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1、新风机智能控制器的设计王冀龙,等新风机智能控制器的设计DesignofthelntelligentControllerforFreshAirSystem王冀龙蔡满军(燕山大学河北计算机工业控制重点实验室,河北秦皇岛066004)摘要:针对当前空气污染形势严峻、室内空气品质低下的问题,设计了适用于新风机的嵌入式控制系统。系统应用传感器技术、信号采集技术、液晶显示技术和电机模糊控制技术等,实现了对室内空气质量的高精度自动控制。经实验室测试和实际运行证明,该控制器具有操作方便、性能稳定、节能效果明显等优点。
2、关键词:新风机室内空气质量模糊控制智能控制器嵌入式控制系统中图分类号:TP368+.1文献标志码:AAbstract:Aimingatthegrimsituationofairpollutionandpoorqualityoftheindoorair,theembeddedcontrolsystemsuitableforfreshairsystemhasbeendesigned.Thehighprecisionautomaticcontrolofindoorairqualityisimplemente
3、dbyadoptingthetechnologiesofsensing,signalacquisition,liquidcrystaldisplayandmotorfuzzycontrol,etc.Thetestsinlaboratoryandthepracticaloperationverifythatthiscontrollerpossessesadvantagesofeasyoperation,stableperformance,andobviousenergysavingeffects,etc
4、.Keywords:FreshairsystemIndoorairqualityFuzzycontrolIntelligentcontrollerEmbededcontrolsystem的关机操作。系统设有日期和时间显示功能,并具有0引言空气质量严重超标自动报警功能。当前,世界空气污染问题形势严峻,室内挥发性有2系统硬件总体设计机物污染(volatileorganiccompounds,VOCs)造成室内[1-3]根据系统功能分析,控制系统硬件由核心处理器、空气品质低下,严重危害人类健康。随着人们对室
5、内空气品质的关注,国内外学者对新风系统进行了TGS2600空气质量传感器、NTC热敏电阻、GP2Y1010AU0F大量研究[4-6]。为了提高新风系统的工作效率,实现微尘传感器、RE200B热释红外传感器、放大与整形电路、节能减排,新风机控制器成为必不可少的器件[7]。本AT24C02外部存储芯片、DS1302专用时钟芯片、段式液晶文所介绍的是一款以ATmega3290单片机为控制芯片屏、按键、蜂鸣器、通风电机驱动电路、风门电机驱动电路的新风机控制器,可应用于办公室、实验室,尤其适用以及静电除尘器驱动
6、电路构成,并以模块化方式设计。于民众居室的空气品质检测及调节。主要电路设计将在相应的功能模块设计中给出。系统硬件设计示意图如图1所示。1系统功能分析本控制系统为用户提供自动和手动两种工作模式。当系统运行在手动模式下时,可以通过按键设置系统工作状态,得到相应的通风强度、热交换方式和除尘模式。当系统运行在自动模式下时,系统根据VOCs浓度与用户预设值偏差,调节风机的转速,达到对室内新风量控制的目的;通过对室内外微尘浓度的比较,自动选择除尘模式;通过对室内外温度的比较,自动选择热交换方式;根据室内人员活动情
7、况,自动执行新风机图1系统硬件设计示意图Fig.1Schematicdiagramofsystemhardwaredesign河北省科技支撑计划基金资助项目(编号:10213944)。修改稿收到日期:2014-03-13。3基本程序流程第一作者王冀龙(1988-),男,现为燕山大学控制理论与控制工程专业在读硕士研究生;主要从事单片机与智能监控的研究。新风机上电后,等待按键电源开关被按下。电源《自动化仪表》第35卷第10期2014年10月59新风机智能控制器的设计王冀龙,等打开后,对单片机各端口和外围功
8、能芯片进行初始化能够准确检测室内VOCs浓度。该传感器的敏感元件设置,并读取EEPROM中存储的上次关机前各参数数由集成了加热器以及在氧化铝基板上形成的金属氧化值。当用户选择自动工作模式时,系统对VOCs浓度、物半导体构成。当吸附还原性气体时,传感器导电率室内外温度、微尘浓度信号进行采集,经运算得到通风上升、电阻Rs下降。将洁净空气中传感器电阻设为风机运行状态、热交换方式和除尘模式,并在段式液晶Rs0,VOCs浓度计算公式为:32屏中显示。当用户选择手动
