一種家用電器多功能智能綜合控制板的製作方法
2023-05-22 11:55:01 1
專利名稱：一種家用電器多功能智能綜合控制板的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於傳感器和電子技術領域，涉及一種家用電器多功能智能綜 合控制板。
背景技術：
節約能源己經成為現代社會的共識，對於家庭來講，節能不但有利於節 約全國全社會的共有資源，對家庭本身也具有極好的經濟效益，比如減少家 庭支出。家居生活中，針對單個電器的節能措施是很常見的，比如人們可以
購買更節能的空調和冰箱，這樣雖然能起到一定的節能效果，但是效果還不 顯著。現在市面上還沒有針對所有家用電器的綜合一體化的節能措施和相關 裝置。
實用新型內容
本實用新型要解決技術問題提供一種家用電器多功能智能綜合控制板， 能綜合一體化地控制家用電器以達到明顯的整體節能效果。 本實用新型為解決上述技術問題所採用的技術方案是
一種家用電器多功能智能綜合控制板，其特徵在於，包括控制器、空氣 質量傳感器、溫度傳感器和光亮度傳感器，所述的空氣品質傳感器、溫度傳 感器和光亮度傳感器均與所述的控制器連接，所述的控制器的信號輸出埠 與家用電器的控制埠連接。所述的控制器為AVR單片機。
本實用新型的有益效果有
本實用新型通過傳感器來檢測室內的空氣品質、溫度和光亮度狀況，控 制器通過對這些狀況的監測後實時控制家用電器，包括空調、冰箱、燈具等， 具有智能和多功能的特點。智能體現在由控制器(微處理器為核心的電子系 統)實現統一的自動控制。多功能體現在可以同時控制多個家用電器，起到 總體上實現節能的效果。另外，節能的同時，由於能夠使得室內的溫度、空 氣質量以及光照達到一個合理而舒適的指標，因此，本實用新型還能夠給人 們在家居生活中帶來更舒適的體驗，便於人們獲得更高的生活品質。
圖1為本實用新型實施例1的總體結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。 實施例1:
如圖1所示， 一種家用電器多功能智能綜合控制板、包括控制器，空氣 質量傳感器、溫度傳感器、光亮度傳感器、實時時鐘、鍵盤輸入電路和顯示 器，所述的空氣品質傳感器、溫度傳感器、光亮度傳感器、實時時鐘、鍵盤 輸入電路和顯示器均與所述的控制器連接，所述的控制器的信號輸出埠與
家用電器的控制埠連接。所述的控制器為AVR單片機。
本實用新型設計了一個家居環保節能控制板，此控制板帶有檢測、控制功 能，採用了微處理器，能根據環境參量對連接在控制板上的電器進行相應的控制，從而達到節能、環保的目的。當溫度達到理想範圍的時候，能自動關 閉空調(如通過繼電器電路控制空調電源的通斷)，達到節能的目的。或者更 進一步，單片機的輸出埠直接接空調的溫度設置單元，由此，單片機根據 當前的溫度，調節空調的溫度設置值，使得室內達到一個較為恆定的溫度。 當有害氣體濃度過高的時候，能打自動開排氣扇，達到改善空氣品質的目的。 當光線強弱不理想時，能控制窗簾(電控制的窗簾，通過繼電器電路控制器 電源的通斷即可)進行調整，達到改善環境光照的目的。或者調節室內燈具 的光強(如通過可控矽控制器控制燈具的光強)。除此之外，系統還引入實時 時鐘晶片來對控制板進行時間上的控制，在無人的時間段對所有電器進行關 閉處理，以便最大程度地節省能源。 具體設計如下
1、 主控制器(即控制器)
主控制器是整個系統的核心，考慮目前單片機技術比較成熟，價格低廉， 所以選用單片機來完成。
AVR系列單片機採用先進的精簡指令集(RISC)結構，具有很快的速度， 工作於16MHZ可達到16MIPS。其可採用高級語言(C/C++/BASIC)編程， 編程效率高。此外，還具有功耗低，執行速度較快，開發平臺成熟，價格低 廉，片內可用資源豐富等特點。經比較，選用AVR系列單片機中的ATmega16
型作為主控制器。
2、 空氣品質傳感器
空氣品質傳感器採用藍月科技QS-Ol型傳感器，QS-01是 種二氧化錫半 導體傳感器，對各種空氣汙染源具有很好的靈敏度，並且響應時間很快，在空調、空氣淨化機/清新機中用量很大。它偵測的目標氣體主要是香菸氣味、 氨氣、硫化物這類異味氣體，對酒精、CO、較高濃度的有機氣體也有很好的 靈敏度，非常符合本實用新型的要求。
3、 溫度傳感器
