河北理工大學信息學院 摘要 1緒論1.1研究背景和目的隨著現(xiàn)代生活的快節(jié)奏與科技的不斷進步，人們越來越注重室內環(huán)境的質量，其中包括室內溫度的平衡調節(jié)、室內濕度的控制、室內空氣的監(jiān)測等等。眾所周知，空氣濕度過低或過高都會對人體健康和室內設備造成不良影響，在現(xiàn)代居民生活中，空氣干燥是一個普遍存在的問題。尤其是在冬季使用暖氣時，室內空氣的濕度往往很低，導致身體不適、皮膚干燥等問題。因此，許多家庭會選擇使用加濕器來增加室內濕度。然而，傳統(tǒng)的加濕器存在很多問題，例如加濕不均勻、容易滋生細菌等。因此，一種新型的增濕器備受關注，即風速自調節(jié)增濕風扇。近些年來，越來越多的人關注到了室內濕度控制這一問題，為了保證室內濕度的穩(wěn)定和舒適，涌現(xiàn)出了許多增濕設備。然而，傳統(tǒng)的增濕設備存在著一些問題。例如，加濕器固定的濕度值過高或過低，一旦環(huán)境濕度達到設定值，加濕器就無法自動停止工作，導致濕度過高或過低。再者，加濕器在增濕的過程中往往會帶來噪音污染，并產生水霧，有可能會對人體健康造成損害。此外，由于傳統(tǒng)加濕器的控制方式較為單一，無法自動適應環(huán)境濕度變化的需要，導致室內濕度難以保持在一個穩(wěn)定的范圍內。因此，設計一種能夠自動調節(jié)風速的增濕風扇，能夠更好地滿足人們日常的加濕需求，提高室內環(huán)境的質量。自調節(jié)增濕風扇的出現(xiàn)，將會對人們的生活產生積極的影響，其具有以下研究意義：提高室內環(huán)境的質量：自適應增濕風扇能夠通過監(jiān)測室內濕度變化，能夠精確控制室內濕度，避免了傳統(tǒng)加濕器存在的加濕不均勻、滋生細菌等問題，提高了室內空氣質量，并且可以達到保持室內濕度的穩(wěn)定狀態(tài)的作用，提高室內環(huán)境的舒適度。降低噪音污染：自適應增濕風扇在增濕的過程中采用微風吹拂的方式，相較于傳統(tǒng)的加濕器噪聲更小，降低了噪音污染的影響。節(jié)能環(huán)保：傳統(tǒng)加濕器常常使用加熱器進行水的蒸發(fā)和增濕，但增濕風扇采用自然的增濕方式，無需加熱水或蒸汽，直接利用水蒸發(fā)增加室內濕度，減少了能源消耗，不僅節(jié)能環(huán)保，同時還能降低電費的支出。擴展應用領域：自適應增濕風扇不僅可以用于家庭、辦公室、實驗室等室內環(huán)境的增濕，還可以用于電子元器件、花草盆栽等領域的增濕。隨著人們對健康和環(huán)保的重視，風速自調節(jié)增濕風扇在市場需求方面有著廣闊的前景。它能夠滿足人們對室內空氣質量和健康生活的需求，受到越來越多家庭的青睞。總的來說，風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)具有很高的實用性和現(xiàn)實意義，可以為人們的生活帶來更多的方便和舒適，同時還具有良好市場前景和研究價值的產品，有望在未來得到廣泛應用。1.2國內外發(fā)展現(xiàn)狀風速自調節(jié)增濕風扇是一種新型的增濕器，具有精準控制室內濕度、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，近年來備受關注。下面，將從國內外的發(fā)展現(xiàn)狀進行介紹。1.2.1國內發(fā)展現(xiàn)狀國內的風速自調節(jié)增濕風扇技術還處于起步階段，目前主要是一些民營科技企業(yè)和中小企業(yè)投入研發(fā)。這些企業(yè)推出的風速自調節(jié)增濕風扇具有智能控制、安全穩(wěn)定等特點。例如，國內一家企業(yè)推出的風速自調節(jié)增濕器，能根據室內濕度和溫度自動調節(jié)出合適的風速和濕度，實現(xiàn)了精準增濕。然而，目前國內風速自調節(jié)增濕風扇的市場還存在一些問題，例如產品品質不一、價格偏高等。因此，在未來，需要進一步完善產品質量，降低產品價格，以增加市場競爭力。1.2.2國外發(fā)展現(xiàn)狀相比之下，國外風速自調節(jié)增濕風扇技術相對成熟，已經進入了成熟期。目前，國外風速自調節(jié)增濕風扇主要分為機械式和電子式這兩類產品：機械式增濕風扇，機械式增濕風扇是最早的一種產品，通過風扇旋轉產生風力，將水霧噴到空氣中，達到增濕效果。機械式增濕風扇的實物圖如圖1.1所示：圖1.1機械式增濕風扇電子式增濕風扇，電子式增濕風扇是通過電子元器件來實現(xiàn)自動控制，可以控制風速、水量和濕度等參數(shù)。電子式增濕風扇的實物圖如圖1.2所示：圖1.2電子式增濕風扇值得一提的是，國外風速自調節(jié)增濕風扇已經向“智能化”方向發(fā)展。比如，一些產品能夠通過手機APP遠程控制，在工作場所或者外出時，可以隨時檢查空氣狀態(tài)和控制增濕。綜上所述，風速自調節(jié)增濕風扇技術在國內外均獲得了研究和應用，但國內市場還需要進一步發(fā)展和完善。在未來，我們需要加強技術研發(fā)、提高產品質量和性價比，以滿足日益增長的市場需求。1.3.研究內容隨著科技的不斷發(fā)展，人們對家居生活質量的要求越來越高。在夏季，炎熱干燥的氣候使人們需要一種能夠既能降溫，又能增加室內濕度的設備。因此，具有自動風速調節(jié)功能的增濕風扇引起了廣泛關注。本文將介紹一種以單片機為處理器的可實現(xiàn)自動控制的增濕風扇的原理、制作方法和應用。根據上述文字對風速自調節(jié)增濕風扇的發(fā)展背景、現(xiàn)狀以及需求量的分析和敘述，筆者為風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)制定了如下研究內容和設計目標：可手動或自動控制：通過設置手動或自動模式，實現(xiàn)人工或自動控制風速和濕度。自啟動功能：風速自調節(jié)增濕風扇能夠自動開啟和關閉，以確保室內濕度始終在適宜的范圍內。紅外避障功能：使用紅外避障傳感器，可以實現(xiàn)風扇自動避開人或障礙物。溫濕度測量功能：使用溫濕度傳感器，可以測量室內溫度和濕度，并根據測量結果自動調節(jié)風扇的風速和濕度。具備智能化的功能：系統(tǒng)可以通過手機APP遠程控制，方便用戶根據需要進行調節(jié)和監(jiān)控。節(jié)能環(huán)保：通過精確控制增濕風扇的工作參數(shù)，使其在保持室內濕度合適的同時，達到節(jié)能和環(huán)保的效果。（7）利用單片機作為控制器實現(xiàn)對風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的準確監(jiān)控，并且需要考慮系統(tǒng)的可靠性、智能化程度和易用性等因素，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，同時滿足用戶的需求。2功能與設計方案2功能與設計方案2.1系統(tǒng)的功能要求在設計風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)時，首先需要考慮這個系統(tǒng)的功能要求。系統(tǒng)需要能夠實現(xiàn)手動或自動控制風速和濕度，自動啟動和關閉以確保室內濕度始終在適宜的范圍內，并且利用紅外避障傳感器實現(xiàn)自動避開人或障礙物以及自動跟蹤人的功能。