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家庭電路設(shè)計(jì)方案范文第1篇

隨著住戶各類家用電器的日益增多，尤其是空調(diào)、電熱水器等大功率電器的使用，住宅電器設(shè)計(jì)由原來(lái)的純照明向多功能的方向發(fā)展。為避免住戶使用過(guò)程中的電氣線路過(guò)載等狀況的發(fā)生，進(jìn)行電氣線路的設(shè)計(jì)是非常有必要的。

下面讓我們來(lái)對(duì)一套125平米的三室二廳的新房室內(nèi)電氣線路進(jìn)行設(shè)計(jì).

案例分析：“室內(nèi)住宅電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)”

（一）目的與要求：

1．分析室內(nèi)照明的功能需求，書房、臥室、客廳、廚房、衛(wèi)生間和涼臺(tái)的照明要求是如何的？

2．系統(tǒng)組成部分之間的相互聯(lián)系和作用：針對(duì)不同的照明需求來(lái)選擇怎樣的燈具？

3．如何計(jì)算家居總用電量？

4．室內(nèi)照明的電線敷設(shè)的安全標(biāo)準(zhǔn)？

5．系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及其優(yōu)化：

（二）設(shè)計(jì)要求:

1．用電負(fù)荷:

例如：照明用電負(fù)荷500w，娛樂用電負(fù)荷1500w，廚房用電負(fù)荷1500w，空調(diào)用電負(fù)荷3000w

最大功率P=500w+1500w+1500w+3000w=6500w

2．照明和各種家用電器使用安全、方便，相互之間影響小，便于維修。

（三）設(shè)計(jì)分析；

1．設(shè)計(jì)的目的方便住戶使用，滿足住戶的舒適和審美要求，便于維修，安裝規(guī)范，確保室內(nèi)電氣線路的安全。

2．室內(nèi)配電系統(tǒng)由電源配電箱和若干個(gè)回路組成，它們構(gòu)成了室內(nèi)電器線路系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

3．當(dāng)某一回路發(fā)生故障時(shí)，不影響其他回路的正常工作。

（四）設(shè)計(jì)方案：

1．電源配電箱

電源通過(guò)住宅的專用配電箱再進(jìn)入室內(nèi)房間，配電箱中應(yīng)有短路、過(guò)載和漏電保護(hù)，具有過(guò)負(fù)載、過(guò)電壓和漏電保護(hù)功能。每戶應(yīng)設(shè)置強(qiáng)弱電箱，配電箱內(nèi)應(yīng)設(shè)動(dòng)作電流30mA的漏電保護(hù)器，分路經(jīng)過(guò)控制開關(guān)，分別控制照明，空調(diào)，插座等。控制開關(guān)的工作電流應(yīng)與終端電器的最大工作電流相匹配，一般情況下，照明10A，插座16A，柜式空調(diào)20A，進(jìn)戶40-60A。

2．電路的設(shè)計(jì)

如上例：家用電負(fù)荷最大值約為6.5kw，通過(guò)安全電流為：K•（6.5kw/220v）=35.4~38.4A,

這里的K為安全保險(xiǎn)系數(shù)，取值為1.2~1.3。電流過(guò)大各線路必須采用單獨(dú)的電路回路。室內(nèi)配電系統(tǒng)采用多回路形式，本例設(shè)計(jì)有照明回路、插座回路、空調(diào)回路，對(duì)于廚房、浴室設(shè)立單獨(dú)回路。

3．導(dǎo)線與電器設(shè)備選擇

（1）導(dǎo)線:為了防火、維修及安全，最好選用有長(zhǎng)城標(biāo)志的“國(guó)標(biāo)”塑料或橡膠絕緣保護(hù)層的單股銅芯電線，線材槽載面積一般是：照明用線選用1.5平方毫米，插座用線選用2.5平方毫米，空調(diào)用線不得小于4平方毫米，接線選用綠黃雙色線，接開關(guān)線(火線)用紅、白、黑、藍(lán)等任一種。但在同一家裝工程中用線的顏色用途應(yīng)一致。

值得注意的事項(xiàng):

家庭電路設(shè)計(jì),2000年前，電路設(shè)計(jì)一般是：進(jìn)戶線4―6 平方毫米，照明1.5 平方毫米，插座2.5 平方毫米，空調(diào)4 平方毫米專線。2000年后，電路設(shè)計(jì)一般是：進(jìn)戶線6―10 平方毫米，照明2.5 平方毫米，插座4 平方毫米，空調(diào)6 平方毫米專線。（北京很多住宅是：進(jìn)戶線6―10 平方毫米，照明2.5 平方毫米，插座2.5 平方毫米，空調(diào)4 平方毫米專線）

本例里的電線通過(guò)的安全電流為35.4~38.4A,參照銅電線截面允許通過(guò)的電流范圍,因此選用4平方毫米的銅線為基準(zhǔn)較為合適。從而配線方案為：進(jìn)戶線6―10 平方毫米，照明2.5 平方毫米，插座4 平方毫米，空調(diào)6 平方毫米專線。

