的更有效的利用，能够避免风扇长时间对着没人的地方吹，浪费电能。而且，此种风扇由于加入了单片机系统，可以控制吹风角度范围，可以增加遥控装置，可以设置多种工作模式，可以增加新的工作方式。

Description

自动定向的电风扇

技术领域

本实用新型涉及一种自动定向的电风扇。

背景技术

现在虽然有空调、冷风机等电器设备的广泛运用，但每家每户还是会使用电风扇，电风扇有它不可取代的优势，特别是天气不是很热但有些闷的天气，吹电风扇非常舒服，现在电风扇可调风速，可送自然风，可定时自动定时关闭，但没有自动调节的功能，为更完善电风扇此常用电器的功能，特在现有电风扇的基础上对电风扇进一步改进。

发明内容

本实用新型是针对现有电风扇自动调节的功能问题，提出了一种自动定向的电风扇，实现了电风扇的风向的自动控制，可以根据单个人的位置自动控制风向，使风对着人吹。此外，它还能实时显示温度，并且低温时自动停止送风，给夜间睡眠时使用带来了极大的方便。

本实用新型的技术方案为：一种自动定向的电风扇，包括电风扇，还包括光学系统、检测电路、处理电路、单片机系统、液晶显示器、集成温度传感器、控制电路，光学系统包括聚焦的透镜系统和滤波片，人体发出的红外辐射经过透镜系统和滤波片，聚焦于检测电路中传感器上，检测电路把光学系统的光信号转换为电压信号输出，电压信号输入处理电路处理后，处理电路输出信号进入单片机系统，同时单片机系统接收集成温度传感器输入的温度信号，单片机系统输出控制信号驱动控制电路，控制电路控制电风扇的方向和开关，单片机系统将温度信号送液晶显示器显示温度。

所述光学系统包括用于聚焦的透镜系统和一个中心波长为9.3um的窄带滤波片。

所述检测电路由传感器和前置放大器构成，传感器可选择光电倍增管、热释电、APD光电传感器。

所述处理电路依次包括放大电路、全波整流电路及稳压电路，处理电路输出0～5电压信号作为单片机输入信号。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型自动定向的电风扇，省去了人为控制电扇方向的许多不便之处，并且使能源得到的更有效的利用，能够避免风扇长时间对着没人的地方吹，浪费电能。而且，此种风扇由于加入了单片机系统，可以控制吹风角度范围，可以增加遥控装置，可以设置多种工作模式，可以增加新的工作方式。

附图说明

图1为本实用新型自动定向的电风扇原理框图；

图2为本实用新型自动定向的电风扇内电路结构示意框图；

图3为本实用新型自动定向的电风扇控制流程图。

具体实施方式

如图1、2所示自动定向的电风扇原理框图和电路结构示意框图，在原有电风扇基础上，增加了光学系统2、检测电路3、处理电路4、单片机系统5、液晶显示器6、集成温度传感器7，控制电路8。光学系统用来收集人体发出的红外辐射1，有滤光和聚焦的功能。检测电路3主要部分是传感器（热释电器件）及前置放大器，把经过光学系统的光信号转换为电压信号。处理电路4进一步放大传感器输出的电压信号，滤除干扰信号，并将信号进行全波整流以得到单极性信号，最后用稳压管将输出电平控制在0～5V之间。处理电路4输出信号进入单片机系统5，单片机系统5能根据输入脉冲所包含的信息和集成温度传感器7输入的温度信号，输出控制信号。控制信号驱动控制电路8，控制电风扇9的方向和开关，同时单片机系统5可将温度信号送液晶显示器6显示温度。

所述光学系统2具有以下结构：一个用于聚焦的透镜系统，光线经过透镜系统后，经过一个中心波长为9.3um的窄带滤波片，最终聚焦于传感器上。

所述检测电路3由传感器和前置放大器构成。传感器可根据性能要求选择光电倍增管、热释电、APD光电传感器等，这里我们以热释电传感器为例。前置放大器与传感器相距很近，以提高信噪比。光信号经传感器转换为电信号，并被初步放大以抑制噪声。

