基于物联网技术的智能风扇的研究

胡佳 黄丽霞 杨国蓉

摘要：基于物联网技术的智能风扇，将传统的吊扇和传感器聯系起来，通过红外线传感器、光敏传感器和温度传感器感知外界的环境变化，实现智能调控风扇的风速大小，自动控制风扇的开关。通过物联网技术运用，能实现对公共场所的风扇自动化控制，达到节能、环保、低碳的实用意义。

关键词：智能风扇;物联网技术;传感器

随着信息化技术的高速发展，高校的管理也逐步向智能化、自动化、数字化转型，以便更优质，高效率管控高校校园，在高校的智能化后勤服务模式发展中上，主要是抓好校园安防，节能减排，智慧教学等相关工作，在智慧教学管理中，我们不仅要考虑智慧考勤系统的应用，还可以从智能化设备管控来完善与提升高效的智慧后勤管理。

1.智能风扇的应用现状

智能风扇在当前的市场，仅仅是注重于风扇的散热，风扇的温控，和对风扇的自动开关，对于这些功能在现实的需求并不多，因为相对于传统的风扇，并没有特别突出的实用功能，而我们在基础的智能风扇上，通过使用传感器给予它更多的实用性，在一定程度上实现人工智能化。智能风扇将传统的吊扇和传感器联系起来，通过红外线传感器，光敏传感器和温度传感器感知外界的环境变化，从而确定风扇的风速大小和是否关闭风扇，以确保在无人的环境中和在不必要使用的情况下省电。我们将传感器串联在风扇的电路中，并且通过电压的变化来调整风扇的风速。并且还可以通过手动设置，将实现个人的具体需求。在一定程度上实现了智能化，避免了资源的浪费，智能风扇的技术革新使智能风扇的市场热度高涨，推动了智能风扇的应用市场。多方面的推动使得智能风扇应用在将来的五年内的到爆发式发展。

2.智能风扇的功能设计研究

在大学的校园中，电扇必不可少，它的优点明显，价格低，便于安装，但是通过在大学里的观察和研究发现，电扇的使用存在很多不合适的现象，经常会发现人走了电扇还开着的现象或者电扇档位无法根据气温自动调节的现象，电扇在我国的使用范围十分广泛，除了大学校园，很多地方都用到了电扇。

智能风扇主要实现以下功能：

（1）红外线检测是否有人，当没有人是时，系统停止工作。

（2）实时监测环境温湿度。

（3）按键设置温湿度上下限以及风扇转速。

（4）温度过低，加热，温度过高，制冷，湿度过低，加湿，湿度过高，除湿。

对于智能风扇，我们为了避免在室内无人的情况下，实现风扇的自动关闭，以单片机作为控制器，利用温度传感器收集附近的温度，当附近温度与系统设置的温度不符合时，调节电扇风速。

红外线传感器的范围设定，在风扇可以吹到的区域的划定，在这个范围内利用红外线的扫描，确定是否有人，已确保该风扇可以正常的开启关闭。如果有人在该红外线的范围里面，将自动的开启风扇配合温度传感器控制风扇的风速。已确保资源的充分利用。通过光敏传感器我们将区分白天还是黑夜，如果是黑夜我们将关闭所有的电源，以保证资源不被浪费。

3.智能风扇的设计应用

智能风扇的基本设计是采用了单片机，红外线，光敏，温湿度传感器的共同工作下根据我们的需要设计的智能风扇

3.1单片机芯片的设计

单片机是整个系统的控制核心，单片机价格便宜的几元，昂贵的可到上百元，所以我们应该如何从这么多的单片机芯片选择呢，首先这个风扇的功能不大，使用我们不需要选择高端昂贵的单片机，选择偏向于存储空间大，兼容性较好，功耗低，工作电压低，3v电压可以使其正常运行，支持一些编程技术，使用寿命较长

3.2 红外线传感器

红外传感器是靠探测人体发射的红外线而工作的，当人活动时，红外辐射的发射位置就会发生变化，该元件就会失去电荷平衡，发生热释电效应向外释放电荷，当人体进人探测区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异，信号被采集后与系统中已存在的探测数据进行比较以判断是否真的有人等红外线源进入探测区域

3.3 光敏和温湿度传感器

光敏和温度传感器都是将采集的光照和温度的数据传出，经过我们的编程，按照我们设定的条件进行自动控制风扇的各项行为。风扇风速的大小我们将通过变压器改变电压的大小，调节风速

4.结论

在这次研究中，我们所有的成员都在查询资料，为了了解到当前的现状和当前的市场应用，智能风扇在当前的市场需求越来越多，市场供不应求，所以在未来的市场当中，智能风扇拥有更大的前景，相比较于空调，风扇性价比高，耗能低，适应性强，人们更加容易接受这样的产品，智能风扇的产生，则为风扇的市场提高了更大的竞争力，在设计过程中，遇到了如何把实现平滑的调速问题。由此我想到了利用现场的温度与设定的温度之间的差值，所以我用转换成的模拟信号去控制直流电机，进行风扇的调速。里面还有需要进一步人性化的完善，我们对风扇的设计，采用耗能低，耐用久的单片机，这样成本不高，也利于让人们接受，在本次的设计中，为了找到让风扇节能，耐用的装置，我们花了很大的心血去研究它，也正式通过了对它的功能研究，实现红外线传感器和光敏传感器，温湿度传感器的相容，使功能在能够正常运行的情况得到更大的优化，让智能风扇在物联网的技术下得到更大的功能开发。

参考文献

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[基金编号]本研究论文系2021 年度校级大学生创新创业训练计划项目：基于物联网技术的智能风扇（S202113809122）的研究阶段性成果。