（2）電器設(shè)備：電源配電箱、電表、控制開關(guān)漏電保護(hù)開關(guān)、電源插座、開關(guān)面板、插座的選材面板的尺寸應(yīng)與預(yù)埋的接線盒的尺寸一致；表面光潔、品牌標(biāo)志明顯，有防偽標(biāo)志和國(guó)家電工安全認(rèn) 證的長(zhǎng)城標(biāo)志；開關(guān)開啟時(shí)手感靈活，插座穩(wěn)固，銅片要有一定的厚度；面板的材料應(yīng)有阻燃性和堅(jiān)固性。

（五）線路布置

1．智能系統(tǒng)：在住宅電氣線路設(shè)計(jì)中應(yīng)預(yù)埋電話線、有線電視信號(hào)線、視頻線、網(wǎng)絡(luò)線，在客廳和三間睡房預(yù)埋電話線、有線電視信號(hào)線、視頻線、選擇其中一間睡房作為書房，預(yù)埋網(wǎng)絡(luò)線。

2．照明回路：在睡房、客廳、飯廳、廚房、浴室、涼臺(tái)室安裝一個(gè)主光源吊燈，在睡房和客廳的墻壁上安裝輔助光源壁燈。

3．功能電路：廚房放置冰箱、電飯堡、電熱水器，排氣扇電源插座，浴室安裝淋浴器、洗衣機(jī)的電源插座，睡房和客廳安裝空調(diào)的電源插座，書房安裝娛樂電視機(jī)、音響、電腦等的電源插座都是獨(dú)立的電源回路。

4．線路布置圖：在形成了住宅的電氣線路設(shè)計(jì)方案后，繪制出線路走向位置尺寸圖和線路布線圖，編寫《電氣線路設(shè)計(jì)說(shuō)明書》草擬布線圖。

（1）劃線。確定線路終端插座，開關(guān)，面板的位置，在墻面標(biāo)畫出準(zhǔn)確的位置和尺寸。

（2）開槽。

（3）電源線配線

（4）埋設(shè)暗盒及敷設(shè)PVC電線管。

（5）穿線。

（6）安裝開關(guān)，面板，各種插座，強(qiáng)弱電箱和燈具。

（7）檢查。

家庭電路設(shè)計(jì)方案范文第2篇

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)嵌入技術(shù) 智能家居 遠(yuǎn)程監(jiān)控 傳感技術(shù) 射頻收發(fā) 短信監(jiān)控

1 研究背景

隨著科技發(fā)展，通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，促使了家庭居住環(huán)境的現(xiàn)代化、舒適化、安全化。這些發(fā)展影響到了人們生活的方方面面，改變了人們的生活習(xí)慣，提高了人們的生活質(zhì)量，家居智能化也就應(yīng)運(yùn)而生了。傳感器技術(shù)的功能也越來(lái)越強(qiáng)，而且現(xiàn)今各種傳感器都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。這給智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及廣泛應(yīng)用提供了極大方便。

智能家庭控制系統(tǒng)是通過(guò)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和集成技術(shù)建立起來(lái)的，一個(gè)由家庭到小區(qū)的綜合信息服務(wù)和管理系統(tǒng)，它也構(gòu)成一個(gè)完整的集家庭通信、家庭設(shè)備自動(dòng)控制、家庭安全防范等功能的綜合系統(tǒng)。

2 構(gòu)思設(shè)計(jì)方案

在確定總體方案時(shí)，有以下幾個(gè)重要因素：首先選擇好單片機(jī)，依據(jù)設(shè)計(jì)需求來(lái)確定IO口、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器以及附帶特定的模塊（比如AD轉(zhuǎn)換器等）。配置豐富、功能強(qiáng)大、價(jià)廉物美的單片機(jī)是我們首選產(chǎn)品。其次，被測(cè)參數(shù)的測(cè)量元件，它是影響控制系統(tǒng)精度的重要因素之一。再次，結(jié)合制作實(shí)際與應(yīng)用實(shí)際，確定輸入邏輯控制單元和輸出驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象， 畫出整個(gè)原理圖和系統(tǒng)流程圖。

3 電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用型號(hào)為STC12C5A60S2單片機(jī)作為主控器件MCU，應(yīng)用系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)由單片機(jī)以及擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備以及各種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)控制要求的接口電路和有關(guān)的電路芯片或部件組成；軟件系統(tǒng)由單片機(jī)主、從機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其特定控制功能的各種工作程序和管理程序組。

電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖見圖3，主機(jī)電路圖見圖4。

4 軟件設(shè)計(jì)與編程

4.1 主機(jī)功能設(shè)計(jì)

12864漢字液晶屏顯示，全中文顯示。 未來(lái)公歷和農(nóng)歷節(jié)日、記念日雙行顯示。3個(gè)獨(dú)立時(shí)鐘功能，可設(shè)置多種鬧鐘方式。多范圍整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。 7級(jí)液晶屏背光亮度調(diào)整。自動(dòng)背光功能，在環(huán)境光變暗時(shí)自動(dòng)調(diào)整背光。小巧美觀的外觀設(shè)計(jì)，可直立于桌面上。0～99攝氏度環(huán)境溫度顯示。利用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸控制 繼電器來(lái)達(dá)到家電控制了鬧鐘響應(yīng)時(shí)任意按鍵 取消鬧鐘響聲。有當(dāng)前設(shè)置掉電后，第二次上電依然保存。主機(jī)流程圖見圖5。