此外，風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)還應該具備溫濕度測量功能，使用溫濕度傳感器可以實時測量室內溫度和濕度，并根據測量結果自動調節(jié)風扇的風速和濕度，以確保室內環(huán)境的舒適度。與此同時應該利用無線模塊賦予整個控制系統(tǒng)以智能化，方便用戶通過手機APP遠程控制，實現(xiàn)調節(jié)和監(jiān)控，使用戶可以在遠離家時也能方便地控制系統(tǒng)，以滿足用戶的需求。在保證能夠正常實現(xiàn)風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)各種功能的同時，系統(tǒng)還應該具有節(jié)能環(huán)保的效果，在保持室內溫度和濕度合適的同時，通過精確控制風扇的工作參數(shù)，達到節(jié)能和環(huán)保的效果。針對風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的設計要求，需要選取一款能勝任此系統(tǒng)的全部控制功能的核心控制器，確?？梢詫崿F(xiàn)這個系統(tǒng)的全部功能，此控制器應該具有快速響應和精確控制的能力，可以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。并且還需要支持各種通信協(xié)議和接口，這樣才可以更方便地與傳感器和手機APP進行通信和信息交互，實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化和遠程控制。綜上所述，實現(xiàn)風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的設計與制作是完全可行的。這個系統(tǒng)不僅可以滿足用戶的需求，還具有智能化和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，可以為人們提供更加舒適和健康的居住環(huán)境。2.2系統(tǒng)設計方案本章節(jié)介紹了風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的設計方案。該系統(tǒng)利用單片機實現(xiàn)手動和自動控制，可以實現(xiàn)自啟動。此外，該系統(tǒng)還利用紅外避障傳感器來實現(xiàn)風自動吹人和自動避開人，利用溫濕度傳感器測量室內溫度和濕度。本系統(tǒng)的設計目標是實現(xiàn)室內環(huán)境的舒適度和健康度，通過風速自調節(jié)和增濕功能，保持室內的適宜濕度和溫度。同時，為了安全和便利，本系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動避開人和自動吹人的功能。本系統(tǒng)應該使用現(xiàn)代電子技術，利用單片機等集成電路來實現(xiàn)控制和數(shù)據的處理。本風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的硬件模塊工作邏輯圖如圖2.1所示：圖2.1系統(tǒng)硬件模塊工作框圖下面筆者將對本風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的硬件模塊工作內容進行逐一講解：單片機：單片機是一種集成電路芯片，具有處理器、存儲器、輸入/輸出端口等組成部分。單片機通常可以在不需要其他外部電路支持的情況下完成特定任務。它可以通過編程實現(xiàn)各種功能，如控制電子設備、采集和處理數(shù)據等。在嵌入式系統(tǒng)、自動化控制、智能家居、工業(yè)自動化等領域得到廣泛應用。光敏電阻：在本設計中，光敏電阻主要是為了檢測光照強度的，當光敏電阻檢測到光線弱的時候，將會發(fā)送此信號給單片機，單片機經過處理并且對比紅外線避障傳感器的檢測結果發(fā)出是否開燈的指令，當光線弱并且同時檢測到周邊有人的時候，照明燈將自動開啟，當檢測到有人離開的時候，照明燈將會延遲10秒后關閉。溫濕度傳感器：溫濕度傳感器在本系統(tǒng)中起到了非常重要的作用。確保了風扇能夠根據環(huán)境中的溫度和濕度自動調節(jié)風速，同時也能根據需要增加室內濕度。傳感器可以測量周圍的環(huán)境溫度和濕度，通過單片機進行數(shù)據處理，根據設定的閾值來控制風扇的工作狀態(tài)。比如當室內溫度過高或濕度過低時，風扇會自動啟動并調節(jié)到適當?shù)娘L速和濕度水平。這不僅可以提升室內舒適度，還能節(jié)省能源和保護環(huán)境。按鍵模塊：在本系統(tǒng)中，按鍵模塊用于控制風扇的開關、風速和濕度等參數(shù)。用戶可以通過按鍵調整風扇的工作狀態(tài)，例如打開或關閉風扇，調整風速和濕度等級。此外，按鍵模塊還可以用于設置和保存用戶的自定義參數(shù)閾值，使風扇更加智能化和個性化。通過按鍵模塊的使用，用戶可以更加方便、直觀地控制風扇的工作狀態(tài)，提高整個風扇系統(tǒng)的可用性和用戶體驗。供電模塊：供電模塊是本系統(tǒng)中必不可少的一部件，它為整個系統(tǒng)提供電源。它的作用是將外部電源轉換成風扇內部所需要的電壓和電流，并為各個部件提供穩(wěn)定的電力支持。同時，供電模塊還具備過壓、過流、過熱等保護功能，確保系統(tǒng)的安全和可靠性。在這種風扇系統(tǒng)中，供電模塊扮演著關鍵的角色，可以保證整個系統(tǒng)的正常運行和穩(wěn)定性。顯示屏模塊：顯示模塊在本系統(tǒng)中的作用是顯示相關的信息，例如風速、當前溫度、當前濕度等。通過顯示模塊，用戶可以清楚地了解當前設備的狀態(tài)和運行情況，方便使用和管理。此外，顯示模塊還可以提供一些操作和控制功能，例如調整風速和加濕程度等，從而實現(xiàn)對風扇的精確控制。因此，顯示模塊是風速自調節(jié)增濕風扇中必不可少的部件之一，它能夠提高用戶的使用體驗和控制精度。繼電器模塊：繼電器可以利用小電流控制大電流。在本系統(tǒng)中繼電器被用于控制加濕器的開關。當風扇控制器檢測到空氣中的濕度不足時，會向繼電器發(fā)送指令，使其打開加濕器的電源，從而增加空氣中的濕度。反之，當濕度達到設定值時，控制器會向繼電器發(fā)送關閉指令，使加濕器停止工作，避免空氣過濕。通過這樣的方式，繼電器能夠實現(xiàn)對加濕器的精確控制，保證空氣中的濕度始終在合適的范圍內，提高用戶的舒適度和空氣質量。直流電機驅動器：電機驅動器是一種電動機驅動設備，可以將電力轉換成機械能，帶動電機轉動，它可以實現(xiàn)對電機的精確控制，將電機的旋轉速度、方向、力矩等參數(shù)進行調節(jié)和監(jiān)測。通過控制電機的轉速和扭矩，能夠實現(xiàn)機器人、自動化生產線等設備的高速運轉和精確定位。WIFI模塊：WiFi模塊在本系統(tǒng)中的作用是實現(xiàn)遠程控制和智能化操作。通過連接WiFi網絡，用戶可以使用手機或電腦等設備，遠程操控風扇中的加濕器，進行加濕、關閉等操作。