單片機技術在智能家具中的應用與發展

郭霏　衛朝霞　陳伯亨

摘要：隨著社會經濟實力的提升以及社會環境的發展，人們生活水平也呈現著迅速上升的趨勢，人們的需求已經不僅僅是物質世界基本需求的滿足，更加注重的是生活的質量和精神上的幸福感，而隨著科學技術的不斷創新和提升，智能化逐漸的走進人們的工作和生活中，讓人們在快節奏的工作和生活中感受到智能化所帶來的便捷和舒適的服務，體會更高質量的生活水平。就智能家具來說，由于其具有先進、快捷、靈活等特點，被很多家庭廣泛使用，而單片機技術作為計算機科技的一項核心技術，其在智能家具的使用和調控中也起到了很大的作用和幫助，給人們的生活帶來7很多便利。本文通過對單片機技術在智能家居中的應用做出了分析，對其暴露出的缺陷和不足提出解決方案，并對其以后的發展前景做出了展望，并且希望可以為智能化的相關工作提供有效的參考。

關鍵字：智能化家具 單片機 核心技術 應用與發展

前言

單片機是典型的嵌入式微控制器，由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設備等構成，相當于一個微型的計算機。單片機的優點就是體積小，壽命長、能耗低，非常適合在很多設備和電子產品以及家用電器等方面的使用所以在工作和生活中的很多行業和領域都有應用。在對單片機技術鉆研的過程中也涌現了一批批優秀的科學家和研發人才，通過不斷地探究逐漸的提升單片機技術自身的性能，擴展其應用領域，在智能家具這一領域中應用單片機技術，不僅僅讓家居生活更加安全、舒適和便捷，也實現了家具從傳統的機電產品走向智能化的過程，可以說單片機在智能家具中的發展開辟了人類生活的新方式。

一、單片機的發展歷程

1.單片機的發展歷程

單片機誕生于20世紀70年代末，分別經歷了單片微型計算機和微控制器階段。1971年，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片，標志著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。20世紀80年代初，Intel公司在MCS48系列單片機的基礎上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機。MCS-51系列單片機無論是片內RAM容量，I/O口功能，系統擴展方面都有了很大的提高。整體來說單片機經歷了SCM、MCU、SoC三大階段，并且其發展速度之迅速和應用之廣泛超出了眾多科學家的預期。

2.單片機的應用領域

在智能儀表儀器上，單片機憑借自身體積小、壽命長、功耗低、擴展性強的特點，十分適合在智能儀表儀器的內部進行安裝使用，并且單片機可以與多個傳感器之間進行關聯，提升智能儀表儀器的運作。

在工業自動化領域中，用單片機可以對系統進行控制和監測，很多的機電控制系統都是以單片機為核心組成部分，來形成一個系統的網絡控制。

在計算機網絡和通信領域中，現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數據通信，人們可以實現在不同的設備之間進行數據的共享和交換，隨著人們對計算機和通訊設備使用越來越多，要求也越來越高，所以單片機被廣泛的應用，就比如我們每個人都使用的手機、網絡路由器等，其內部配置都含有單片機。

在家用電器中的應用，隨著國民經濟的不斷發展，國民生活質量也得到了很大的提升，智能家具已經成為人們家居生活的潮流。單片機作為一項先進的技術，在智能家具的使用和控制中至關重要，可以說目前大多數的家用電器都運用了單片機技術，讓人們享受智能的、便捷的、舒適的生活，還有現在很多的醫療設備也使用單片機技術，比如呼吸機和監護儀等。

二、單片機在智能家具中的應用分析

1.實現家具的智能語音控制

在智能家具的設計和使用中，智能語音控制是整個智能系統中一個重要的模塊，將單片機技術合理有效的應用在語言控制模塊中去實現對語音的反映和控制。首先單片機要識別有效的聲音頻率以及語音信息等，并快速的將接收到的語音信息進行轉變成為數字信號，從而傳遞到整個智能控制系統中。同時，系統控制芯片中的微型處理器會對已經轉變的數字信號進行識別分析，并且相對應的給家具發出指令要求，讓家具按照語音信息的內容進行運作。在單片機的系統中構建語音識別體系，在漢語指令模式下對語音信息進行識別和檢測，并存放于存儲器中，通過準確的識別每一個區域的語音信號來使家具獲得準確的運行指令，實現對家具智能系統的準確有效控制。

