基于传感器系统的智能空调设计

贾祥龙

摘 要 随着科学技术的发展与人类生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也日益增多。因此，本设计制作了一种基于传感器系统的智能空调，该设计通过温度传感器检测室内实时温度，经系统内部运算与调温模块的共同作用，实现了室内的设定温度的恒定；该设计通过湿度传感器检测室内实时湿度，经系统内部运算与调试模块的协同作用，实现了室内适宜湿度的智能控制；该设计通过气味传感器检测室内空气实时的清新程度，经系统内部运算与空气处理模块的协同作用，实现了保持室内空气相对清新的智能调节。经反复论证，验证了本设计的合理性与可行性。

关键词 传感器；单片机；存储器

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）195-0063-02

早在公元前1000年左右，波斯人已发明一种古式的空气调节系统，主要是利用装置于屋顶的风杆，以外面的自然风穿过凉水并吹入室内，令室内的人感到凉快。从此，这种空调的雏形开始参与人类的生活。随着人类文明的发展与科技的飞速发展，1902年后期，电力推动的空气调节系统开始用于提升在家居及汽车的舒适度。1915年，卡里尔成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空调公司之一。但空调发明后的20年，享受的一直都是机器，而不是人。直到1924年，底特律的一家商场，常因天气闷热而有不少人晕倒，而首先安装了3台中央空调，此举大大成功，凉爽的环境使得人们的消费意愿大增，自此，空调成为商家吸引顾客的有力工具，空调为人们服务的时代，正式来临了。

目前，我们可以在市场看到各形各样的空调，能够对空气的温度，湿度，纯净度，气流速度进行处理，它的功能是对该房间（或封闭空间、区域）内空气的温度、湿度、洁净度和空气流速等参数进行调节，以满足人体舒适或工艺过程的要求，已经成为满足人们生产、生活需要的设备。但空调设备的调节与设定需要人为操作，基于这一问题，本设计制作了一种基于传感器系统的智能空调，该设计通过温度传感器检测室内实时温度，经系统内部运算与调温模块的共同作用，实现了室内的设定温度的恒定；该设计通过湿度传感器检测室内实时湿度，经系统内部运算与调试模块的协同作用，实现了室内适宜湿度的智能控制；该设计通过气味传感器检测室内空气实时的清新程度，经系统内部运算与空气处理模块的协同作用，实现了保持室内空气相对清新的智能调节。这一设计为人们的生产生活带来了便利，同时也达到了节约资源的目的。

1 总体设计

本设计包括温度检测模块、湿度检测模块、气味检测模块、单片机、调温模块、调湿模块、清新空气模块。其中，温度传感器主要用于检测室内的实际温度，湿度传感器主要用于检测室内的相对湿度，气味传感器则是检测室内空气的相对组成，以上三者属于检测模块；单片机相当于整个系统的CPU，主要负责内部运算及输出相应的执行命令；调温模块、调湿模块及清新空气模块主要是接收单片机输出的执行信号，完成相应动作及命令，属于执行模块，如图1所示。

2 硬件设计

2.1 温度检测模块

主要由温度传感器组成，温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律，把温度转换为电量的传感器。本设计中温度检测模块主要是用于检测室内实时温度，并将检测到的温度转换成电量的形式传递给单片机，再经系统内部运算与调温模块的共同作用，以实现室内的设定温度的恒定。

2.2 湿度检测模块

主要由湿度传感器组成，湿度传感器是利用濕敏电阻测量相对湿度，再将其转化为电学量的传感器。本设计中湿度传感器主要是用于检测实时湿度，并将检测到的湿度转换成电量的形式传递给单片机，再经系统内部的运算与调湿模块的共同作用，以实现室内相对适宜湿度的智能调节。

2.3 气味检测模块

也可称为电子鼻，由性能彼此重叠的气味传感器阵列以适当模式识别方法所组成的装置，具有识别简单或复杂气味的能力。本设计中气味检测模块主要是用于检测室内实际的气味情况，并将检测到的混合气味转换成电信号的形式传递给单片机，再经系统内部运算及清新空气模块的共同作用，以实现室内空气清新的智能保持。

2.4 单片机

单片机是在一块硅片上集成了微处理器、存储器、及各种输入输出接口的芯片，就是一块集成的芯片，但如果使这块芯片具有一些特殊的功能，而它的功能实现要靠使用者来编程完成，而编程的目的就是控制这一芯片的各个引脚在不同的时间输出不同的电平，进而控制与单片机各个引脚相连的外围电路的电气状态。关于编程主要是使用C语言。在本设计中的单片机是整个系统的核心模块，主要用于接收各传感器传递的信号，再经其内部的运算处理，输出相应的指令信号，以达到智能调节的目的。

3 软件设计

温度检测模块主要用于检测室内的实际温度。当检测到的室内温度高于设定温度时，经系统内部运算及调温模块的共同处理，最终执行降温指令，使温度恢复至设定值；当检测到的室内温度低于设定温度时，经系统内部运算及调温模块的共同作用，最终执行升温指令，使温度恢复至原始的设定值。

湿度检测模块主要用于检测室内的相对湿度。当检测到的室内湿度高于设定湿度值时，经系统内部运算及调湿模块的共同处理，最终执行除湿指令，使湿度恢复至设定值；当检测到的室内湿度低于设定湿度值时，经系统内部运算及调湿模块的共同作用，最终执行加湿指令，使湿度恢复至原始的设定值。

气味检测模块则是检测室内空气的相对组成。当检测到的室内空气与清新空气的标准值不相符时，经单片机系统内部的运算及清新空气模块的处理，最终执行空气相对组成的调节，使室内空气达到清新空气的标准。

以上三者属于检测模块；单片机相当于整个系统的CPU，主要负责内部运算及输出相应的执行命令；调温模块、调湿模块及清新空气模块主要是接收单片机输出的执行信号，完成相应动作及命令，属于执行模块。如图2所示。

4 结论

经反复论证，验证了本设计的可行性与合理性，但本设计还存在着一定的缺陷与不足之处，比如：空调的噪声太大，使人患上空调病等等，这些都是有待攻克的难关。我们将要继续深入研究与探索，拓宽知识面，提高科技创新能力，为将来的改造创新打牢

基础。

参考文献

[1]罗继杰.节能减排——暖通空调（设计）行业面临的机遇和挑战[J].暖通空调， 2012，42（1）：1-7.

[2]周燕萍.谈地源热泵空调设计[J].门窗，2013（2）.

[3]康智.实现绿色建筑暖通空调设计的技术[J].科技与企业，2014（7）：189.

[4]张启清.浅谈空调设计与民用建筑室内设计[J].华中建筑，2005，23（2）：110-111.endprint