除此之外，WiFi模塊還能夠實現(xiàn)數(shù)據監(jiān)測和統(tǒng)計，將風扇中加濕器的工作狀態(tài)數(shù)據發(fā)送至云端，用戶可以隨時了解設備的工作情況，通過數(shù)據分析和處理，為用戶提供更多的智能化服務。風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)設計方案中，采用了較為成熟的硬件設備，并且運用了單片機技術實現(xiàn)相應的軟件程序，利用手動控制、自動控制、自啟動和自動避開人員等多項功能，大大提高了系統(tǒng)的操作便捷性和智能化程度，可以有助于用戶維持一個舒適健康的室內環(huán)境。2.3器件方案對比經過對本風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)硬件的研究，發(fā)現(xiàn)如果想設計出一款可以更實用的增濕風扇必須要對硬件模塊的型號進行篩選，以確保在降低本系統(tǒng)的設計和開發(fā)成本的同時，提高實用性和智能化程度。本系統(tǒng)的硬件模塊選型對比如下。2.3.1微型控制器單元的型號選擇方案一：8051系列單片機8051系列單片機是一種常見的8位微控制器，由Intel公司在1981年推出，以其高性價比、易于編程和廣泛的應用領域而備受市場歡迎。在許多電子設備中，8051系列單片機被用作主控制器，用于控制各種不同類型的器件，如馬達、傳感器、開關和顯示器等。8051系列單片機具有許多優(yōu)秀的功能和特性，如：8位CPU、可編程I/O端口、UART、定時器和計數(shù)器、EEPROM存儲器、多種通信接口（如USB、SPI、I2C等），支持多種外部設備連接方式等。同時還具有較高的工作速度，可在一定的范圍內實現(xiàn)不同的工作頻率。由于其靈活的編程能力，8051系列單片機適用于廣泛的應用領域，包括工業(yè)控制、消費電子、醫(yī)療設備、玩具、汽車和航空等。除此之外，8051系列單片機還被廣泛應用于學校和培訓機構中的課程、設計和實驗室項目中，幫助學生建立基本的控制和嵌入式系統(tǒng)知識。8051系列單片機實物圖如圖2.2所示：圖2.28051系列單片機實物圖方案2：STM32F103單片機STM32F103是STMicroelectronics公司推出的一款32位ARMCortex-M3內核的單片機，具有高性能、低功耗、靈活性和易用性等優(yōu)點。它采用了工藝成熟的CMOS技術，提供了最高72MHz的主頻、可編程I/O引腳、UART、SPI、I2C等多種通信接口、定時器和計數(shù)器等多種功能模塊，支持多種外圍設備的連接方式。此外，它還具有豐富的存儲器、多個中斷控制模塊、USBOTG功能等特性。STM32F103單片機同樣適用于廣泛的應用領域，包括工業(yè)自動化控制、智能電力電子、智能家居、遠程通信和嵌入式系統(tǒng)等。由于其高性價比和廣泛的應用領域，STM32F103已成為嵌入式系統(tǒng)設計和開發(fā)的首選單片機之一。在教育領域，STM32F103也成為了學生學習嵌入式系統(tǒng)的重要工具之一，許多學校和機構為學生提供了基于STM32F103的課程和實驗室項目。STM32系列單片機的實物圖如圖2.3所示：圖2.3STM32系列單片機實物圖相比于傳統(tǒng)的51單片機，STM32F103單片機具有更高的性能和更大的存儲容量，采用了32位處理器架構和更快的時鐘頻率，能夠更快地響應系統(tǒng)操作，支持更多復雜的應用擴展能力。同時，STM32F103擁有豐富的外設支持和更低的功耗，適用于更廣泛的應用場景，成為嵌入式系統(tǒng)設計和開發(fā)的首選單片機之一，所以本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)選用了后者。2.3.2溫濕度傳感器的型號選擇方案一：DHT11溫濕度傳感器DHT11是一種數(shù)字型溫濕度傳感器，可以測量環(huán)境的溫度和濕度數(shù)據。它由一個微型傳感器和一個8位單片機組成。其工作原理是利用材料的濕度對電阻值的變化來測量濕度，利用熱敏電阻器測量溫度。DHT11溫濕度傳感器的芯片實物圖如圖2.4所示：圖2.4DHT11溫濕度傳感器實物圖DHT11溫濕度傳感器有以下特點：數(shù)字信號輸出：DHT11僅能夠輸出數(shù)字信號，不需要進行模擬信號處理，易于接口及數(shù)據處理。精度高：DHT11的溫度測量精度為±2℃，濕度測量精度為±5%RH。低功耗：DHT11的供電電流非常低，僅為1-2.5mA，具有低功耗的優(yōu)點。快速響應：DHT11具有較快的響應速度，快速返回溫濕度數(shù)據。價格低廉：相對于其他溫濕度傳感器，DHT11的價格較為低廉，非常適合一些初學者及入門級應用場合。方案二：BME280溫濕度傳感器BME280溫濕度傳感器可以同時測量三個參數(shù)。其工作原理是基于微電子機械系統(tǒng)（MEMS）和集成電路技術，通過測量環(huán)境中的溫度、濕度和大氣壓力來反映環(huán)境狀態(tài)，從而實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測。BME280溫濕度傳感器的芯片實物圖如圖2.5所示：圖2.5BME280溫濕度傳感器實物圖BME280溫濕度傳感器具有如下特點：高精度測量：溫度精度為±1°C、濕度精度為±3%、氣壓精度為±1hPa。高分辨率：溫度分辨率為0.01°C、濕度分辨率為0.008%、氣壓分辨率為0.18Pa。低功耗：BME280非常節(jié)能，可以在適當?shù)呐渲孟聦崿F(xiàn)低至0.1微安的電流消耗。I2C/SPI接口：BME280溫濕度傳感器可以通過I2C或SPI總線與微控制器通信。寬測量范圍：溫度范圍為-40°C至+85°C，濕度范圍為0%至100%，而氣壓范圍達到300至1100hPa。多種應用領域：BME280適用于各種環(huán)境測量，如氣象、戶外定位、健康、工業(yè)自動化等領域。綜合上述對兩種傳感器特點的描述發(fā)現(xiàn)DHT11和BME280都是數(shù)字溫濕度傳感器，但DHT11相對于BME280有以下優(yōu)點：低成本：DHT11相對于BME280價格更加實惠，可以降低設備成本。低電壓工作：DHT11可以在3.3V或5V電源下工作，而BME280需要5V電源。簡單接口：DHT11只需要一個數(shù)字輸入口即可讀取數(shù)據，而BME280需要I2C或SPI接口。操作簡單：DHT11的讀取數(shù)據操作相對簡單，而BME280需要更復雜的讀取流程。所以最終，本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)選擇了更適合的DHT11型溫濕度傳感器，通過它可以實現(xiàn)對室內溫度和濕度的準確測量。2.3.3紅外避障傳感器的型號選擇在基于風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)中，紅外避障傳感器是重要的組成部分，可以實現(xiàn)非接觸式避障控制功能，保證了風扇在運行過程中的安全性和穩(wěn)定性。但是市場上有很多不同型號的紅外避障傳感器，如何選擇合適的型號是一個值得考慮的問題。