基于单片机技术和蓝牙技术的新型智能空调

周 佩，徐俊杰，陈雪璐

（武汉东湖学院 电子信息工程学院，湖北 武汉 430212）

基于单片机技术和蓝牙技术的新型智能空调

周 佩，徐俊杰，陈雪璐

（武汉东湖学院 电子信息工程学院，湖北 武汉 430212）

一部家电配有一个遥控器的模式普遍存在，但经常因为到处找不到遥控器而导致家电无法使用的情况给人们生活带来很多不便，针对这一情况，以家电空调为例，使用手机”蓝牙串口”APP控制蓝牙模块，以单片机为媒介，利用DS18B20温度传感器采集温度，与预设温度进行对比来自动调节温度。STC15F2K60S2单片机通过DS18B20采集温度信号，处理后将温度值与上位机（手机）设定值作比较。单片机控制空调的工作，并且通过蓝牙传给上位机显示当前温度。

单片机；蓝牙；DS18B20温度传感器

在传统家电中，通常一部家电配有一个遥控器，但经常会出现需要使用某个家电时，遥控器突然找不到，或者突然无法使用的状况，导致家电在很多情况下无法正常使用，给人们的生活带来很多不便。针对这一情况，笔者设计了一个基于单片机和蓝牙技术的控制模块，该模块可以无需使用遥控器，而是通过手机“蓝牙串口”APP控制家电。这样即使有时候无法找到遥控器，仍然可以正常使用家电。

在本系统中，通过设计一个基于单片机和蓝牙技术的控制模块，实现通过手机APP控制空调，使用半导体制冷技术，让空调更安全环保、启动更快，这样使家电空调在日常生活使用中更加便利。空调上应用该控制模块，该模块检测室内的温度，手机APP设置温度范围，超出设置温度范围时，空调自行启动工作模式，整个系统通过单片机来控制，手机与控制模块之间通过无线传输蓝牙模块进行传输。

1 系统总体设计

该系统利用手机端口中的蓝牙功能及相应的APP自动控制空调，手机上的APP根据环境设置合适的温度数值，该数值通过蓝牙模块传送给控制模块，控制模块控制制冷片和风扇，单片机读取DS18B20温度传感器检测出来的数据，将读取的温度与设置的温度进行比较，检测温度上升至高于设置温度5℃时，制冷片开始运行并继续制冷，温度下降至额定值时，制冷片停止运行。系统的总体设计框图如图1所示。

图1 系统总体设计框图

2 硬件设计

本系统初步对制冷片、DS18B20温度传感器以及蓝牙模块的工作环境进行分离，计算出每个模块所需的电压等数据，利用计算机及计算机仿真软件，进行系统的开发，经实验及优化后得到最终实际使用的硬件结构。利用STC15F2K60S2单片机作为处理器内核进行数据的处理和系统的正常工作。

（1）电源设计。变压器将220V电压降为12V电压，通过桥式电路和滤波得到12V直流电给制冷片供电，后接稳压器7805将电压稳压为5V直流电给单片机供电，进行一系列变压、稳压后各部分能正常工作，蓝牙模块带有稳压器，可以进行稳压操作，故可不用考虑。

（2）单片机控制系统工作。本系统中的空调采用半导体制冷片来进行控温，其工作状态受单片机STC15F2K60S2的控制。手机APP设置温度将数据通过蓝牙传输给单片机并以16进制数储存，单片机通过总线唤醒DS18B20开始测量实时温度，将实时温度数据和存储的设置温度进行对比，调节制冷片的工作状态。当实时温度高于设置温度时，风扇和制冷片开始工作。这款单片机的速度是传统51单片机的10倍，体积是传统51单片机的五分之一，这款单片机没有最小系统，可以直接当做仿真器使用。本系统中使用单片机不仅可以节省电路板空间，减小控制模块的体积；而且可以使空调在蓝牙调节温度时不会出现卡顿等问题。本系统通过手机APP来控制单片机的运行，使其调节风扇和制冷片的工作状态，从而达到控制空调温度的效果。

