建筑电气与智能化

建筑电气与智能化

随着微控制处理技术的飞速发展，智能家电层出不穷，各种新技术引入到了家电领域，现代的家电电器正朝着网络化、节能化、智能化的方向发展。我国政府也十分的注重关于智能家电的应用和发展，伴随着国家的补贴和各种优惠政策，越来越多的智能家电走到了我们的身邊。这也是伴随着国家经济转型的必然结果，对促进我国经济结构和科学稳增长有着巨大的意义。笔者在此契机下简略的谈谈智能家电的运用和发展。

标签：微控制处理器；技术；智能家电

1智能电器概述

1.1传统电器的概念

根据外界指定信号和要求，自动或手动接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数以对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气设备。

1.2智能电器概念及主要的研究内容

智能电器是以微控制器/微处理器为核心，除具有传统电器的切换、控制、保护、检测、变换和调节功能外，还具有显示、外部故障和内部故障诊断与记忆、运算与处理以及与外界通信等功能的电子装置。

1.3智能电器的优势体现

以晶闸管为主要器件的变流装置有寿命长、简单维护、可靠性高等优点。由于它以弱控强的特点，从而可以利用微电子技术控制电力系统和电器设备，在电器控制方面的应用空间得到了很好的提升和拓展。硬件的通用化以及应用的灵活化，拥有记忆、计算、查表的能力，指令系统能够进行实时控制，执行速度快等都是现在智能化电器微处理器的现有优势。

2智能家电控制技术的设计

智能家电控制技术的应用使人们的生活更加方便，并节约了大量能源，如用户运用家庭网络、电脑、电话、遥控等技术来智能控制空调、洗衣机、电视机、热水器等家电设备，因此我们需要不断提高智能家电的控制技术，下面分析一下智能家电的个部分控制技术的设计。

2.1电源电路设计

智能家电的电源设计模块中常用直流电源控制家电中的单片机，功率一般不

会很大，对于小功率的直流电源常包括四个部分，分别为变压器、整流、滤波和稳压电路，

电源的变压器就是将220V的交流电压转换成整流电路所需的电压；整流电路是将输入的交流电转换成直流电，所用到的电路是桥式整流电路，它由四个二极管组成的，并且在每半个周期内只有两个二极管导通，因此每个二极管上流过的电流只有负载电流的一半，它所承受的最大反压是，它与单相半波整流电路时二极管的最大反压是相同的；滤波电路就是利用电容将波动较大的直流电压进行过滤，滤除波动较大的部分，得到平滑度较好的直流电压，滤波之后的电压一般是整流之前交流电压的1.1-1.2倍；考虑到输入电压、温度、负载等可能会存在一定的波动，为了保证输出电压的稳定，需要加入稳压电路，保证输出电压稳定在一个固定的值或者可以调节的值，通常运用三端稳压器。

2.2 A/D模数转换设计

A/D模数转换就是将需要的各路模拟数据转换成相应的数字量，便于对数据进行处理。如ADC0809转换器是将8路模拟输入信号转换成8路数字输出信号，它所用到的电源是+5V的电源，因此模拟输入的信号应该在0-5V之间，它的转换时间是64个时钟周期，并且采用的是脉冲的方式的起动转换，上升沿的时候清零，下降沿的时候开始转换，它和微处理器采用中断的方式进行数据传递，并且这两者之间是直接相连的。

2.3温度测量和控制电路设计

为了保证家电的温度过高，需要进行温度的测量和控制。温度测量一般采用热电偶、红外线等，它是将测出的温度信号转换成电信号输出，其中温度和电压之间有一定的对应关系，它的温度测量范围在0-1000。C，输出的电压范围是0-41mV。温度控制是控制继电器的动作来控制外风机、压缩机、四通阀的运行。

2.4人机界面设计

目前，智能家电的功能和信息量逐渐增大，但是人机交互界面在设计上却跟不上要求，所以需要加强人机界面的设计。人机界面在设计时要根据人们的心理、人体工程学程需要、各种符号等知识对人机界面进行研究、设计和测试，使设计更加贴近生活，便于操作。

2.5通信技术设计

智能家电的通信技术设计包括两个部分：通信接口的控制和通信的控制。通信接口的控制大多使用的是集成电路，应该将高性能的集成芯片应用与智能家电中，这样才能使家电的控制更加灵活方便。常用的集成芯片有ARM芯片、电力载波控制芯片、单片机等，当然在选择是还应该选择功能强、价格低、能耗又较少的芯片。通信控制可以采用家庭网络和无线遥控技术。家庭网络就是用家庭内部的局域网或者互联网将各种家电进行统一控制；无线遥控技术就是运用红外辐

射传送各种控制信号，控制家电动作。

2.6可控硅开关电路的设计

可控硅分为单向可控硅和双向可控硅。单向可控硅只能用在直流电路中，双向可控硅则可用于交流电路中。可控硅采用三个PN结，既P1N1P2N2这四层结构。由于可控硅的工作状态只有导通和关断，因此可以看成开关来使用，但是需要一定的条件。当可控硅的阳极电位比阴极电位高，并且控制机的电压和电流超过一定值，可控硅才能导通，若要维持可控硅一直导通，需要保证其阳极电流一直大于维持电流，若要使可控硅关断则需要保证阳极电压比阴极电压小，或者使阳极电流小于维持电流。

3智能家电的展望和发展趋势

多智能化：多项智能化是指家电在其应有的功能下，还具有更加人类思维化、智能化活动的功能，使得更加的贴近人们的生活。例如多功能模糊电饭煲就是一个显著的例子，通过设定煮饭的熟度来控制电饭煲的温度，使其达到我们需要的口感。多智能化还体现在远程控制，家里的智能家电通过家庭局域网连接到一起。这样，用户可以通过网络方便的进行网络控制，用户还可以自定义不同的场景以市家电表现出不同的效果出来。例如你在工作下班回家的路上，你可以通过手机向电饭煲发出“煮饭”的命令，这样就大大的节约了我们的时间。

开放性、兼容性：由于用户家里的家电可能来自不同的厂家，此时兼容性就显得特别的重要。所以家电行业应该有一套统一的行业标准，使得各个家电能够互相兼容。这样就方便了用户更换家用电器。

4总结

智能家电作为未来家电行业的发展趋势，在我们的生活中扮演了越来越重要的作用，传统家电和现代智能技术整合在一起，突破了原有的功能的限制，使其达到更加人性化、智能化、网络化等方面。

参考文献：

[1]姜宝港.智能家用电器技术[J]机械工业出版社.2008（1）.

[2]刘美俊.智能家电现状及其发展趋势[J].电器.2006（02）.