本章小節(jié)將對比選用HC-SR501和GP2Y0A21YK兩種型號的紅外避障傳感器，并從可靠性、功耗、精度等角度對其進行分析，最終選擇出一款更適合該系統(tǒng)的型號。HC-SR501和GP2Y0A21YK兩種紅外避障傳感器的實物圖如圖2.6和2.7所示：圖2.6HC-SR501紅外避障傳感器實物圖圖2.7GP2Y0A21YK紅外避障傳感器實物圖HC-SR501和GP2Y0A21YK這兩種紅外避障傳感器都具有靈敏度高、抗干擾能力強等特點，但是它們在以下幾方面存在差異：可靠性：HC-SR501采用大電容，強光干擾能力較強，能夠有效避免誤觸發(fā)。而GP2Y0A21YK采用數(shù)字式輸出，能夠靈敏檢測周圍目標的距離，但是有一定的誤觸發(fā)率。功耗：HC-SR501在使用時功耗較低，最高為65mA，使用壽命長。而GP2Y0A21YK需要使用電容濾波，存在濾波電阻的損耗，功耗相對較高。精度：GP2Y0A21YK在檢測距離時具有更高的精度和穩(wěn)定性，可以達到5mm以內的檢測精度。而HC-SR501檢測精度較低，需要進行調整。綜合對比兩種型號的紅外避障傳感器，考慮到該風扇系統(tǒng)對精度和可靠性的要求較高，因此應該選用GP2Y0A21YK型號的傳感器。雖然該傳感器功耗較高，但是可以通過使用電池供電或限流方式解決。此外，GP2Y0A21YK還具有出色的檢測精度和穩(wěn)定性，適合該系統(tǒng)使用。2.3.4顯示器模塊的型號選擇本章小節(jié)將基于風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)的顯示期模塊的需求出發(fā)，對比選擇兩個型號的顯示器模塊，風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)的顯示器模塊需要具備以下基本特點：清晰、高亮度、低功耗、防潮、防震、長壽命等。此外，由于需要實現(xiàn)調節(jié)風速和增濕功能，還需要顯示實時環(huán)境溫濕度?？紤]到這些因素，我們挑選了兩個同類型號的顯示器模塊進行對比，分別為LCD(液晶顯示器)和OLED(有機發(fā)光二極管顯示器)。其中，LCD相對較為傳統(tǒng)，已成為大多數(shù)電子產品的標配之一，而OLED則是一種相對新型的顯示技術，較LCD其具備高對比度、色彩飽和度好、響應速度快等優(yōu)勢。我們將從以下四個方面對比兩個型號：顯示效果LCD屏幕在顯示黑色時會變得比較暗，而白色則會更加亮麗。而OLED屏幕則不存在這樣的情況，黑色和白色的亮度差別不大，且OLED的色域覆蓋率更廣。因此，在顯示效果方面，OLED具有更好的視覺效果。功耗使用OLED屏幕時，如果顯示亮度越高、那么消耗的電能便會越大，反之越小。而LCD屏幕則以恒定亮度消耗能量。在功耗方面，如果需要高亮度顯示的話，OLED要比LCD更為節(jié)能。使用壽命因液態(tài)晶體的特性，LCD屏幕在使用一定時間后，可能會出現(xiàn)圖像殘留現(xiàn)象，這會影響到顯示效果。而OLED屏幕由于是基于有機材料發(fā)光的，壽命相對LCD更短。但由于顯示器模塊的常規(guī)使用時間一般不超過幾年，所以這個因素并不是很重要。抗震性風扇系統(tǒng)本身具有振動的特點，因此對于顯示器模塊來說，抗震性也是很重要的因素。OLED屏幕由于不需要背光，比LCD要薄，同時也更加靈活耐摔，具備較好的抗震性。綜合以上因素，我們最終選擇了OLED型號的顯示器模塊。在風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)中，OLED屏幕能夠有效地呈現(xiàn)環(huán)境溫濕度變化，不僅具有更好的視覺效果，而且功耗和抗震性更優(yōu)，能夠符合風扇系統(tǒng)的各種需求。兩種顯示器的實物圖如圖2.8和2.9所示：圖2.8OLED顯示器實物圖圖2.9OLED顯示器實物圖2.3.5WIFI模塊的型號選擇無線模塊是風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，它能夠連接到網絡，從而實現(xiàn)遠程控制和監(jiān)控。本文將對ESP8266和nRF24L01兩個常見的無線模塊進行比較。首先，先來介紹一下這兩個無線模塊：ESP8266和nRF24L01。ESP8266是一種高度集成的芯片，支持802.11b/g/nWi-Fi標準，并具有TCP/IP協(xié)議棧。nRF24L01是一種2.4GHz無線收發(fā)器，適用于低功耗、低速率的無線通信。它采用SPI接口，可與各種微控制器連接。接下來，我們將對這兩種無線模塊進行比較。首先是功耗方面，ESP8266在正常模式下的功耗為70mA，而nRF24L01的功耗為14mA。然而，ESP8266有一個自動睡眠模式，可以將功耗降低到20uA，而nRF24L01沒有這個功能。其次是傳輸距離方面，nRF24L01的傳輸距離可以達到100米以上，而ESP8266的傳輸距離只有30-50米。另外，ESP8266的通信速率為110-460800bps，而nRF24L01的通信速率為250kbps。綜上所述，兩種無線模塊各有優(yōu)劣。如果對功耗要求較高或需要較遠的傳輸距離，則選擇nRF24L01更合適。如果需要較高的通信速率或需要自動睡眠模式，則選擇ESP8266更優(yōu)。考慮到風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)需要高速率的Wi-Fi連接并且噪音對功耗的影響較小，同時需要支持自動睡眠模式，我們最終選擇ESP8266作為無線模塊的型號。ESP8266無線模塊和nRF24L01無線模塊的實物圖如圖2.10和2.11所示：圖2.10ESP8266無線模塊實物圖圖2.11nRF24L01無線模塊實物圖2.3.6電機驅動模塊的型號選擇電機驅動模塊是風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)的重要組成部分，它負責控制電機的轉速。本章小節(jié)將比較一下L298N和MX1508這兩種常見的電機驅動模塊。-L298N電機驅動模塊是一種雙全橋直流電機驅動器，可控制兩個電機的轉速和方向。-MX1508電機驅動模塊也是一種雙全橋直流電機驅動器，但它更小巧、價格更便宜。在功率方面，L298N電機驅動模塊的輸出功率可達30W，而MX1508電機驅動模塊的輸出功率只有5W。但是，在控制電機轉速方面，MX1508能夠更精確地控制電機的轉速。其次，在成本方面，L298N的價格比MX1508更高。綜上所述，這兩種電機驅動模塊各有優(yōu)缺點。如果需要更高的輸出功率，那么L298N更適合。如果需要更精確的電機控制和更低的成本，那么MX1508是最佳選擇。鑒于風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)需要更精確的電機控制和更低的成本，我們最終選擇MX1508作為電機驅動模塊的最佳型號。L298N和MX1508的實物圖如圖2.12和2.13所示：圖2.12L298N電機驅動模塊實物圖圖2.13MX1508電機驅動模塊實物圖3系統(tǒng)的硬件設計3系統(tǒng)的硬件設計3.1STM32F103單片機微控制器本章節(jié)將介紹本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)的STM32F103單片機微控制器的工作原理以及工作流程。