（3）蓝牙模块。利用手机中的蓝牙功能连接蓝牙模块，通过蓝牙串口将设置数据以及实测数据进行双向通信。相比较传统的红外线遥控，蓝牙具有更稳定、传输距离更远，穿透能力更强等特点，并且避免了一个电器用一个遥控器的尴尬。蓝牙模块采用HC-05主从一体蓝牙模块，可以简单切换主从模式，控制系统中，将蓝牙模块TX、RX与单片机连接，将数据以有线传输的给单片机进行处理。

（4）温度控制。本系统中单片机通过总线发出［44h］命令唤醒DS18B20开始测量实时温度，产生的温度数据以两个字节的形式回传给单片机，完毕后保持等待状态。温度传感器的精度可设置为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。将实时温度数据和存储的设置温度进行对比，进而调节制冷片的工作状态。

3 软件设计

（1）APP功能设计。APP的功能是实现数据的设置和数据的传输，通过手机的蓝牙和系统的蓝牙模块进行通讯，实现手机数据和单片机数据的相互传输。通过手机APP设置空调温度理想的范围数值，通过蓝牙通讯将数据传输给单片机，同时读取单片机回传的实时温度数值显示于手机上。

（2）单片机程序设计。本系统拟使用C语言在Keil软件中对单片机进行编程，实现设计温度数值和实际温度的读取及比较，设定不同的I/O功能从而控制不同元器件的工作状态，以达到远程控制温度的目的。具体流程图如图2所示。

图2 软件整体设计流程图

4 结语

本系统通过手机实现对空调的遥控功能，选用蓝牙模块进行无线通讯，充分发挥了蓝牙无线传输速度快，距离远，不受障碍物干扰的优点。手机APP控制终端取代传统遥控器，省去麻烦。手机方便，可随时调节温度，该系统技术在智能家居中具有很好的应用前景，并且单片机在控制方面的功能十分强大，可以在本系统的基础上加上机器人和语音系统甚至其他家居的控制，便可构成一个语音控制的智能家居控制系统，这在将来的应用前景应该是十分广阔。

［1］胡号，付绍洋，闵锋．基于蓝牙技术的空调遥控系统的设计与实现［J］．机电工程技术，2015，（8）：95-98

［2］居聪，曹中忠，张勇，等.基于单片机的空调智能控制器的设计［J］.软件，2014，35（6）：34-38

［3］盛颖.基于蓝牙技术的智能传感器的研究［D］.哈尔滨：哈尔滨理工大学，2007.

［4］曹斌.基于移动控制的新型数控系统中的蓝牙通信技术及其实现方法［D］.合肥：合肥工业大学，2005.

New Intelligent Air-conditioning Based on Single-chip Microcomputer Technology and Bluetooth Technology

ZHOU Pei，XU Jun-jie，CHEN Xue-lu
（School of Electronics and Information Engineering，Wuhan Donghu University，Wuhan，Hubei 430212，China）

A home appliance with a remote control mode is ubiquitous，but often because the remote can not find the remote control equipment can not be used tobringpeople tobringa lot ofinconvenience tolife，for this situation，Take home appliances as an example，the use ofmobile phones“Bluetooth serial port”APP control Bluetooth module tothe single-chip as the medium，the use ofDS18B20 temperature sensor temperature collection，compared with the default temperature toautomaticallyadjust the temperature.STC15F2K60S2 single-chip through the DS18B20 collection of temperature signals，the temperature will be processed with the host computer（phone）set value for comparison.Single-chip control air conditioning work，and through Bluetooth to the host computer todisplaythe current temperature.

Single-chip；Bluetooth；DS18B20 temperature sensor

TN925

A

2095-980X（2017）04-0083-02

2017-03-12

2016年度武汉东湖学院大学生创新创业训练计划项目，项目编号：xc2016015。

周佩（1997-），女，湖北黄冈人，大学本科。

魏婉华（1982-），女，湖北武穴人，硕士，讲师，主要研究方向：无线通信。