2.實現家具的無線遠程控制

現代人的生活更加趨向于便捷和舒適，比如人們在外出遠門希望回到家就有舒適的溫度和明亮的環境，在這樣的需求下智能家具的無線遠程控制就十分重要了。首先要對單片機技術的操作模式進行優化和補充，增加雙向信號的傳輸模式，更好的讓單片機接收到指令。在單片機控制系統里，對于信號發射器的要求很高，必須要使用穩定性較強的信號發射器，保證信號及時有效的傳遞給終端設備，最終保證智能家具順利的完成無線遠程控制的指令。

3.實現對家庭環境的智能化調控

智能家具在滿足人們生活一些基本需求的同時，對于家具的智能調控也可以根據家庭環境的明暗度、溫度、濕度等的變化來實現。比如智能化空調可以通過室內溫度的變化智能化的調節空調的溫度高低，使得室內保持一個穩定舒適的溫度，智能窗簾可以通過感應外部陽光照射的強度來調節窗簾遮擋的程度，從而保持室內的采光充足的同時又不過于強烈。單片機正是對智能家具的調控起到了關鍵性的作用，首先需要在智能家具中安裝一個微型信號接收器，接受并且分析周圍環境中發射的信號，并且通過對室內家庭環境的分析對信號進行調節，保證最適宜的環境系統，提升室內的環境質量和舒適度。

4.實現機電一體化家具的控制

機電一體化家具指的是以造型機械傳動、電路電器為一體的家具，通過對產生的事件和指令做出相應的反映或者通過內部系統的優化提供更好的功能服務。比如深圳最先研發出的一款智能嬰兒床，它可以通過智能感應嬰兒是否尿床，并在尿床時發出提醒，還有可以通過接受聲音指令的自動按摩床。這類智能化的家具除了是通過在內部安裝控制電路和傳感器來進行智能工作之外，其如此先進的功能還需要在內部安放單片機，作為一個機電一體化家具的整體的控制和指揮。

三、單片機技術在智能家具中的發展分析

1.朝著CMOS的方向發展

在能源消耗方面是很多智能化技術都比較重視的一個問題，低能耗也是單片機發展的一個趨勢oCMOS所使用的芯片是半導體技術，具有低能耗的特點，可以對能耗進行有有效的控制，單片機的發展也是朝著CMOS的低能耗方向發展，在進行更好的控制家具運作的同時減少能源的消耗，從而實現低能耗的環保生活。

2.朝著大容量的方向發展

隨著生活水平的不斷提高，加上先進技術的發展，人們對智能化家具的使用要求也越來越高，會更加注重智能化家具的便捷性和功能性以及反映靈敏度等，這就要求微處理器的性能要有所提升，容量需要不斷地擴大，而單片機作為微處理器的核心技術，也需要不斷地增加存儲器的容量來實現智能家具的多功能用途有效進行。

3.朝著高性能的方向發展

在滿足人們對智能家具多功能多用途的需求的同時，還要提高智能家具CPU的性能，提高對指令的反映和識別速度，提升運算速度，使整個智能系統的控制更加準確和穩定，還可以借助軟件來模擬I＼O功能，加入虛擬外設的概念，提升家具的使用性能。

4.外圍電路內裝化

外圍電路內轉化也是單片機技術發展的一個趨勢，隨著半導體集成工藝的不斷發展，本來在外圍裝置的電路和設備集中于單片機內部，簡化了單片機的制作結構和制作成本，使得單片機所占體積逐漸變小，在智能家具的應用中更加方便安裝，也可以避免過大的單片機對智能家具的美觀產生影響。

四、結語

綜上所述，隨著人們對智能家具的需求越來越高，單片機技術在智能家具中的應用也越來越多通過語音無線信號的發送來控制家具，還可以根據室內或者室外溫度以及光線的強弱來智能的創造更加舒適的室內環境，所以說單片機在智能家具中的發展前景是十分可觀的，但單片機技術在智能家具的使用中還需要不斷地研究和突破，讓人們感受到智能家具所帶來的便捷舒適的生活，向低能耗、綠色環保、大容量和高性能方向發展。

參考文獻

[1]李慧.關于單片機技術在智能家居中的應用探討[J].信息化建設，2016

[2]范潤杰.單片機在電子技術中的應用和開發[J].電子技術與軟件工程，2017