一、系統(tǒng)概述本系統(tǒng)主要由STM32F103單片機微控制器、傳感器、風扇、加濕器和繼電器等元器件構成。其作用是實現(xiàn)風速自調節(jié)，使室內溫濕度始終保持在一定范圍內。二、工作原理本系統(tǒng)通過測量室內溫濕度，并根據設定的溫濕度范圍，控制風扇和加濕器的工作。其中，STM32F103單片機微控制器作為控制中心，通過采集溫濕度傳感器得到當前室內溫濕度值，再根據設定值和當前溫濕度值進行比較，從而決定是否開啟風扇和加濕器以調節(jié)室內溫濕度。具體控制流程如下：系統(tǒng)初始化：在系統(tǒng)啟動時，單片機對各傳感器和執(zhí)行器進行初始化，并設置初始溫濕度范圍值。讀取溫濕度傳感器數(shù)據：單片機通過模擬數(shù)字轉換（ADC）模塊，將模擬信號轉換為數(shù)字信號，并將其存儲在單片機存儲器中。比較溫濕度：將讀取到的實時溫濕度值和設定范圍值進行比較，判斷室內溫濕度是否在允許范圍內?？刂骑L扇和加濕器：當溫度和濕度數(shù)據超出設定范圍時，單片機會通過控制風扇和加濕器來調節(jié)室內溫濕度。如果室內溫度高于設定值，則開啟風扇降溫；如果室內濕度低于設定值，則開啟加濕器增濕。控制照明燈：當光照傳感器檢測到當前亮度過低，并且同時紅外避障傳感器檢測了有人出現(xiàn)時，照明燈將自動亮起，待人走后，照明燈將延遲10s關閉。工作流程系統(tǒng)初始化接入電源后，系統(tǒng)首先進行初始化操作，包括初始化各傳感器和執(zhí)行器，設置溫濕度范圍值等。讀取溫濕度傳感器數(shù)據系統(tǒng)通過ADC模塊對溫濕度傳感器信號進行采集，將模擬信號轉換為數(shù)字信號，并將其存儲在單片機存儲器中。比較溫濕度讀取到實時溫濕度值后，單片機會將其與設定范圍值進行比較，判斷是否需要進行調節(jié)?？刂骑L扇和加濕器當溫度或濕度超出設定值時，單片機會根據實際情況決定是否開啟風扇或加濕器，調節(jié)室內溫濕度。開啟風扇時，單片機會控制風扇的轉速，實現(xiàn)風速自調節(jié)的效果。風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)的STM32F103單片機微控制器，通過采集溫濕度數(shù)據，根據實時情況決定是否開啟風扇或加濕器來調節(jié)室內溫濕度。通過自動控制可以使室內的溫濕度始終處于一個適宜的范圍內。此系統(tǒng)利用了單片機的高性能和靈活性，具有可靠性和實用性。STM32F103是意法半導體公司生產的一款32位微控制器，采用了Cortex-M3內核，主頻可達到72MHz，具有豐富的外設接口，如UART、SPI、I2C、CAN等。STM32F103能夠提供較高的性能和低功耗模式，可以廣泛應用于各種領域，包括工業(yè)自動化、家電控制、醫(yī)療設備、汽車電子等。由于其先進的系統(tǒng)架構，STM32F103具有很強的實時性和響應能力，為各種應用提供穩(wěn)定、高效的解決方案。此外，STM32F103更是配備了一系列的安全功能，如硬件加密，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。STM32F103單片機的內部電路結構如圖3.1所示：圖3.1STM32F103單片機內部結構圖下面將對STM32F103單片機的內部電路和參數(shù)進行介紹：Cortex-M3內核：采用32位RISC架構，最高主頻72MHz，支持內部FLASH和SRAM，具有豐富的指令集。外設接口：包括UART、SPI、I2C、CAN等，可連接各種外部設備進行通信和控制。時鐘系統(tǒng)：內置多路時鐘源，可提供高精度的系統(tǒng)時鐘，支持PLL鎖相環(huán)技術，可產生高頻時鐘。DMA控制器：可實現(xiàn)數(shù)據的高速傳輸，減輕CPU的負擔，提高系統(tǒng)效率。ADC模數(shù)信號轉換：內置12位精度的模擬轉換器，可進行精確的模擬信號采集。DAC數(shù)模信號轉換：內置12位精度的數(shù)模轉換器，可輸出模擬信號。USBOTG接口：具有USB主機和設備模式，可支持USB2.0和USB1.1協(xié)議。中斷控制器：STM32F103單片機支持多級中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)高效的中斷處理。閃存和SRAM存儲器：可分別存儲程序代碼和數(shù)據，最大容量為512KB閃存和64KBSRAM。低功耗模式：具有多種低功耗模式，可實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能，延長電池壽命。綜上所述，STM32F103單片機微型控制器具有豐富的外設接口和高性能，可廣泛應用于各種領域，是一款優(yōu)秀的32位微控制器。STM32F103單片機的外部引腳口圖如圖3.2所示：圖3.2STM32F103芯片引腳口STM32F103單片機芯片在本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)中的實際接線圖如圖3.3所示：圖3.3STM32F103接線圖3.2繼電器模塊風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)是一種先進的智能化加濕控制系統(tǒng)，其主要作用是通過調節(jié)風扇的速度來控制加濕器的濕度輸出。這種系統(tǒng)主要由一臺繼電器和一臺可調節(jié)風速的增濕風扇組成。接下來，我們將詳細介紹繼電器在本風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的工作原理和流程。工作原理該系統(tǒng)的工作原理主要是基于風扇的速度來調節(jié)增濕器的濕度輸出。當空氣濕度低于預設值時，繼電器會啟動增濕風扇，同時將風扇的速度設置為最大值。這樣，大量的濕潤空氣可以被送入室內，從而提高室內的濕度。當空氣濕度達到預設值時，繼電器會停止增濕風扇，從而停止加濕器的工作。此時，室內濕度將保持在預設的目標值范圍內。工作流程在本風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)中，繼電器模塊的主要工作流程包括以下幾個步驟：設置目標濕度值：首先，用戶需要設置所需的目標濕度閾值。可以通過本系統(tǒng)的機械按鍵模塊來實現(xiàn)這一目標。檢測濕度值：溫濕度傳感器將二十四小時不間斷的檢測室內的濕度值，并將其與目標濕度閾值進行比較。啟動增濕器：當室內濕度低于目標濕度值時，系統(tǒng)會自動啟動增濕風扇，并將根據溫度信息是否達到溫度閾值決定風扇的速度是否設置為最大值或最小值。加濕作業(yè)：增濕風扇開始工作后，加濕器將開始向室內釋放濕氣，從而達到提高室內濕度的目的。停止加濕器：當室內濕度達到目標濕度閾值時，系統(tǒng)將停止增濕風扇的工作，并停止加濕器的工作。此時，室內濕度將保持在預設的目標范圍內。