基于傳感器系統的智能空調設計

賈祥龍

摘 要 隨著科學技術的發展與人類生活水平的不斷提高，人們對生活質量的要求也日益增多。因此，本設計制作了一種基于傳感器系統的智能空調，該設計通過溫度傳感器檢測室內實時溫度，經系統內部運算與調溫模塊的共同作用，實現了室內的設定溫度的恒定；該設計通過濕度傳感器檢測室內實時濕度，經系統內部運算與調試模塊的協同作用，實現了室內適宜濕度的智能控制；該設計通過氣味傳感器檢測室內空氣實時的清新程度，經系統內部運算與空氣處理模塊的協同作用，實現了保持室內空氣相對清新的智能調節。經反復論證，驗證了本設計的合理性與可行性。

關鍵詞 傳感器；單片機；存儲器

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）195-0063-02

早在公元前1000年左右，波斯人已發明一種古式的空氣調節系統，主要是利用裝置于屋頂的風桿，以外面的自然風穿過涼水并吹入室內，令室內的人感到涼快。從此，這種空調的雛形開始參與人類的生活。隨著人類文明的發展與科技的飛速發展，1902年后期，電力推動的空氣調節系統開始用于提升在家居及汽車的舒適度。1915年，卡里爾成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空調公司之一。但空調發明后的20年，享受的一直都是機器，而不是人。直到1924年，底特律的一家商場，常因天氣悶熱而有不少人暈倒，而首先安裝了3臺中央空調，此舉大大成功，涼爽的環境使得人們的消費意愿大增，自此，空調成為商家吸引顧客的有力工具，空調為人們服務的時代，正式來臨了。

目前，我們可以在市場看到各形各樣的空調，能夠對空氣的溫度，濕度，純凈度，氣流速度進行處理，它的功能是對該房間（或封閉空間、區域）內空氣的溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等參數進行調節，以滿足人體舒適或工藝過程的要求，已經成為滿足人們生產、生活需要的設備。但空調設備的調節與設定需要人為操作，基于這一問題，本設計制作了一種基于傳感器系統的智能空調，該設計通過溫度傳感器檢測室內實時溫度，經系統內部運算與調溫模塊的共同作用，實現了室內的設定溫度的恒定；該設計通過濕度傳感器檢測室內實時濕度，經系統內部運算與調試模塊的協同作用，實現了室內適宜濕度的智能控制；該設計通過氣味傳感器檢測室內空氣實時的清新程度，經系統內部運算與空氣處理模塊的協同作用，實現了保持室內空氣相對清新的智能調節。這一設計為人們的生產生活帶來了便利，同時也達到了節約資源的目的。

1 總體設計

本設計包括溫度檢測模塊、濕度檢測模塊、氣味檢測模塊、單片機、調溫模塊、調濕模塊、清新空氣模塊。其中，溫度傳感器主要用于檢測室內的實際溫度，濕度傳感器主要用于檢測室內的相對濕度，氣味傳感器則是檢測室內空氣的相對組成，以上三者屬于檢測模塊；單片機相當于整個系統的CPU，主要負責內部運算及輸出相應的執行命令；調溫模塊、調濕模塊及清新空氣模塊主要是接收單片機輸出的執行信號，完成相應動作及命令，屬于執行模塊，如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 溫度檢測模塊

主要由溫度傳感器組成，溫度傳感器是利用物質各種物理性質隨溫度變化的規律，把溫度轉換為電量的傳感器。本設計中溫度檢測模塊主要是用于檢測室內實時溫度，并將檢測到的溫度轉換成電量的形式傳遞給單片機，再經系統內部運算與調溫模塊的共同作用，以實現室內的設定溫度的恒定。

2.2 濕度檢測模塊

主要由濕度傳感器組成，濕度傳感器是利用濕敏電阻測量相對濕度，再將其轉化為電學量的傳感器。本設計中濕度傳感器主要是用于檢測實時濕度，并將檢測到的濕度轉換成電量的形式傳遞給單片機，再經系統內部的運算與調濕模塊的共同作用，以實現室內相對適宜濕度的智能調節。

2.3 氣味檢測模塊

也可稱為電子鼻，由性能彼此重疊的氣味傳感器陣列以適當模式識別方法所組成的裝置，具有識別簡單或復雜氣味的能力。本設計中氣味檢測模塊主要是用于檢測室內實際的氣味情況，并將檢測到的混合氣味轉換成電信號的形式傳遞給單片機，再經系統內部運算及清新空氣模塊的共同作用，以實現室內空氣清新的智能保持。

2.4 單片機

單片機是在一塊硅片上集成了微處理器、存儲器、及各種輸入輸出接口的芯片，就是一塊集成的芯片，但如果使這塊芯片具有一些特殊的功能，而它的功能實現要靠使用者來編程完成，而編程的目的就是控制這一芯片的各個引腳在不同的時間輸出不同的電平，進而控制與單片機各個引腳相連的外圍電路的電氣狀態。關于編程主要是使用C語言。在本設計中的單片機是整個系統的核心模塊，主要用于接收各傳感器傳遞的信號，再經其內部的運算處理，輸出相應的指令信號，以達到智能調節的目的。

3 軟件設計

溫度檢測模塊主要用于檢測室內的實際溫度。當檢測到的室內溫度高于設定溫度時，經系統內部運算及調溫模塊的共同處理，最終執行降溫指令，使溫度恢復至設定值；當檢測到的室內溫度低于設定溫度時，經系統內部運算及調溫模塊的共同作用，最終執行升溫指令，使溫度恢復至原始的設定值。

濕度檢測模塊主要用于檢測室內的相對濕度。當檢測到的室內濕度高于設定濕度值時，經系統內部運算及調濕模塊的共同處理，最終執行除濕指令，使濕度恢復至設定值；當檢測到的室內濕度低于設定濕度值時，經系統內部運算及調濕模塊的共同作用，最終執行加濕指令，使濕度恢復至原始的設定值。

氣味檢測模塊則是檢測室內空氣的相對組成。當檢測到的室內空氣與清新空氣的標準值不相符時，經單片機系統內部的運算及清新空氣模塊的處理，最終執行空氣相對組成的調節，使室內空氣達到清新空氣的標準。

以上三者屬于檢測模塊；單片機相當于整個系統的CPU，主要負責內部運算及輸出相應的執行命令；調溫模塊、調濕模塊及清新空氣模塊主要是接收單片機輸出的執行信號，完成相應動作及命令，屬于執行模塊。如圖2所示。

4 結論

經反復論證，驗證了本設計的可行性與合理性，但本設計還存在著一定的缺陷與不足之處，比如：空調的噪聲太大，使人患上空調病等等，這些都是有待攻克的難關。我們將要繼續深入研究與探索，拓寬知識面，提高科技創新能力，為將來的改造創新打牢

基礎。

參考文獻

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