室内节能自动控制系统

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【摘 要】基于低功耗单片机STM32,结合震动、温度、烟雾等传感器设计实现室内节能自动控制系统.系统主要由控制模块、智能调光电路模块、G模块、彩屏显示模块以及传感器模块组构成.模拟室内生活,通过检测室内环境去改变用电器的工作状态,若室内发生突发情况,报警系统工作,并将信息由单片机控制G模块及时以短信形式发送给户主,彩屏则实时显示各用电器工作情况,整个系统具有感应灵敏,准确率高,性能稳定、设计人性化等优点.

【关 键 词】单片机；传感器；智能控制

0.引言

当今世界,针对当前的资源短缺、能源浪费现象,节能环保的必要性越来越彰显.近年来随着我国经济的快速发展,电能作为最普遍的能源直接反映了一个国家的技术水平和对能源的利用状况,本设计采用单片机结合传感器技术设计实现对室内用电系统的智能控制,从而实现能源环保,节能节电的目的,并且亦可以此为蓝本,拓宽到酒店、工厂等更广阔的范围.

1.系统总体设计

本系统主要是利用传感器原理检测各用电设备的使用情况,通过单片机智能控制系统内部各设备运行.整个系统依据节能节电的环保理念,通过改变用电设备在工作时的用电强度,避免不必要的能量损耗,具体实现以下几个功能：（1）LED照明强度控制；（2）温度检测；（3）震动报警；（4）风扇自动开关；（5）G短信息提示；（6）易燃气体检测,所有功能的信息可通过彩屏实时显示.

2.硬件设计

2.1主控模块方案

主控模块采用高性能、低成本、低功耗的单片机STM32,此单片机资源丰富,功能强大,稳定性强,应用广泛.本系统中,应用单片机对传感器检测数据进行处理,并且反馈控制给各个用电设备,例如,检测光照较强时,当判断采样电压超过基准电压时,单片机控制LED等点亮的个数,从而模拟智能调光,达到节能节电的效果.

2.2风扇自动控制模块

风扇自动控制模块是模拟空调的简易装置,当温度传感器18B20检测温度超过一个设定的值后风扇开始工作.

2.3G模块

G模块是将G射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上,具有独立的操作系统、G射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块,类似现在使用的手机,在室内有突发情况时,及时以短信息的形式自动提示户主.

2.4智能调光模块

智能调光模块基于光敏电阻在不同光照强度下控制不同数量的LED灯照明.将光敏电阻与普通电阻串联,置于系统中,采样光强后由单片机处理并产生相应指令控制LED灯亮的个数,实现智能照明.光敏模块放在模型顶层,便于实现光照强度检测.

2.5传感器组模块

（1）温度传感器18B20检测：基于DS18B20对环境温度进行检测并实时显示当前温度,当温度高达设定温度时风扇自动打开.

（2）震动传感器报警：系统通过使用震动传感器进行震动检测,当发生震动时蜂鸣器会发生报警信号,并且可通过短信通知户主.

（3）烟雾传感器检测易燃气体：基于MQ-2传感器模块实现了烟雾检测.该传感器带有迟滞电路,工作非常稳定,可以通过电位器调节其灵敏度,从而可以调节检测距离,可以检测3-110cm内的火焰或易燃气体.当室内有大量火源或易燃气体时,输出低电平,此时会触发蜂鸣器报警,并通过短信提示户主.

（4）光敏电阻检测光照强度：基于光敏电阻检测光照强度,并与单片机原先设定的参数值进行比较,若光照较强时,根据单片机指令控制LED灯亮的个数,模拟实现智能调光.

3.程序设计

4.总结与展望

室内节能自动控制系统具有多元化、多用途、实用性强的功能,能够实现节能节电环保的效果.人机结合,实现家庭用电调节的智能化.节能节电是本设计的最大优势,可由家庭室内拓宽到更大的范围,例如校园内照明灯的智能控制,既节省了能源,又节约了人力、财力,而智能化路灯节能装置采用变压器补偿稳压方式,利用单片机运算控制能力强的特点,具有体积小、工作可靠、节能等优点,会使城市路灯管理工作提高到一个新的水平,它不但节约能源,同时也可减少照明灯具的损耗,因而具有广泛的推广前景,本设计具有良好的社会价值和经济效益.

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