“大学生创新性实验计划”(智能无叶风扇)结题报告-(12336)

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1、```“大学生创新性实验计划”项目结题报告项目名称智能无叶风扇项目编号项目级别项目负责人系、年级、班级指导教师姓名职称填表日期2014年4月25日学院教务处制表```````目录一、项目选题思路1二、实验的研究方案及技术路线1三、项目的实施过程21电路部分系统整体设计22电路实现原理23温度部分系统硬件设计33.1独立键盘连接电路33.2数码管显示电路33.3温度采集电路33.4风扇电机驱动与调速电路44湿度部分系统硬件设计44.1湿度采集电路44.2阈值设置电路54.3数码管显示电路54.4加湿器驱动电路55系统软件设

2、计65.1温度部分软件设计65.2湿度部分软件设计7四、项目的预期成果及最终成果8五、项目组成员的收获及体会8参考文献9附件1源程序10附件2电路图21```````一、项目选题思路风扇是日常生活中重要的电器，不仅在家庭中给人们带来凉爽，在温室等很多地方也都需要风扇通风散热。大部分风扇还只是停留在手动调节的水平。如果风扇能根据周围温度自动启停和调节风速，那么不仅解放了人力，还能节省电能。目前许多家里都使用空调，不但耗电率过高，而且几乎毫无通风的可能。传统风扇的三瓣叶，不仅清洗起来麻烦，而且对小朋友还存在一定的安全隐患。市

3、面上有一款奇特的风扇，因其外形上不同于普通风扇，没有扇叶所以称为无叶风扇。新型无叶风扇不但在价格上比空调要低很多，而且通风性很强。没有扇叶和转轮的新型电风扇，吹出清爽凉风的同时，还能完全避免了清洗扇叶之苦。它能产生神奇的持续性的吹出凉风，由于没有叶片，不会覆盖尘土，对有好奇性的儿童不具有伤害，是理想的既安全又节能的产品。基于市面信息以及风扇带来的各种问题，我们设计一款智能无叶风扇。它能实时检测温度显示出来，并根据温度调整风速以适应当前环境，解决人力调控的问题。除此之外还加有湿度检测部分显示当前湿度，并控制加湿器的启停，让

4、环境一直保持在人感到舒适的湿度下。二、实验的研究方案及技术路线无叶风扇出风原理主要是利用喷气式飞机引擎及汽车涡轮增压中的技术。基座中带有电动机带动圆柱内涡轮扇叶旋转，产生低压，抽取底座旁的空气。后基座内空气经过涡轮增压器压缩，使空气内能增加，同时增加进气量。风在雾沫夹带和负压在这两个物理现象的作用下，各种气流叠加，空气，或者说无叶风扇的风量，被显著放大了，达到涡轮风扇本身抽取量的15倍。由圆环边缘内部隐藏的一个叶轮把空气以圆形轨迹喷出，最终形成一股不间断的冷空气流。本实验主要功能是温度控制风速，湿度控制加湿器。首先对温度

5、进行采集，并根据环境温度实现调节风速智能化的控制。若对此采用单片机来实现，不仅具有控制方便，简单，灵活性大等特点，而且还可以大幅提高被控量的技术指标。采用单片机作为控制器，利用温度传感器DS18B20作为温度采集元件，并根据采集到的温度，通过一个达林顿反向驱动器ULN2803驱动风扇电机。```````根据检测到的温度与系统设定的温度的比较实现风扇电机的自动启动和停止，并能根温度的变化自动改变风扇电机的转速，同时用LED八段数码管显示检测到的温度与设定的温度。其次是湿度的检测，也采用单片机控制。用DHT11湿度传感器作为

6、湿度采集原件，并根据采集数据与设定值作比较，低于设定值时启动加湿器。三、项目的实施过程1、电路部分系统整体设计系统构成框图。如图1所示。温湿度显示温湿度传感器单片机AT89C52独立键盘PWM驱动电路直流电机驱动模块加湿器图1系统构成框图电路采用完全分开形式，避免两电路产生干扰，出现供电不足和不稳定现象。用户可根据需要开启所需功能，省电、节能更人性化。2、电路实现原理本设计的温度部分实现原理：利用温度传感器DS18B20检测环境温度并直接输出数字温度信号给单片机AT89C52进行处理，在LED数码管上显示当前环境温度值以

7、及预设温度值。其中预设温度值只能为整数形式，检测到的当前环境温度也为整数。同时采用PWM脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速。并通过两个按键改变预设温度值，一个提高预设温度，另一个降低预设温度值。湿度部分实现原理：传感器模块使用的是DHT11数字温湿度传感器。通过DHT11检测出当前环境下的湿度，将所测数据交给AT89C52单片机进行分析和处理。其中，为了显示稳定，本系统每间隔1秒采集一次数据送入单片机。阈值设置模块通过三个按键来实现阈值设置功能的。使得在不同环境下设置阈值提供了极大的方便，不需要每次都在程序里改动然后再

8、烧录，省去了复杂的过程。3、温度部分系统硬件设计```````3.1独立键盘连接电路键盘包括2个独立按键S2和S3，一端与单片机的P1.3和P1.4口相连，另一端接地，当按下任一键时，P1口读取低电平有效。系统上电后，进入键盘扫描子程序，以查询的方式确定各按键，完成温度初值的设定。其中按键S1为加按键，每按下一次，系