4.2 從機(jī)程序設(shè)計(jì)

主要功能有溫度傳感、開關(guān)（模擬門窗）信息傳感等信息射頻無(wú)線傳送給主機(jī)。其程序模塊主要有射頻程序、主程序、串口程序（UART）等組成。見圖6。

5 系統(tǒng)制作及調(diào)試

先期是PCB制作，主機(jī)、從機(jī)兩塊板制作好以后就是裝接元器件。對(duì)硬件電路是每個(gè)模塊要先行測(cè)試，確保電路板的物理連接性等沒有問(wèn)題。很多模塊的測(cè)試是需要與軟件寫入后同期進(jìn)行的，許多故障是在載入軟件后從硬件和軟件兩個(gè)方面去發(fā)現(xiàn)：一般先看硬件有無(wú)故障，然后再看原件分析，最后再結(jié)合起來(lái)調(diào)試，如此逐個(gè)模塊單一功能的解決有利于問(wèn)題的分析和解決，不會(huì)造成問(wèn)題的積累。

5.1 使用的儀器儀表及工具

PC一臺(tái)；

ME-52HU單片機(jī)仿真器一臺(tái)；

TDS210 60MHz雙蹤示存儲(chǔ)波器一臺(tái)；

WYK―302Bz型直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)；

MODEL HC―F1000C 型頻率計(jì)一臺(tái)；

EE1641B1型函數(shù)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器一臺(tái)；

MF 47型機(jī)械萬(wàn)用表一個(gè)；

DT 9208型數(shù)字萬(wàn)用表一個(gè)；

TLW-T調(diào)溫烙鐵一把；

keil uv2，萬(wàn)利V3，用C語(yǔ)言編程

Protel DXP開發(fā)工具一套；

5.2 硬件制作與調(diào)試

印制電路板（PCB）是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件。它提供電路元件和器件之間的電氣連接。PCB設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大。因此，在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)。必須遵守印制電路板設(shè)計(jì)原則和抗干擾措施的一般原則，并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計(jì)的要求。本次設(shè)計(jì)采用Altium公司PROTEL系列設(shè)計(jì)完成SCH到PCB的設(shè)計(jì)，并且手工完成電路焊接以及整機(jī)的裝配。

5.3 系統(tǒng)硬件調(diào)試

本系統(tǒng)的硬件調(diào)試分為以下階段進(jìn)行調(diào)試：

（1）邏輯錯(cuò)誤調(diào)試。

（2）器件調(diào)試。

（3）可靠性調(diào)試。

（4）電源故障。

5.4 短消息發(fā)送調(diào)試

開機(jī)后應(yīng)自動(dòng)對(duì)T35初始化，在主程序中和其他元器件一起初始化。其次是檢測(cè)有無(wú)SIM卡，針對(duì)與有或無(wú)，一則在屏幕上顯示有無(wú)SIM卡，二則走不同的程序。

在調(diào)試過(guò)程中分三種情況：

（1）被動(dòng)查詢。家人手機(jī)向家居號(hào)碼發(fā)出“cx”（查詢首字母）后，主機(jī)收到合法指令（程序指定）后將信息更新NRF緩沖區(qū)數(shù)據(jù)并發(fā)送給從機(jī)，從機(jī)將各個(gè)數(shù)據(jù)通過(guò)射頻回送給主機(jī)，主機(jī)再將各有效信息回復(fù)給查詢號(hào)碼。

（2）被動(dòng)控制。家人手機(jī)發(fā)出諸如“close_1”等合法指令，主機(jī)根據(jù)程序?qū)?yīng)修改NRF緩沖區(qū)數(shù)據(jù)再發(fā)給從機(jī)的控制端，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)繼電器的控制。

（3）主動(dòng)超限報(bào)警。當(dāng)居家溫度等某個(gè)參數(shù)超出限值有災(zāi)情或有檢測(cè)到認(rèn)定為盜情的時(shí)候，在程序設(shè)定中有主動(dòng)向某個(gè)指定號(hào)碼發(fā)出報(bào)警短信，格式視程序編寫而定。

5.5 軟件機(jī)調(diào)試

單個(gè)模塊的程序編寫和功能調(diào)試并不復(fù)雜，當(dāng)所有硬件整合在一起的時(shí)候，要分別實(shí)現(xiàn)萬(wàn)年歷、鬧鐘、背光、射頻、溫度檢測(cè)等等程序，就比較容易有問(wèn)題。比如初始化，18b20、DS1302、12864、T35、N2401等等都要初始化，就需要整合，有時(shí)還會(huì)有沖突。所以寫的時(shí)候是寫在一起，在調(diào)試時(shí)候，采用是逐個(gè)任務(wù)進(jìn)行調(diào)試，等逐個(gè)任務(wù)調(diào)試好以后，再使各個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行。再經(jīng)過(guò)隨機(jī)全功能測(cè)試。