所述处理电路4是由放大电路、全波整流电路及稳压电路组成。使用集成运算放大器将前置放大电路的输出信号进一步放大到适当大小，使用全波整流电路将有极性的正、负电压脉冲信号变为正电压信号，最后通过稳压措施使电平保持为0～5V，作为单片机输入信号。采取合理措施抑制噪声干扰。

所述集成温度传感器7接上电源后能将环境温度转换为电信号，并通过单片机串口，被单片机系统5直接采集。

所述单片机系统5是由复位电路、电源、时钟模块、单片机等构成。从处理电路4输出的信号输入单片机后，被单片机识别，单片机能记录相邻两个脉冲之间的时间间隔等其他信息。单片机程序根据所得到的数据，输出控制信号给控制电路8，控制电风扇9的转动情况与送风情况。

所述液晶显示6受单片机控制，能将单片机采集的温度信号实时显示出来。

所述控制电路8依赖于具体的机理（与电风扇的结合，要考虑实际电风扇的特点），利用单片机输出信号实现对风扇的控制，可以使其转动和停转，可以使其送风和停止送风。

热释电传感器与场效应管组成的检测部分将人体红外辐射能转换为电压信号，经过放大、整流、稳压处理后，得到0～5V的二值化电压信号，用来标识有没有人，高电平表示对应方向上有人，低电平表示无人。单片机能检测到这种电平变化，并记录高电平脉冲个数和相邻脉冲的时间间距。单片机程序依据得到的信息，输出相应的控制信号，控制电风扇的运行。下面简述一下控制过程和单片机程序的思路。自动定向的电风扇控制流程图如图3所示。

一般的电风扇转动的轨迹是固定的，稳定转动时转动一周的时间也是固定的，启动时转动速度稍微慢些。本实用新型电风扇在启动后，风扇开始转动，延时一段时间以使转动速度均匀，延时结束后开始计时。这实际上是在选择一个合理的计时起点。设风扇每转一周用时T，使风扇沿转动轨迹循环转动3T时间，单片机记录下输入脉冲个数及时间间距。下面分几种情况分别讨论。

（1）当检测到3个脉冲并且相邻脉冲时间间隔相等（实际编程时应允许有小的偏差）时，表示人静止在某一固定地点，有脉冲输入的方向就是电风扇的定位的目标方向，启动定位。在定位过程中，若人呆在原地，过一段时间后，开始送自然风，并且启动温度控制功能，即将温度传感器探测到的环境温度与设定值比较，环境温度较低时停止送风，而一旦温度升高大于设定值时就开始重新启动定位定位过程；若人离开，则开始重新启动定位过程。

（2）当脉冲个数不为3（但有脉冲输入）或时间间距不相等时，表示有多人或有人走动，风扇将转动送风，每转动三周都进行一次判断，以实时检测人的位置信息，判断是否需要定向。

（3）当没有脉冲输入时，表示室内无人，风扇将自动停止以节约电能。但若有脉冲输入（表示有人来，且人的方向正好对着方向停止时的方向），将开始启动定向过程。若一直无脉冲输入，延时一段时间后，启动定向过程（人走进房间，但是可能没有正对着静止的风扇）。

Claims

1.一种自动定向的电风扇，包括电风扇，其特征在于，还包括光学系统、检测电路、处理电路、单片机系统、液晶显示器、集成温度传感器、控制电路，光学系统包括聚焦的透镜系统和滤波片，人体发出的红外辐射经过透镜系统和滤波片，聚焦于检测电路中传感器上，检测电路把光学系统的光信号转换为电压信号输出，电压信号输入处理电路处理后，处理电路输出信号进入单片机系统，同时单片机系统接收集成温度传感器输入的温度信号，单片机系统输出控制信号驱动控制电路，控制电路控制电风扇的方向和开关，单片机系统将温度信号送液晶显示器显示温度。

2.根据权利要求1所述自动定向的电风扇，其特征在于，所述光学系统包括用于聚焦的透镜系统和一个中心波长为9.3um的窄带滤波片。

3.根据权利要求1所述自动定向的电风扇，其特征在于，所述检测电路由传感器和前置放大器构成，传感器可选择光电倍增管、热释电、APD光电传感器。

4.根据权利要求1所述自动定向的电风扇，其特征在于，所述处理电路依次包括放大电路、全波整流电路及稳压电路，处理电路输出0～5电压信号作为单片机输入信号。