溫度傳感器採用DALLAS生產的DS18B20型號。DS18B20是世界上第一 片支持"一線總線"接口的溫度傳感器，現場溫度直接以"一線總線"的數 字方式傳輸，大大提高了系統的抗幹擾性，適合於惡劣環境的現場溫度測量。 其測量溫度範圍為-55。0+125。C，在-l(K+85。C範圍內具有士0.5。C的精度， 在實際應用中取得了良好的效果。
傳感器按輸出類型可分為模擬型和數字型，模擬型必須先通過ADC轉 化為數位訊號，才能供單片機處理。Atmega116內部集成有IO位高精度的ADC 轉換器，ADC與一個8通道的模擬多路復接器連接，能對來自其埠A的單 端輸入電壓進行採集。
4、 實時時鐘晶片
DALLAS的DS1302實時時鐘晶片是一款應用非常廣泛的時鐘晶片， DS1302可對年、月、日、星期、時、分、秒進行計數，具有閏年補償功能， 2.5-5.5寬電壓工作範圍，適應能力強，簡單的3線IO接口使得其布線也非常 方便。帶有雙電源輸入，主電源斷電時自動切換至後備電源工作，保證時間 數據不丟失。同時，在正常工作中，還具有對後備電池進行慢速充電的功能。
5、 顯示器
顯示器有數碼管、字符液晶、點陣液晶等等，傳統的數碼管、字符液晶顯示的信息量往往很有限，且不支持漢字的顯示，故沒有採用。用點陣屏加漢 字顯示的方式來顯示數據往往比較直觀易讀，顯示的信息量也比較大。隨著
技術的發展，彩色液晶屏的應用也越來越廣泛。本設計採用了 NOKIA 3300 彩色液晶顯示器。NOKIA3300彩色液晶顯示器採用了 EPSON的S1D15HG00 驅動晶片，其解析度達到了 128*128，顏色數量達到4096色，採用彩屏來顯 示，比傳統的黑白點陣屏顯示效果好的多，顯示的內容也豐富得多。NOKIA 3300彩色液晶顯示器採用SPI接口進行通訊，具有布線方便的優點。
顯示器採用的是NOKIA 3300彩色液晶顯示器，由於彩色液晶的背光需要 高壓驅動，所以必須設計升壓電路。顯示器是串行SPI接口的，使用要比並 行接口的方便。
6、開發平臺
AVR是一款非常成功的單片機，所以，AVR單片機的編譯器也非常多。 主要有IAR、 WinAVR、 ICCAVR、 CodeVision、 BASCOM-AVR (BASIC語言) 等。IAR是與AVR內核協同開發的，是官方推薦的C編譯器，其價格達到上 萬人民幣，適合專業開發。相對IAR的昂貴來說，ICCAVR， CodeVision的價 格就低廉很多，也各具有自己的特色。WinAVR是免費的AVR開發程序集， 它以大名鼎鼎的自由軟體GCC為(3"++編譯器，代碼效率很高。且AVR也 是GCC所支持的惟一一種8位處理器。BASCOM是採用BASIC語言的編譯 器，適合沒使用過C語言的初學者。綜上所述，本設計採用WinAVR為編譯 器。
AVR是一種很好的單片機結構，其片內集成的模塊功能豐富，使得其比 51系列有更高的性能和更簡單的外部接口。彩色點陣液晶顯示器比傳統的7段數碼管顯示的內容更加豐富，可顯示中文、圖形，效果非常不錯，而且耗
電也比數碼管低很多，因而應用也越來越廣泛。DS18B20是一款很不錯的測 溫晶片，測量準確，反應靈敏。DS1302時鐘是一款很成熟的時鐘晶片，工作 電壓寬，還帶有充電功能，非常實用。
權利要求1、一種家用電器多功能智能綜合控制板，其特徵在於，包括控制器、空氣品質傳感器、溫度傳感器和光亮度傳感器，所述的空氣品質傳感器、溫度傳感器和光亮度傳感器均與所述的控制器連接，所述的控制器的信號輸出埠與家用電器的控制埠連接。
2、 根據權利要求1所述的家用電器多功能智能綜合控制板，其特徵在於， 所述的控制器為AVR單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種家用電器多功能智能綜合控制板，其特徵在於，包括控制器、空氣品質傳感器、溫度傳感器和光亮度傳感器，所述的空氣品質傳感器、溫度傳感器和光亮度傳感器均與所述的控制器連接，所述的控制器的信號輸出埠與家用電器的控制埠連接。所述的控制器為AVR單片機。本實用新型能綜合一體化地控制家用電器達到明顯的整體的節能效果。
文檔編號G05B19/042GK201383082SQ20092006337
公開日2010年1月13日 申請日期2009年2月25日 優先權日2009年2月25日
發明者皓 林, 賀攀峰 申請人:湖南工程學院