在調(diào)試過(guò)程中一共經(jīng)歷了兩次完善：第一次制作調(diào)試的為V1.1 TEST版。第二次修改調(diào)試的為V1.2 TEST版，主要完成了以下功能完善：修復(fù)了鬧鐘 喇叭圖標(biāo)響完沒有清除的BUG、修復(fù)菜單模式之后 正好碰上報(bào)時(shí)導(dǎo)致報(bào)時(shí)聲音錯(cuò)位、新增加了鬧鐘響應(yīng)時(shí)任意按鍵 取消鬧鐘響聲、新增加了所有當(dāng)前設(shè)施掉電后，第二次上電依然保存。

6 總結(jié)

在生活節(jié)奏加速的今天，智能家居控制系統(tǒng)的出現(xiàn)適當(dāng)?shù)木徑饬巳藗兊纳顗毫?，給廣大業(yè)主帶來(lái)了安全、健康、舒適、節(jié)能的生活環(huán)境。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該會(huì)有一些欠考慮的因素需要在以后的設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷的改進(jìn)和完善。

參考文獻(xiàn)

[1]孫洋建.電梯運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[D].天津：天津大學(xué)（碩士論文），2004（01）.

[2]夏忠保.基于CSM網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)思路[J].石河子：石河子科技，2006（12）.

[3]李家福，余立建，郭成寶等.基于GSM網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)[J].國(guó)外電子元器件，2005（12）.

[4]王世華.基于單片機(jī)的火炮裝藥溫度實(shí)時(shí)測(cè)量裝置設(shè)計(jì)[D].南京南京理工大學(xué)（碩士論文），2007（07）.

[5]何立民，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]，北京：航天航空大學(xué)出版社，2001.

[6]李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.

家庭電路設(shè)計(jì)方案范文第3篇

【關(guān)鍵詞】 節(jié)能減排 遠(yuǎn)程控制 實(shí)時(shí)監(jiān)控

一、研制背景及意義

傳統(tǒng)風(fēng)扇只具有調(diào)速、定時(shí)、轉(zhuǎn)向等功能。在家庭生活中，如果開啟定時(shí)功能，風(fēng)扇定時(shí)結(jié)束后，若用戶因溫度較高而醒來(lái)則需重啟風(fēng)扇，非常麻煩；當(dāng)關(guān)閉定時(shí)功能而只采用自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能時(shí)，風(fēng)扇整晚開啟則會(huì)浪費(fèi)大量電能。

鑒于這種情況，設(shè)計(jì)了此次的智能可調(diào)節(jié)動(dòng)作識(shí)別型節(jié)能風(fēng)扇，在傳統(tǒng)家用風(fēng)扇的基礎(chǔ)上添加了人體行為監(jiān)控器，用以反饋用戶因感覺溫度過(guò)高而產(chǎn)生的翻身等動(dòng)作；遙控板的添加，加入了人工設(shè)定功能，有利于智能風(fēng)扇的多人、多環(huán)境的適應(yīng)性應(yīng)用。作品避免了風(fēng)扇因整晚開啟而浪費(fèi)大量電能；風(fēng)扇按需開啟以及智能風(fēng)速調(diào)節(jié)功能大大降低了風(fēng)扇對(duì)人體的危害。

二、設(shè)計(jì)方案

2.1 方案設(shè)計(jì)框圖

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該系統(tǒng)采用C語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)編程，通過(guò)無(wú)線通訊模塊實(shí)現(xiàn)傳感器模塊通過(guò)MCU對(duì)電機(jī)的控制，并且數(shù)據(jù)流是實(shí)時(shí)的傳輸?shù)?，可達(dá)到傳感器模塊的實(shí)時(shí)反饋，并對(duì)電機(jī)實(shí)時(shí)控制的目的。除此之外，本設(shè)計(jì)還外加了遙控模塊，可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程設(shè)定與操控。

2.2 總體電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的電路大致可分為三個(gè)部分：其一為傳感器網(wǎng)絡(luò)，其二為電機(jī)電路部分，最后為MCU控制電路部分?？傮w電路圖如圖2所示。

傳感器網(wǎng)路由光強(qiáng)度模塊，霧霾檢測(cè)電路和A/D轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成，其作用為為總系統(tǒng)提供一個(gè)外部的環(huán)境參數(shù)。電機(jī)電路由電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)成，其是系統(tǒng)終端，也是系統(tǒng)對(duì)外表現(xiàn)的最直接的部分。最后，MCU控制電路由單片機(jī)，晶振基準(zhǔn)時(shí)鐘和復(fù)位電路構(gòu)成，此電路主要起到收集與分析傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并把通過(guò)分析得出的結(jié)果來(lái)控制電機(jī)電路。

2.3 模塊方案設(shè)計(jì)

2.3.1 超聲波模塊

用戶行為監(jiān)測(cè)器利用超聲波探測(cè)功能，監(jiān)測(cè)用戶睡眠時(shí)的動(dòng)作。如有監(jiān)測(cè)到用戶因高溫而翻身等動(dòng)作，則反饋給控制中心，控制中心判斷出轉(zhuǎn)向方位并給風(fēng)扇送出轉(zhuǎn)向指令。

2.3.2 溫度監(jiān)控器

本溫度監(jiān)控器采用18B20傳感器，此傳感器會(huì)將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給控制中心及用戶控制面板?？刂泼姘逯锌梢燥@示當(dāng)前室內(nèi)溫度，控制中心中溫度數(shù)據(jù)用以智能調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，從而保護(hù)人體健康。

