半岛·体育中国官方网站智能家用电器技术 第1章 智能家电基础技术智能家用电器技术1.1智能家用电器技术1879年美国T.A.生发明白炽灯，开创了家庭用电时代。智能家用电器技术20世纪初，美国E.理查森发明的电熨斗投放市场，促使家用电器相继问世。集成电路的发明，使电子技术进入微电子技术时代，使家用电器提高到一个新的水平，家用电器逐渐走入智能化发展时代。智能家用电器技术1.1.1智能电器就是采用一种或多种智能化技术，并具有一种或多种智能特性的家用和类似用途的电器。智能家用电器技术电器智能化，可以说是因为网络技术和通信技术的成熟和广泛应用、信息化水平的不断提高，逐渐达到支持智能电器产业大规模发展的水平而产生。起决定作用的，是用户对高水平的电器的需求。智能家用电器技术包括传感器、数据采集、信号处理、控制、电子、电力电子、人工智能、数字通信、网络技术等智能家用电器技术（4）自诊断和智能控制：思维和判断智能家用电器技术智能电器的基本结构电流信号电压信号电流信号电流变换器电压变换器数字量测量/隔离电路模拟信号调理电路数字接口电路ROMRAM时钟电路键盘电路人机接口管理单元数字输离电路显示与报警电路打印接口电路电磁电器（线接口电路总线总线接收器电平信号触点信号/动作信号RS232/RS485总线动作信号现场总线智能家用电器技术智能家用电器技术智能家用电器技术网络化功能智能化开放性、兼容节能化易用性智能家用电器技术1.1.2智能家用电器控制技术的智能化1．家电控制技术的智能化AC220VAC220V直流手电筒电路交流照明电路感温磁钢自动控温电路智能家用电器技术AC220V晶闸管控制电路：将开关换成“晶闸管”晶闸管有三个极：控制极G，主电极T1、T2。给控制极G极一个控制信号，主电极T1、T2就可以导通智能家用电器技术AC220VAC220VCPU控制极G极的控制信号，一般由CPU输出一个脉动信号给它，通过控制晶闸管的通断，来控制工作元件的工作状态，从而实现控制的“智能”化智能家用电器技术案例：智能空调的设计我们来看一款海尔的空调(做什么？)：智能家用电器技术怎么做？空调的工作，需要一台压缩机，来带动制冷循环系统工作，用普通开关，电路该怎么设计？AC220VAC220VAC220VAC220VAC220VCPUCPU智能家用电器技术AC220VCPU度传感器智能家用电器技术红外传感器：告诉CPU，根据人的体感温度、位置来控制风量、风向。空气质量传感器：告诉CPU，根据空气质量来控制，要不要换新风？AC220VCPU度传感器空气质量传感器外传感器智能家用电器技术温度、湿度、红外、空气质量传感器模块，输出功率控制模块。当然，电路要工作，还要有专门的电源电路、时钟电路、复位电路等。不同的电器控制电路，电路模块基本是一样的。CPU度传感器空气质量传感器AC220VCPU这一个可控开关，常用的还有继电器控制，它的基本原理图是这样的：智能家用电器技术现代智能家电，除了工作元件控制过程的智能化外，还增加了很多额外的功能。比如，可实现远程控制的网络化功能，可以跟主人进行语音交流，并实现控制的交互式智能控制功能，具有安防、健康与医疗功能等等。智能家电的控制技术，随着各种新技术的不断涌现，一直不停的进步着，与传统的家用电器，出现了较为明显的区智能家用电器技术1.1.3电信网、互联网、电视网的三网融合，电视、手机、PAD、电脑“四屏合一”，使得空间压缩、时间延伸，智能化是时代发展的必然趋势。三网融合及物联网技术应用后，冰箱、电灯、空调、电视、DVD、音响、微波炉、洗衣机等所有电器都将进入智能时代。通过手机或其他集成设备即可方便地控制所有家电，从而为家电产品互联互通和产品升级带来发展空间。智能家用电器技术各类传感器红外传感器传感器煤气探测器传感器监控摄像门禁系统煤气报警电视机灯光空调新风机换气扇热水器电动窗帘电动阳篷花园浇水背景音乐手机、网络远程控制终端触摸屏、电视机屏幕控制遥控器半岛bandao体育官方、普通开关常规控制信息处理中心家居安防家居控制智能家居的主要功(1)智能灯光控制(2)智能电器控制(3)安防监控系统(4)智能背景音乐(5)智能视频共享(6)可视对讲系统(7)家庭影院系统智能家用电器技术嵌入式系（Embeddedsystem），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”智能家用电器技术软件一般都固化在存储器芯片中智能家用电器技术智能家用电器技术Things）这个词是MITAuto-ID中心主任KevinAshton教授1999年在研究RFID时最早提出来的，现在物联网概念得到了国际普遍的公认。