風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)是一種高效、方便且智能化的加濕器控制系統(tǒng)，其工作原理簡單、流程清晰。通過對系統(tǒng)的實現(xiàn)和應用，可以有效地提高室內的濕度，為用戶創(chuàng)造一個舒適、健康的生活環(huán)境。繼電器在本系統(tǒng)的實際接線圖如圖3.4所示：圖3.4繼電器模塊接線圖3.3MX1508電機驅動模塊MX1508電機驅動模塊是一種常用于機器人、小車和無人機等電動機驅動的電子模塊，可以有效地控制和驅動直流電機和步進電機。該模塊內置有馬達驅動芯片，支持PWM調速和雙向驅動功能，可使電機沿正反兩個方向旋轉，速度可控。MX1508電機驅動模塊外部常見接口有IN1、IN2、ENA、ENB、GND，其中IN1和IN2分別控制電機的正反轉，ENA和ENB控制電機的轉速。在使用MX1508電機驅動模塊時，需要將其與控制板連接，并在控制板上進行適當?shù)木幊毯驮O置，以控制電機的運動。MX1508電機驅動模塊可適用于多種直流電動機，具有體積小、重量輕、使用簡單、穩(wěn)定可靠等特點，是機器人制作、科技教育和DIY電子愛好者的理想選擇。在本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)中，MX1508電機驅動模塊是一種創(chuàng)新型的點擊驅動模式，它利用電機驅動器和傳感器等裝置，能夠自動控制風扇的轉速和檔位，并通過繼電器模塊對加濕器的控制實現(xiàn)增濕功能。以下是本系統(tǒng)的工作原理和流程介紹：工作原理在本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)是基于MX1508電機驅動模塊實現(xiàn)的。關于MX1508電機驅動模塊的原理，簡短介紹如下：MX1508電機驅動模塊是一種雙H橋式直流電機驅動方案。該驅動器內置了兩個H橋驅動管，能夠控制驅動電機的方向和轉速。當PWM信號接入時，電機的轉速可以通過調節(jié)PWM脈沖寬度來實現(xiàn)?；谶@種原理，本系統(tǒng)實現(xiàn)了風扇轉速的自動控制的實現(xiàn)。工作流程在本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)中，MX1508電機驅動模塊的具體工作控制流程如下：第一步：風速檢測。系統(tǒng)通過檢測風速傳感器的輸出信號，獲取當前風扇的轉速。第二步：溫度檢測。系統(tǒng)通過溫濕度傳感器獲取當前環(huán)境中的溫度值和濕度值。第三步：決策判斷。系統(tǒng)通過單片機微型控制器根據提前設定的閾值對比，根據穩(wěn)定的高低發(fā)出對風速快慢控制的指令。第四步：調整風速。當系統(tǒng)決定需要調整風扇轉速時，它會調整PWM脈沖寬度以控制風扇轉速。第五步：循環(huán)運行。系統(tǒng)會不斷重復以上四個步驟，以不斷監(jiān)測和調整風扇轉動的速度。通過上述的這種工作流程，本系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自動控制風扇轉速，實現(xiàn)對使用者室內環(huán)境的智能調節(jié)，提升人們的生活質量。MX1508電機驅動模塊在本系統(tǒng)中的接線圖如圖3.5所示：圖3.4MX1508電機驅動模塊接線圖3.4ESP8266無線模塊本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)的主要功能是通過測量室內濕度、溫度信息以及風扇轉速、加濕器檔位等信息，將結果通過ESP8266無線模塊發(fā)送到管理員的終端設備上，再將使用者的指令數(shù)據發(fā)送回系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)自動調節(jié)風扇和加濕器的功率和增濕量的目的。在本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)中，ESP8266無線模塊具體的工作流程如下：第一步：溫濕度傳感器模塊負責測量室內的溫度和濕度值，并將數(shù)據通過ESP8266無線模塊發(fā)送到終端設備上。第二步：終端設備接收到數(shù)據后，根據設定的增濕檔位和風速，將指令發(fā)送給系統(tǒng)。第三步：ESP8266無線模塊接收到來自終端設備的指令后，將指令發(fā)送給增濕風扇系統(tǒng)。第四步：增濕風扇根據來自終端設備的指令進行風速和增濕量的調節(jié)，并將實時的數(shù)據返回給終端設備。第五步：在自動模式下，終端設備接收反饋數(shù)據，并根據反饋數(shù)據進行再次計算，調整風扇速度和加濕量的算法，不斷優(yōu)化系統(tǒng)的自動調節(jié)功能。通過以上的工作流程，該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自動調節(jié)風扇和加濕器的功率和增濕量，根據室內實時數(shù)據進行精準調節(jié)，達到優(yōu)化室內環(huán)境的目的。ESP8266無線模塊在本風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)中的接線情況如圖3.5所示：圖3.5ESP8266無線模塊接線圖3.5按鍵模塊風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)是一種先進的智能化家居系統(tǒng)，可以為用戶提供舒適的室內環(huán)境。這種系統(tǒng)使用機械按鍵模塊來實現(xiàn)自動風速調節(jié)和增濕功能。機械按鍵模塊是風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)中的關鍵部件之一，當按鍵開關被按下時，控制電路將接收到信號，并自動調節(jié)風扇的轉速和增濕器的運行速度。機械按鍵模塊內的控制電路可以根據當前室內溫度和濕度值自動調節(jié)風扇的轉速。當溫度過高或濕度過低時，控制電路會自動增大風扇的轉速和增濕器的運行速度，以達到室內溫濕度的平衡狀態(tài)。此外，機械按鍵模塊還提供了手動調節(jié)的功能，用戶可以直接按下按鍵開關來調節(jié)風扇的轉速檔位和增濕器的運行。當手動調節(jié)時，控制電路將暫停自動調節(jié)功能，直到用戶再次觸發(fā)按鍵開關，重新開啟自動調節(jié)功能。機械按鍵模塊是風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)中的重要組件，通過自動和手動調節(jié)風扇轉速和增濕器運行速度，可以為用戶提供更加舒適的室內環(huán)境。在機械按鍵模塊中，防抖是一個非常重要的功能。防抖的目的是避免按鍵在被按下或松開時出現(xiàn)抖動，從而誤觸發(fā)系統(tǒng)。機械按鍵的防抖原理有兩種：第一種原理是使用RC電路來對按鍵進行濾波處理。當按鍵被按下時，RC電路會通過電容和電阻的作用來延時響應，從而讓系統(tǒng)避免誤觸發(fā)。第二種原理是采用按鍵消抖芯片。