2.3.3 用戶控制面板

用戶通過(guò)控制面板可以設(shè)定智能風(fēng)扇各參數(shù)。用戶設(shè)定風(fēng)扇起始自動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)間，即預(yù)計(jì)入睡時(shí)間。該段時(shí)間過(guò)后風(fēng)扇進(jìn)入智能判斷模式，可以設(shè)定智能判斷模式下風(fēng)扇降溫時(shí)間。

2.3.4 控制中心

控制中心通過(guò)處理接收到的數(shù)據(jù)，對(duì)風(fēng)扇角度、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行一系列控制，是智能風(fēng)扇系統(tǒng)的主要部分。

三、理論計(jì)算

經(jīng)過(guò)調(diào)查得知，市面上的風(fēng)扇平均功率為60W，以每晚工作10小時(shí)計(jì)算：

每晚功耗：60÷1000×10=0.6度

而以徐州5月平均為例，22.00點(diǎn)以后溫度到達(dá)24°以上需開電扇的時(shí)間段僅為22：00-24：00；5：00-7：00，為4小時(shí)；

每晚功耗低至 60÷1000×4=0.15度

由此可知，若使用智能可控型節(jié)能電扇，節(jié)能率可達(dá)60%。

四、工作原理及性能分析

本作品是在實(shí)現(xiàn)普通風(fēng)扇功能的基礎(chǔ)上，增加用戶行為監(jiān)測(cè)器模塊，風(fēng)扇參數(shù)控制器模塊等。其流程圖如圖3所示。

用戶行為監(jiān)測(cè)器利用超聲波探測(cè)功能，監(jiān)測(cè)用戶睡眠時(shí)的動(dòng)作。如有監(jiān)測(cè)到用戶因高溫而翻身等動(dòng)作，則反饋給控制中心，控制中心判斷出轉(zhuǎn)向方位并給風(fēng)扇送出轉(zhuǎn)向指令。

溫度監(jiān)控器會(huì)將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給控制中心及用戶控制面板?？刂泼姘逯锌梢燥@示當(dāng)前室內(nèi)溫度，控制中心中溫度數(shù)據(jù)用以智能調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，從而保護(hù)人體健康。

用戶通過(guò)控制面板可以設(shè)定智能風(fēng)扇各參數(shù)。用戶設(shè)定風(fēng)扇起始自動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)間，即預(yù)計(jì)入睡時(shí)間。該段時(shí)間過(guò)后風(fēng)扇進(jìn)入智能判斷模式，可以設(shè)定智能判斷模式下風(fēng)扇降溫時(shí)間。

五、創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用

1）本作品可以通過(guò)用戶行為監(jiān)測(cè)器來(lái)判斷用戶是否需要降溫，避免了風(fēng)扇因整晚開啟而浪費(fèi)大量電能。

2）風(fēng)扇按需開啟以及智能風(fēng)速調(diào)節(jié)功能大大降低了普通功能風(fēng)扇對(duì)人體的危害。

3）單片機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)工作，可靠性高，成本低，不存在漏電等安全隱患。

在全國(guó)大中城市，家用電器普及數(shù)量很多，所有電器都有待在節(jié)能措施實(shí)施改進(jìn)，因此應(yīng)用前景很廣。

六、小結(jié)

本設(shè)計(jì)采用了節(jié)能減排的全新設(shè)計(jì)理念，和摒棄了傳統(tǒng)風(fēng)扇設(shè)計(jì)理念的全新設(shè)計(jì)方法。儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用便捷，能適應(yīng)寬泛的溫度濕度環(huán)境。由于儀器采用了模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，增強(qiáng)了它的應(yīng)用廣泛性。它能直接測(cè)量外部環(huán)境參數(shù)，能識(shí)別溫度、霧霾濃度等。因而它能廣泛的應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、家庭日常生活、廠房大型區(qū)域等，是一款多功能，高性能的設(shè)計(jì)。如圖4所示為本設(shè)計(jì)實(shí)物圖。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]高玉芹. 單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51編程技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.1：103-121.

[2]黃志偉.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽 電路設(shè)計(jì)[M].北京航空航天大學(xué)，2011.1：97-100.

家庭電路設(shè)計(jì)方案范文第4篇

關(guān)鍵詞：ZigBee協(xié)議; 光伏發(fā)電; 智能防盜; GSM網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TN911-34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-373X(2011)21-0183-03

Application of Photovoltaic Power Generation and ZigBee Wireless

Network in Intelligent Anti-theft System

CHAI Wei-lu, NIU Yi-bo, SONG Yun-tao

(School of Information Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou 450001, China)

Abstract：

The application of photovoltaic power generation and ZigBee protocol in intelligent anti-theft system is introduced. To achieve the purpose of alarm, the infrared sensor was used to detect body temperature, the signal was transmitted to host computer via wireless sensor network by using low power 2.4G chip JF24C, the alarm signal was sent after the computation and was transmitted to people by GSM network and video monitoring. It is mainly for houses, shops and banks to ensure property security. The system with photovoltaic power and household power source, is more environmental and stable for low carbon and energy saving, and has high security.