智能家用电器技术(3)嵌入式系统技术智能家用电器技术智能家用电器技术智能家用电器技术智能家居成为消费者密切关注的物联网应用之一智能家用电器技术1.2家用电器通用器件智能家用电器技术家用电器基本结构家电基本结构器具结构件如壳体、箱体、支撑架等。工作元件电热元件电机微波管等控制元件功率控制温度控制时间控制智能家用电器技术1.2.1电热元件包括电阻式、红外式、电磁感应式和微波式四类。智能家用电器技术常用的几种电热元件开启式螺旋形电热元件云母片式电热元件智能家用电器技术金属管电热元件结构图2-5绳状电热元件电热板智能家用电器技术远红外石英辐射管、红外线灯结构图智能家用电器技术PTC(PTC电阻温度特性图智能家用电器技术1.2.2温度控制元件双金属片温控磁性温控元件热敏电阻热电偶智能家用电器技术开关换接二极管整流控制主绕组电容器定时器安全开关热熔断器220V智能家用电器技术晶闸管调功控制220V交流电经VD1～VD4桥式整流成为100Hz脉动直流电同时，在电源的每个半周期内，通过RP、R1向电容C充电。同时，在电源的每个半周期内，通过RP、R1向电容C充电。当C两端充电电压达到双向触发二极管VDH的折转电压(约26～40V)时，VDH导通C向R2放电，在R2两端即形成尖脉冲加到VT的门极，使VT开通，E通电发光。C向R2放电，在R2两端即形成尖脉冲加到VT的门极，使VT开通，E通电发光。该直流电经灯泡E加到晶闸管VT的阳极与阴极间。该直流电经灯泡E加到晶闸管VT的阳极与阴极间。VT开通后，其阳-阴极间电压降为1V左右，当交流电过零时，VT关断，待下一周期，电容C又充电，重复上述过程。调节电位器RP可改变电容C充电时间的快慢，从而可控制灯泡E上电压的平均值，使亮度可调。智能家用电器技术机械式定时器定时器走时机构智能家用电器技术电动式定时器电子式定时器智能家用电器技术1.2.3家用电器使用单相交流电，所以，家用电器一般使用的是单相电源供电的单相异步电动机，它使 用方便，广泛应用于家电、电动工具、医疗器械 智能家用电器技术智能家用电器技术 智能家用电器技术 单相电阻分相(启动)异步电动机 单相电容启动兼运转异步电动机电机 分类 智能家用电器技术 智能家用电器技术 1.3 智能家电常用技术 智能家用电器技术 1.3.1 在智能家用电器中，单片机起了智能控制部件作用。它的存在，提高了家用电器的品质，增加了家用电器 的功能；并在家用电器中执行模拟人类智能的进程 智能家用电器技术 单片机是单片微型计算机的简称，它是将计算机的中央处理系统(CPU)、存储器（RAM和ROM）、 I/O接口器、定时器/计数器以及串行通信接口器 等功能电路集成在一块芯片上，组成一个完整的 微型计算机，故名单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)，本质叫法应为微（MCU， Micro Control Unit）。 智能家用电器技术 (5)方面的应用智能家用电器技术 （5）优异的性能价格比智能家用电器技术 现代家用电器中所采用的单片机，分为通用型和专用型两类。家用电器多采用专用型单片机，如 日本NEC公司开发生产的7500系统和 MOTOROLA的MC6800系列、INTEL的D8749H、 NEC的μPD7500和μPD7800系列、Toshiba公司 的TMP4700系列。 智能家用电器技术 μPD7508的管脚及内部结构图 智能家用电器技术 微电脑空调器电路原理图 3min延时 过压、欠压保护 室温检测 除霜检测 键输入遥控信号处理 电源 继电器 继电器 继电器 继电器 压缩机 电加热器(电热型) 电磁四通换向阀 风扇 功能、状态显示 温度、定时指示 蜂鸣器 时钟电路 智能家用电器技术 不论哪种型号的微电脑处理器都有这4个端子: +5V电源VDD：为微电脑处理器供电， 复位电路REST：使微电脑处理器程序在工作前处于起始状 时钟振荡电路OSC：为微电脑处理器提供基准的时钟信号 微处理器的基本电路 智能家用电器技术 (a)低电平复位电路(b)高电压复位电路 (c)上掉电复位电路 复位电路可能引起故障：在接通电源后无反应，系统无 法正常起动和工作。 复位电路 智能家用电器技术 信号输入电路：温度信号输入电路 温度信号输入电路将通过感温元件将室温、环温和管 温转换得到的电信号传递给处理器，处理器根据输入电压 的不同，判断室温和管温，并通过程序和设定值来控制空 调器的状态 智能家用电器技术 过零检测电路一是用于控制室内风扇电动机的风速； 二是检测室内供电电压的是否正常