基于物聯網技術的智能風扇的研究

胡佳 黃麗霞 楊國蓉

摘要：基于物聯網技術的智能風扇，將傳統的吊扇和傳感器聯系起來，通過紅外線傳感器、光敏傳感器和溫度傳感器感知外界的環境變化，實現智能調控風扇的風速大小，自動控制風扇的開關。通過物聯網技術運用，能實現對公共場所的風扇自動化控制，達到節能、環保、低碳的實用意義。

關鍵詞：智能風扇;物聯網技術;傳感器

隨著信息化技術的高速發展，高校的管理也逐步向智能化、自動化、數字化轉型，以便更優質，高效率管控高校校園，在高校的智能化后勤服務模式發展中上，主要是抓好校園安防，節能減排，智慧教學等相關工作，在智慧教學管理中，我們不僅要考慮智慧考勤系統的應用，還可以從智能化設備管控來完善與提升高效的智慧后勤管理。

1.智能風扇的應用現狀

智能風扇在當前的市場，僅僅是注重于風扇的散熱，風扇的溫控，和對風扇的自動開關，對于這些功能在現實的需求并不多，因為相對于傳統的風扇，并沒有特別突出的實用功能，而我們在基礎的智能風扇上，通過使用傳感器給予它更多的實用性，在一定程度上實現人工智能化。智能風扇將傳統的吊扇和傳感器聯系起來，通過紅外線傳感器，光敏傳感器和溫度傳感器感知外界的環境變化，從而確定風扇的風速大小和是否關閉風扇，以確保在無人的環境中和在不必要使用的情況下省電。我們將傳感器串聯在風扇的電路中，并且通過電壓的變化來調整風扇的風速。并且還可以通過手動設置，將實現個人的具體需求。在一定程度上實現了智能化，避免了資源的浪費，智能風扇的技術革新使智能風扇的市場熱度高漲，推動了智能風扇的應用市場。多方面的推動使得智能風扇應用在將來的五年內的到爆發式發展。

2.智能風扇的功能設計研究

在大學的校園中，電扇必不可少，它的優點明顯，價格低，便于安裝，但是通過在大學里的觀察和研究發現，電扇的使用存在很多不合適的現象，經常會發現人走了電扇還開著的現象或者電扇檔位無法根據氣溫自動調節的現象，電扇在我國的使用范圍十分廣泛，除了大學校園，很多地方都用到了電扇。

智能風扇主要實現以下功能：

（1）紅外線檢測是否有人，當沒有人是時，系統停止工作。

（2）實時監測環境溫濕度。

（3）按鍵設置溫濕度上下限以及風扇轉速。

（4）溫度過低，加熱，溫度過高，制冷，濕度過低，加濕，濕度過高，除濕。

對于智能風扇，我們為了避免在室內無人的情況下，實現風扇的自動關閉，以單片機作為控制器，利用溫度傳感器收集附近的溫度，當附近溫度與系統設置的溫度不符合時，調節電扇風速。

紅外線傳感器的范圍設定，在風扇可以吹到的區域的劃定，在這個范圍內利用紅外線的掃描，確定是否有人，已確保該風扇可以正常的開啟關閉。如果有人在該紅外線的范圍里面，將自動的開啟風扇配合溫度傳感器控制風扇的風速。已確保資源的充分利用。通過光敏傳感器我們將區分白天還是黑夜，如果是黑夜我們將關閉所有的電源，以保證資源不被浪費。

3.智能風扇的設計應用

智能風扇的基本設計是采用了單片機，紅外線，光敏，溫濕度傳感器的共同工作下根據我們的需要設計的智能風扇

3.1單片機芯片的設計

單片機是整個系統的控制核心，單片機價格便宜的幾元，昂貴的可到上百元，所以我們應該如何從這么多的單片機芯片選擇呢，首先這個風扇的功能不大，使用我們不需要選擇高端昂貴的單片機，選擇偏向于存儲空間大，兼容性較好，功耗低，工作電壓低，3v電壓可以使其正常運行，支持一些編程技術，使用壽命較長

3.2 紅外線傳感器

紅外傳感器是靠探測人體發射的紅外線而工作的，當人活動時，紅外輻射的發射位置就會發生變化，該元件就會失去電荷平衡，發生熱釋電效應向外釋放電荷，當人體進人探測區，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異，信號被采集后與系統中已存在的探測數據進行比較以判斷是否真的有人等紅外線源進入探測區域

3.3 光敏和溫濕度傳感器

光敏和溫度傳感器都是將采集的光照和溫度的數據傳出，經過我們的編程，按照我們設定的條件進行自動控制風扇的各項行為。風扇風速的大小我們將通過變壓器改變電壓的大小，調節風速

4.結論

在這次研究中，我們所有的成員都在查詢資料，為了了解到當前的現狀和當前的市場應用，智能風扇在當前的市場需求越來越多，市場供不應求，所以在未來的市場當中，智能風扇擁有更大的前景，相比較于空調，風扇性價比高，耗能低，適應性強，人們更加容易接受這樣的產品，智能風扇的產生，則為風扇的市場提高了更大的競爭力，在設計過程中，遇到了如何把實現平滑的調速問題。由此我想到了利用現場的溫度與設定的溫度之間的差值，所以我用轉換成的模擬信號去控制直流電機，進行風扇的調速。里面還有需要進一步人性化的完善，我們對風扇的設計，采用耗能低，耐用久的單片機，這樣成本不高，也利于讓人們接受，在本次的設計中，為了找到讓風扇節能，耐用的裝置，我們花了很大的心血去研究它，也正式通過了對它的功能研究，實現紅外線傳感器和光敏傳感器，溫濕度傳感器的相容，使功能在能夠正常運行的情況得到更大的優化，讓智能風扇在物聯網的技術下得到更大的功能開發。

參考文獻

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[基金編號]本研究論文系2021 年度校級大學生創新創業訓練計劃項目：基于物聯網技術的智能風扇（S202113809122）的研究階段性成果。