Keywords： ZigBee communication protocol; photovoltaic power generation; intelligent anti-theft; GSM network

基金項(xiàng)目：教育部資助的鄭州大學(xué)“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”立項(xiàng)項(xiàng)目:光伏紅外遠(yuǎn)程家庭智能防盜系統(tǒng)

隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)于生活環(huán)境的安全性要求日益提高。安全可靠的報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)開始進(jìn)入商場(chǎng)、店鋪、銀行等重要單位或公共場(chǎng)合，甚至有些家庭也安裝了報(bào)警系統(tǒng)。報(bào)警系統(tǒng)在保障公共、個(gè)人財(cái)產(chǎn)安全的同時(shí)，其性能之好壞也愈發(fā)顯得重要。目前市場(chǎng)上的熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)功能較為單一，不能更好地起到安全防護(hù)的作用，不能更好地應(yīng)付諸如斷電等突況。本文介紹的光伏紅外遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)把光伏電源與家用電源相結(jié)合、報(bào)警與錄像監(jiān)控相結(jié)合，再加上ZigBee 無(wú)線熱點(diǎn)傳輸技術(shù)，不僅擁有了比普通報(bào)警器更強(qiáng)的反破壞能力，還有環(huán)保低碳的特點(diǎn)。

1 總體設(shè)計(jì)方案

光伏紅外遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

1.1 電源提供模塊

(1) 光伏電源為各個(gè)無(wú)線設(shè)備提供電力，為有線設(shè)備提供輔助電力。

(2) 家用電源連接變壓裝置以及蓄電池構(gòu)成供電電源。

1.2 紅外傳感模塊

無(wú)線熱釋電紅外傳感器利用菲涅爾透鏡以提高傳感器的靈敏度，并使傳感器的檢測(cè)范圍具有指向性，并連接到紅外傳感信號(hào)處理電路，再接到報(bào)警控制主機(jī)的數(shù)字接口。無(wú)線傳感器固定在隱蔽位置，和光伏電源蓄電池相連，通過(guò)無(wú)線通信芯片將信號(hào)傳到主控機(jī)上。多個(gè)紅外線應(yīng)裝置組成一個(gè)紅外線感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)程序綜合處理外界信號(hào)。

1.3 GSM模塊

模塊采用無(wú)線撥號(hào)傳輸模塊，由報(bào)警控制主機(jī)通過(guò)RS 232串口連接手機(jī)撥號(hào)器，按預(yù)定程序撥出用戶手機(jī)號(hào)碼。

1.4 錄像與報(bào)警存儲(chǔ)模塊

攝像機(jī)大容量硬盤存儲(chǔ)的嵌入式監(jiān)控DVR模塊，里面可以配置大容量硬盤作為前端存儲(chǔ)介質(zhì),實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)監(jiān)控。多個(gè)攝像頭存儲(chǔ)圖像真實(shí)性好，保留全部錄像信息。為實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電，當(dāng)報(bào)警控制主機(jī)發(fā)出信號(hào)時(shí)，通過(guò)繼電器開關(guān)控制DVR模塊,攝像頭自動(dòng)開啟或關(guān)閉錄像。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，報(bào)警控制主機(jī)會(huì)發(fā)出指令使警鈴報(bào)警，LED指示燈同時(shí)亮紅燈；當(dāng)系統(tǒng)休眠時(shí)，警鈴不報(bào)警，LED指示燈亮綠燈。

2 電路設(shè)計(jì)

2.1 主控電路

單片機(jī)采用ATMEL公司的AT89S52，它內(nèi)部集成256 B程序運(yùn)行空間,8 KB FLASH存儲(chǔ)空間，支持最大64 KB外部存儲(chǔ)擴(kuò)展，時(shí)鐘頻率可以設(shè)置在0～33 MHz之間，片內(nèi)資源有4組32個(gè)I/O控制端口、3個(gè)16位定時(shí)器、8個(gè)向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)、軟件設(shè)置在低能耗模式、還有看門狗和斷電保護(hù)等。主控電路如┩2所示。

它在4~5.5 V寬電壓范圍內(nèi)正常工作，功耗低，同時(shí)還支持計(jì)算機(jī)并口下載。AT89S52有多種封裝，本設(shè)計(jì)中采用的是DIP-40的封裝。

2.2 光伏發(fā)電與家庭供電接口電路

主機(jī)采用太陽(yáng)能電池和家用220 V電源的雙供電方式。當(dāng)有家用電時(shí)，通過(guò)直流低壓繼電器巧妙斷開太陽(yáng)能電池；當(dāng)家用電斷開時(shí)，太陽(yáng)能電池充當(dāng)電源。

太陽(yáng)能電池通過(guò)太陽(yáng)能智能充電器連接太陽(yáng)能板，充電器在陽(yáng)光充足時(shí)為電池充電，充滿電池時(shí)自動(dòng)斷開充電。在充足太陽(yáng)是充電電流能達(dá)到1 A以上,完全滿足電路需要。

2.3 GSM網(wǎng)絡(luò)接入電路

本系統(tǒng)使用的是西門子公司的TC35系列GSM芯片TC35i與GSM2/2兼容、雙頻(GSM900/GSM1800)、RS 232數(shù)據(jù)接口，TC35i由供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口等六部分組成。該模塊及射頻電路和基帶與一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸。

