智能红外遥控电风扇的控制界面设计【开题报告】

毕业设计开题报告

电子信息工程

智能红外遥控电风扇的控制界面设计

1、选题的背景、意义

改革开放以来，随着科学技术的日新月异，城乡居民的生活水平不断提高，社会节奏也越来越快，人们为了追求更高的生活品质，对方便快捷的生活方式的热情空前高涨！而在智能化飞速发展的今天，各式各样的智能化家用电器如，智能化空调，智能型全自动洗衣机等等，都不断进入到人们的生活中！然而这些家电也都多多少少有其自身的问题 [1]：

（1）就目前阶段，智能化还未处于普及阶段，因此即使是一般的智能家电也需要上千甚至几千的花费，这笔钱对于富有群体虽然不算什么，但对于中等收入的家庭来说还是相当昂贵的，尽管智能家电让人用起来舒适、便捷，但考虑到经济因素，可能一部分家庭会选择避而远之。如若放在一般底层收入者面前，则根本无法承担此项消费！

（2）空调，电风扇以及洗衣机，电冰箱等等一直以来都是家庭必备的电器，随着智能电器的出现，而大量购置智能电器，必然导致这些传统电器被闲置，造成一些很不必要的资源浪费!

《智能红外遥控电风扇的控制界面设计》，力求设计出一款更适合于中低层消费者的由红外遥控系统控制的电扇，此产品具有如下实践价值和研究意义：（1）电扇的核心部分是对其单片机红外遥控系统采用模块设计，该模块体积小，价格低廉，用它来控制调节电扇，不仅简便可行，且使得整个电扇体积较小，操作灵活。而且由于电扇体积小，携带相当方便。而且这个模块还可拆卸下来用于其它类似系统，这样就大大增加了它的重复利用率，很大程度上降低了成本，为其在市场上普及，打下了坚实的基础。

（2）红外遥控电风扇采用51单片机作为核心芯片，而51单片机早已是市场上成熟的产品，其价格相当便宜，而且性能得可靠程度也很有保证，以这样一

款核心芯片开发出来的智能红外遥控电风扇让消费者用起来不但舒适，而且更省心，自然也不会对经济方面造成太大的压力。

（3）在维修上，该电扇的红外遥控系统也具有很强的优势，由于是分开设计，一旦其中某个模块（不是核心模块）出现问题，也不会影响到其它模块的使用，使得电扇能够持续工作。同时，由于模块设计并不复杂出现问题时，可以更换模块坏掉部分也可以自己动手维修。这样，又可以大大降低费用！

（4）本设计应用性比较强，只要对电路部分稍加改装，就可以达到一定的工业价值，真正的“以小见大”。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等一些列的优点。

智能红外遥控电风扇，相对于生活中传统的老式电风扇来说，更加符合人们日益增长的生活品质追求。但红外遥控功能的实现只是电风扇设计的一个小的方面，随着技术的进步与人们生活水平的提高，人们还会去研究更加方便适用，更加智能化的电风扇。[2]。但从近阶段来讲，此类智能红外遥控电扇还是有着其研究的意义的。

2、相关研究的最新成果及动态

随着科学技术的不断发展，人们的生活节奏越来越快，人们对方便、快捷的要求也不断增高！遥控器的出现，在一定程度上满足了人们这方面的追求！遥控器是由发明家Robert Adler在五十年代发明的。至于红外遥控则是在20世纪70年代逐渐发展起来的一种远程控制技术，它的原理就是利用红外线来传送控制信号，实现对控制对象的远距离操纵，具体来讲，就是由发射器发出红外线指令信息，在受控对象中由接收器接收下来并对信号进行处理，从而实现对控制对象的各种功能的远程控制。

红外遥控具有独立性、物理特性以及可见光相似性和较强的隐蔽性。[10]随着红外遥控技术的出现和迅猛发展，它已经广泛地应用在各种电器上，而且红外遥控在电器中起到不可或缺的作用，电风扇自然也不例外。仅仅在电风扇面控制面板上设置按钮，实现短距离(10M以内)的红外遥控，虽然改变不大，但其带来的便捷则是显而易见的。随着红外遥控技术的成熟，使得基于红外遥控的智能电风扇开发起来相当简单，价格也相对低廉。红外遥控技术的成熟和广泛应用，加上

近年来单片机技术的成熟，使得智能红外遥控系统成为了电风扇将来的发展趋势。[3]。

因此，红外遥控技术则成为此次研究课题能否成功的核心步骤。

红外遥控技术因其性能稳定、结构简单、技术成熟等优点而在工业控制、仪器仪表、家电等领域中得到了广泛的应用。一般通常使用专用的配对编、解码芯片，组成红外发射和接收电路，完成对设备或电器的远动控制[4]。

目前红外遥控技术的实现有多种方法：包括利用单片机实现，基于HDL/FPGA 的EDA数字系统设计方法实现红外遥控接收信号，以及基于CPLD的红外遥控设计和基于DSP的红外遥控设计的实现，总之方法是各式各样的。下面就其中几类做简单介绍。

(1)基于CPLD的红外遥控原理

CPLD是新型的复杂可编程逻辑器件，由于它集成度高、工作速度快，加上编程方便、可靠性强、价格较低，因而在工程设计中得到了广泛的应用。

红外遥控有发射和接收两个组成部分[5]。红外发射部分采用CPLD器件将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收部分采用价格便宜，性能可靠的一体化红外接收头SM0038接收和解调发射脉冲调制信号，再送给接收部分CPLD，经解码或识别后去控制相关对象。[6]

(2)基于HDL／FPGA的EDA数字系统设计方法实现红外遥控接收信号[7]

基于HDL/FPGA的EDA数字系统设计方法有传统方法无可比拟的优越性；该方法设计灵活、修改方便、速度快，在数字系统设计中得到了广泛的应用，已经成为大规模集成电路设计最有效的一种手段。

(3) 基于HDL/FPGA的EDA数字系统设计方法现红外遥控接收信号系统[8]

收发控制电路和显示驱动电路，统一由FPGA来完成。系统采用的红外接收芯片是IBM．3638N3，遥控发射采用红外发射二极管IR3014 LED。外围电路包括4个LED数码管、8位74HCl64移位寄存器(两片)和系统统一50 MHz晶振电路(图中未列出)。接收端将接收到的custom code和data code通过显示驱动电路从4个LED数码管上显示出来。