這種芯片內置了消除按鍵抖動的電路，當按鍵被按下或松開時，芯片會發(fā)出一個穩(wěn)定的信號，從而保證系統(tǒng)的正常工作。無論是哪種防抖原理，都能有效避免機械按鍵模塊中的按鍵抖動問題，從而保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。機械按鍵防抖的意義在于可以避免誤觸發(fā)系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。如果機械按鍵沒有防抖功能，那么在按鍵被按下或松開的瞬間，系統(tǒng)可能會誤識別為多次按鍵操作，從而導致系統(tǒng)出現(xiàn)異常行為或錯誤的操作結果。由于本風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)對于按鍵操作的準確性和精度要求比較高，因此必須采用防抖功能來確保系統(tǒng)的正常運行。機械模塊在本系統(tǒng)中的接線圖如圖3.6所示：圖3.6按鍵模塊接線圖4系統(tǒng)的軟件設計4系統(tǒng)的軟件設計4.1軟件介紹Keil4軟件是一款常用的嵌入式開發(fā)平臺，適用于多種微控制器架構和編程語言，包括C語言和匯編語言。通過Keil4軟件，可以進行編譯、調試、仿真和下載等相關操作，可以快速開發(fā)出高品質的嵌入式軟件。對于風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)這種復雜的嵌入式系統(tǒng)，Keil4軟件可以提供強大的開發(fā)工具和完整的開發(fā)流程，從而確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。Keil4軟件可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的所有硬件及軟件資源的管理和調度，通過多種編譯器和調試器支持多重編程方式，并可以進行代碼優(yōu)化等操作，從而提高代碼質量和性能。同時還可以支持多種調試器和加載器，可以對系統(tǒng)進行深入的調試和優(yōu)化，提高系統(tǒng)的可靠性和效率。Keil4的軟件界面如4.1圖所示：圖4.1Keil_4軟件界面作為一個嵌入式開發(fā)平臺，Keil4軟件可以提供強大的開發(fā)工具和完整的開發(fā)流程，從而為風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的開發(fā)提供有力的支持和保障。具體來說，Keil4軟件可以實現(xiàn)以下功能：編譯和調試。Keil4軟件提供了一系列的編譯器和調試器，可以支持多種編程語言和多重編程方式，從而確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。仿真和下載。Keil4軟件可以進行仿真和下載操作，從而幫助開發(fā)人員在開發(fā)過程中更有效地調試和測試系統(tǒng)，進一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。代碼優(yōu)化。Keil4軟件可以進行代碼優(yōu)化，通過對代碼的自動分析和優(yōu)化，提高代碼質量和性能，從而更好地滿足風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的需求。資源管理和調度。Keil4軟件可以管理和調度系統(tǒng)的所有硬件和軟件資源，從而更好地管理和維護系統(tǒng)，進一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。綜上所述，Keil4軟件對于風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的開發(fā)具有重要的意義和應用價值，可以為開發(fā)人員提供跨越式的開發(fā)效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。4.2軟件程序的設計4.2.1主程序流程在本章節(jié)中，我們將詳細介紹和分析整個風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)的軟件邏輯流程。邏輯關系在世間萬物中無處不在，如果違背了邏輯關系，系統(tǒng)將不可行。因此，我們需要認真思考和分析系統(tǒng)的邏輯關系，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在這個過程中，Keil4軟件作為嵌入式開發(fā)平臺，將為我們提供強大的開發(fā)工具和完整的開發(fā)流程，幫助我們更有效地開發(fā)和維護風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)。如圖4.2所示：圖4.2主邏輯流程圖本風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)會不斷地檢測環(huán)境中的溫度、濕度以及光照強度的環(huán)境信息情況，在自動檔模式下會根據檢測結果計算出目標風速和設定的目標濕度。通過不斷檢測當前風速，系統(tǒng)會自動調節(jié)風扇的轉速以達到目標風速的要求。通過控制加濕器的開關狀態(tài)，系統(tǒng)會自動調節(jié)環(huán)境濕度以達到設定的目標濕度。整個過程是循環(huán)執(zhí)行的，系統(tǒng)會不斷地監(jiān)測環(huán)境并自動控制風扇和加濕器的運行狀態(tài)。4.2.2按鍵模塊流程機械式按鍵的軟件邏輯是指當用戶按下按鍵時，系統(tǒng)如何識別、響應并執(zhí)行相應的操作。在本系統(tǒng)中機械式按鍵的軟件邏輯包括以下幾個步驟：檢測按鍵狀態(tài)。當用戶按下按鍵時，系統(tǒng)需要檢測按鍵狀態(tài)，包括按鍵是否按下、按鍵是否松開等。這個步驟可以通過檢測電路中的電位差來實現(xiàn)。識別按鍵編號。系統(tǒng)需要根據按鍵狀態(tài)來識別按下的是哪一個按鍵，以便后續(xù)執(zhí)行相應的操作。每個按鍵都會有一個唯一的編號，可以通過編程或硬件設計來實現(xiàn)。執(zhí)行相應操作。系統(tǒng)需要根據按鍵的編號來執(zhí)行相應的操作，比如調節(jié)風速、設置濕度操作等。這個步驟可以通過編程實現(xiàn)，編寫相應的函數(shù)來執(zhí)行各種操作。更新狀態(tài)顯示。當按鍵操作執(zhí)行完畢后，系統(tǒng)需要更新狀態(tài)顯示，包括更新屏幕顯示的風速、濕度等參數(shù)，以便用戶了解系統(tǒng)的實際運行情況。這個步驟可以通過編程實現(xiàn)，編寫相應的函數(shù)來更新狀態(tài)顯示。機械式按鍵的軟件邏輯可以通過編程實現(xiàn)，根據按鍵狀態(tài)來識別按鍵、執(zhí)行相應操作并更新狀態(tài)顯示，從而實現(xiàn)控制系統(tǒng)的各項功能。按鍵模塊的軟件邏輯流程如圖4.3所示：圖4.3按鍵模塊流程圖4.2.3主函數(shù)流程在手動模式下，可以手動開關加濕器和照明燈。