2.4 ZigBee協(xié)議無(wú)線通信電路(從片)

從片電路主要基于2.4 GHz雙向無(wú)線傳輸模塊JF24C。該模塊以較小的體積實(shí)現(xiàn)了告訴數(shù)據(jù)傳輸功能，速率最高可達(dá)1 Mb/s，并具有快速跳頻，向前糾錯(cuò)，CRC等功能。通過(guò)控器的信號(hào)，將信息通過(guò)電磁波的形式發(fā)射出去，臨近的芯片控制相應(yīng)的JF24CJ進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，從而實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。ZigBee電路設(shè)計(jì)模塊如圖3所示。

2.5 電源電路及報(bào)警、錄像監(jiān)控電路

光伏電源和錄像監(jiān)控控制電路如圖4所示。

報(bào)警電路采用一個(gè)簡(jiǎn)單高效的三極管放大電路，連接蜂鳴器或者可以選用大功率100 dB以上的報(bào)警鈴。錄像監(jiān)控電路采用弱電控制強(qiáng)電的直流繼電器，線圈端接單片機(jī)，直流電流端接DVR。

3 軟件設(shè)計(jì)

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在室內(nèi)模擬了該裝置的工作環(huán)境，太陽(yáng)能電池板暴露在室外(溫度24 ℃)14時(shí)陽(yáng)光直射下，采用三個(gè)從片相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)信號(hào)檢測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸功能。

將蓄電池接到室內(nèi)電源插座上，打開主控制器開關(guān)，LED界面顯示“welcome to zzu”英文字符，報(bào)警電話號(hào)碼(1503819****)設(shè)定完畢后，直接轉(zhuǎn)入工作模式。當(dāng)靠近從片1約3.5 m時(shí)，從片1發(fā)出報(bào)警信號(hào)并發(fā)送到最近的從片2，從片2檢測(cè)到報(bào)警信號(hào)后又轉(zhuǎn)發(fā)到主機(jī)上。當(dāng)主機(jī)接收到報(bào)警信號(hào)后，顯示器顯示出“TERMINAL 1”字樣，并控制GSM模塊向1503819****撥打電話。與此同時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警，攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)錄像的功能，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)。將蓄電池接到太陽(yáng)能板上，斷開室內(nèi)電源,重復(fù)以上動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了同樣功能。經(jīng)過(guò)30次實(shí)驗(yàn)，報(bào)警成功率為28次，無(wú)誤報(bào)。

5 結(jié) 論

經(jīng)過(guò)實(shí)地測(cè)試，該系統(tǒng)的報(bào)警成功率為93%，能夠較為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

該系統(tǒng)是ZigBee協(xié)議與光伏發(fā)電在家庭防盜系統(tǒng)中的一次嘗試性的成功應(yīng)用，預(yù)期上述兩種技術(shù)將在智能家庭領(lǐng)域有更廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)

［1］劉濤.單片機(jī)語(yǔ)言C51典型應(yīng)用設(shè)計(jì)［M］.北京：人民郵電出版社，2005.

［2］童長(zhǎng)飛.C8051F系列單片機(jī)開發(fā)與C語(yǔ)言編程［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

［3］錢曉捷.微機(jī)原理與接口技術(shù)：基于IA-32處理器和32位匯編語(yǔ)言［M］.4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［4］瞿雷，劉盛德，胡咸斌，等.ZigBee技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.

［5］張曉健，王光耀.電子設(shè)備的太陽(yáng)能供電［J］.電子世界，2004(2)：62.

［6］張旭鵬，楊勝文，張金玲.太陽(yáng)能電池發(fā)電應(yīng)用前景分析［J］.21世紀(jì)建筑材料，2010(1)：50-52.

［7］羅維平，吳雨川，向陽(yáng).避雷裝置在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，21(9)：33-37.

［8］盧鳴，王萍，郭艷.多路熱釋電紅外智能檢測(cè)報(bào)警裝置［J］.微處理機(jī)，2006，27(6)：107-109.

［9］楊波，張興敢.基于PIC單片機(jī)的被動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.電子測(cè)量技術(shù)，2008，31(1):53-55.

作者簡(jiǎn)介：

柴維路 男,1989年出生，河南?？h人。主要研究方向?yàn)闄C(jī)器人智能小車。

家庭電路設(shè)計(jì)方案范文第5篇

關(guān)鍵詞：霍爾流量傳感器 廢水比 單片機(jī)

中圖分類號(hào)：TD524 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（a）-0173-01

目前市面上小型純水機(jī)系統(tǒng)種類繁多，特別是目前小型純水機(jī)系統(tǒng)大多以開環(huán)為設(shè)計(jì)思路，這種設(shè)計(jì)方案缺點(diǎn)是出水后的廢水被大量的排放掉。此外，目前的系統(tǒng)中廢水比大多是固定的，這跟現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的變化導(dǎo)致的廢水比效率改變不能匹配，因而，如何通過(guò)改變廢水比來(lái)實(shí)現(xiàn)在不同情況下，系統(tǒng)仍然處于最好的出水狀態(tài)，這是整個(gè)純水機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步考慮的。在當(dāng)今日常生活中，流量計(jì)的使用范圍越發(fā)廣泛。工程中使用的流量計(jì)有很多種，例如電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等[1]。這些流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是精度很高，但是這些流量計(jì)采用的是高速處理芯片，成本較高，這對(duì)于家庭用小型純水機(jī)顯然是不劃算的[2]。