在自動模式下，如果濕度小于預設的閾值，加濕器將會自動打開，否則加濕器將會關閉；如果光照度小于預設的閾值，并且紅外避障檢測到人時，照明燈亮；監(jiān)測到人已經離開時，照明燈10秒后熄滅。在風避人模式和風吹人模式時，如果實際溫度大于溫度上限閾值，加濕器打開，在風避人模式下如果檢測到人風扇則會關閉，未檢測到人，風扇調至二檔，在風吹人模式下如果檢測到人，風扇開啟二檔，如果未檢測到人，風扇則會關閉；如果溫度小于等于溫度上限閾值，加濕器關閉，若溫度大于溫度下限閾值時，在風避人模式下如果檢測到人，風扇關閉，未檢測到人，風扇調整至一檔，在風吹人模式下如果檢測到人，風扇開啟一檔，未檢測到人時，風扇則關閉；如果在溫度小于溫度下限閾值時，風扇則關閉。主函數(shù)流程圖如下圖4.4所示：圖4.4主函數(shù)執(zhí)行流程圖4.2.4顯示模塊流程顯示函數(shù)將根據不同的顯示標志位，顯示不同的界面。當界面為“0”時，顯示實時濕度、實時溫度、實時光照強度、實時模式和實時風扇檔位；當界面為“1”時，顯示設置的溫度上限閾值；當界面為“2”時，顯示設置的溫度下限閾值；當界面為“3”時，顯示設置的濕度閾值；當顯示界面為“4”時，顯示設置的光照閾值。顯示函數(shù)子流程如下圖4.5所示：圖4.5顯示模塊執(zhí)行流程圖5系統(tǒng)的測試PAGEII5系統(tǒng)的測試5.1軟件硬件調試本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)在設計完畢后應進行軟硬件調試，通過調試可以實現(xiàn)確保電路正常工作、提高電路的性能、減少成本、縮短開發(fā)周期等目的，軟硬件調試是電路設計中不可或缺的一部分，能夠保證電路的性能和可靠性，提高電路的競爭力和市場占有率。5.1.1軟件調試在電路設計中，軟件調試是確保電路正常工作的重要一環(huán)。它通常包括代碼調試、模擬器調試和仿真測試等步驟，以確保程序正確運行和數(shù)據正確性。在軟件調試中，開發(fā)者需要對代碼進行逐行調試，找出問題所在，定位錯誤，加上必要的注釋和修正，以確保程序流程的正確性和防止?jié)撛诘腻e誤。5.1.2硬件調試與軟件調試不同的是，硬件調試是檢測硬件設備和接口的正確性和有效性。在電路設計中，它通常包括電路圖設計、布局設計、抄板、焊接和組裝等步驟。在硬件調試中，設計師需要將所有組件安裝到單板上，并進行電路測試和信號調試，以確認電路的工作狀態(tài)和功能。此外，實際上機調試也是硬件調試的一部分，測試人員能夠發(fā)現(xiàn)更多的硬件問題，以確保制造工藝的有效性和電路可靠性。5.2實物展示經過了繁雜的硬件電路制作以及軟件電路設計的眾多工作，本風速自調節(jié)增濕風扇控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)穩(wěn)定的運行，并且實現(xiàn)了最初設定的目標功能，下面是風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)的實物照片，如圖5.1所示：圖5.1風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)實物5.2.1手動模式圖5.1手動模式界面圖如圖5.1所示，當前本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)正處于手動模式，使用者可以根據使用情況選擇相應的檔位。5.2.2自動模式圖5.2自動模式界面圖如圖5.2所示，當前本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)正處于自動模式，系統(tǒng)將會自動根據溫度、濕度、光照情況調整合適的檔位。5.2.3管理員模式圖5.3管理員模式界面圖如圖5.3所示，當前本風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)正處于管理員模式，管理員可根據實際使用場景及個人喜好設定溫度閾值、濕度閾值以及光照閾值。結論結論PAGE23 結論本篇論文總結了風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)的設計、制作和應用，這種以增濕為主要功能，可自動調節(jié)風速的風扇系統(tǒng)被廣泛應用在各種生活場所，特別是在干燥地區(qū)或季節(jié)。風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)的設計是基于STM32F103單片機控制器的結構，主要組成部分包括風扇電機、繼電器、傳感器和控制電路等。通過對傳感器檢測到的濕度和溫度的反饋信息，單片機控制器可自動地調節(jié)風扇速度和加濕器的開啟或關閉，以保持恰當?shù)沫h(huán)境濕度。實驗結果表明，風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)可有效地提高環(huán)境濕度，改善室內空氣質量，并實現(xiàn)節(jié)能和智能控制。此外，對于需要保持合適濕度的特定應用場合，比如植物培育和食品儲藏，風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)還具有重要的實用價值，雖然這種系統(tǒng)存在一些缺陷，比如系統(tǒng)復雜度較高、價格相對昂貴等，但相較于傳統(tǒng)的濕度控制方法，風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)在控制和便攜性方面它都具有優(yōu)越性和創(chuàng)新性。因此，風速自調節(jié)增濕風扇系統(tǒng)將會越來越被廣泛應用于各種領域，推動著自動控制技術的發(fā)展。參考文獻參考文獻[1]張逸鴻,白建東,梁剛,等.冷風扇的加濕系統(tǒng)及冷風扇:,CN114151884A[P].2022.[2]王毓祺,胡順斌.中波DAM發(fā)射機風扇檢測系統(tǒng)的智能化改進與實現(xiàn)[J].廣播與電視技術,2022,49(10):5.[3]姜楚華,樓應侯,方慶朕,等.智能電風扇控制系統(tǒng)設計[J].機械工程師,2022(003):000.[4]萬粉燕.一種智慧工地用加濕裝置:,CN212943547U[P].2021.[5]劉俊.加濕風扇(無葉冷暖加濕風扇):,CN306564086S[P].2021.[6]蔡青杰.一種具有加濕效果的無葉冷風扇:,CN210463402U[P].2020.[7]趙國軍,陳坤燚,劉毅,等.基于手機藍牙控制的智能電風扇[J].電子制作,2018(13):2.[8]陳磊,魏鑫,魏林心.基于單片機的智能風扇控制系統(tǒng)設計[J].電子世界,2019(5):2.[9]胡開民,李根平.一種禽類孵化設備加濕、除濕系統(tǒng):.2020(2).6[10]黃國芳.一種風扇風量調節(jié)方法、風扇和風扇風量調節(jié)系統(tǒng):,CN107701480A[P].[11]張?zhí)m靜,燕兵.基于STM32的智能風扇控制系統(tǒng)設計[J].數(shù)字農業(yè)與智能農機,2022(15):3.[12]陳寒梅,于春榮,劉智超