1 改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

為解決廢水排放的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)增加了廢水閉環(huán)回路，如圖1所示，從RO反滲透膜分流出來(lái)的廢水一路是經(jīng)過(guò)三通作為沖洗系統(tǒng)的支路，另外一路是經(jīng)過(guò)流量計(jì)、可調(diào)節(jié)廢水比進(jìn)入自來(lái)水水管的三通，這樣可以重復(fù)利用廢水。自來(lái)水的最大進(jìn)水壓力為0.18 MPa，本設(shè)計(jì)選定的增壓泵型號(hào)是三角洲EC-101-50：其進(jìn)水壓力是不大于0.2 MPa，工作壓力是0.45 MPa，對(duì)于本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)基本符合要求。

在本系統(tǒng)的純水出水端和廢水出水端各安置了一個(gè)霍爾流量傳感器，用來(lái)實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前的純水和廢水的流量比例。由于本設(shè)計(jì)RO反滲透膜最大的反滲透壓是 0.8 MPa，所以在調(diào)節(jié)廢水比時(shí)，要記錄不同變比下的數(shù)據(jù)，然后做出曲線圖，找出最優(yōu)值，盡量選擇一個(gè)對(duì)反滲透膜較小的進(jìn)水壓力差。主要注意的是：如果膜元件的水通量過(guò)大，或回收率過(guò)高，鹽分和膠體滯留在膜表面上的可能性就越大[3]。

本設(shè)計(jì)選用的霍爾傳感器頻率與水流量的關(guān)系為：

F=40×Q（L/min）

其中：F為脈沖信號(hào)頻率，單位：Hz；

Q為水流量，單位：L/min。

2 控制電路設(shè)計(jì)

2.1 電源電路

采用變壓器將交流電220 V降壓為24 V直流電。通過(guò)LM2575芯片將24 V直流電壓降為5 V，通過(guò)LM117芯片將5 V電壓進(jìn)一步降為3.3 V。其中5 V直流電壓供霍爾傳感流量計(jì)驅(qū)動(dòng)電壓，3.3 V直流電壓供控制主芯片MSP430F149、LCD1602等模塊驅(qū)動(dòng)。

2.2 控制芯片MSP430F149和液晶顯示

本控制電路控制芯片選用TI公司的MSP430F149，該芯片最大的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，能夠工作在不同的功耗模式下；能夠滿足長(zhǎng)時(shí)間斷電存儲(chǔ)信息不流失。

液晶顯示選用YLF1602D顯示屏，驅(qū)動(dòng)電壓是3.3 V，功耗低，市面上常見，價(jià)格較低廉，能夠同時(shí)顯示32個(gè)字符。

2.3 其他模塊設(shè)計(jì)

包括晶振和鍵盤的選定等。

3 控制分析及設(shè)計(jì)

純水和廢水通過(guò)霍爾流量傳感器分別產(chǎn)生脈沖信號(hào)，單片機(jī)分別接收。然后單片機(jī)分別計(jì)數(shù)。通過(guò)簡(jiǎn)單的函數(shù)運(yùn)算，得到廢水和純水的流量。最后將這兩個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳送到1602液晶顯示屏上。

這部分的程序設(shè)計(jì)模塊包括：定時(shí)器初始化，應(yīng)用層的LCD顯示程序和脈沖頻率采集程序等。

中斷部分函數(shù)：定時(shí)器A的中斷服務(wù)函數(shù)，在這里通過(guò)設(shè)置中斷讀取計(jì)數(shù)器的脈沖個(gè)數(shù)，然后計(jì)算流量。

4 數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)

在1602顯示器上會(huì)實(shí)時(shí)顯示接收到每個(gè)脈沖后的流量，廢水比由最大開始，每旋轉(zhuǎn)到一個(gè)位置，該位置盡可能小，下一次的旋轉(zhuǎn)量需要跟這次相同，記下當(dāng)前的顯示屏上的流量數(shù)據(jù)，純水流量和廢水流量；依次旋轉(zhuǎn)廢水比，記下下一次數(shù)據(jù)。然后將所有的數(shù)據(jù)列表，用MATLAB畫出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)曲線，找到該曲線的拐點(diǎn)即為該廢水比最優(yōu)選擇位置，也是當(dāng)前環(huán)境下的最好的工作狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述改進(jìn)，純水機(jī)系統(tǒng)的純水出水有了更高的出水效率，特別是霍爾流量計(jì)的使用，其精度可以達(dá)到0.01 ml，這個(gè)精度對(duì)于日常生活中的流量統(tǒng)計(jì)已經(jīng)足夠。更重要的是，通過(guò)本設(shè)計(jì)，對(duì)于任何環(huán)境下，包括在不同自來(lái)水水溫，自來(lái)水水壓等條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)廢水比，可以找到符合該環(huán)境條件下的最好工作狀態(tài)，這種方式更加靈活，有很大的研究性和應(yīng)用性。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁國(guó)偉，蔡武昌.流量測(cè)量技術(shù)及儀表[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.