智能家电控制技术探究

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[摘 要]随着我国社会的不断发展，我国科学技术有了很大的进步，如自动控制技术、计算机通信技术等，同时人们不断追求现代化的生活，要求我们的生活更加便捷、安全、舒服，其中智能家电就是重要的组成部分。智能家电是目前家电行业发展的趋势，它是运用先进的控制技术研发出能够智能控制的家电。本文主要介绍了智能家电的发展以及控制原理，认真分析了智能家电的各种控制技术和通信设计，希望能对日后智能家电的发展有所帮助。

[关键词]智能家电；控制；通信；技术

中图分类号：TP273.5；TM925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0362-01

引言

现今的社会是信息化的时代，科学技术不断发展，智能家电在人们日常生活中的应用日益广泛，并且对其智能化的要求越来越高。智能家电是用先进的科学技术如计算机技术、通信技术、控制技术、生物技术等，研发出更高水平的智能家电。智能家电的使用一方面使人们的生活快捷、方便、舒适、安全，充满艺术感，另一方面还改变了人们运用传统家电的生活方式，并充分体现了环保节能的理念。所以我们很有必要不断提高智能家电的控制技术，使智能家电更好的为人们服务。

一、智能家电发展及原理探讨

1、智能家电的发展

智能家电的运用越来越广泛，它的技术和功能也得到了很大的提升，它的发展过程是运用先进的控制技术将家电趋于智能化，它是对计算机发展的重要体现，它主要有三个发展过程，即智能家电的网络化、信息化和智能化。网络家电采用数字化、网络化技术将普通的家电改装成具有智能功能的家电，它们之间可以通过家庭局域网或者互联网相互连接，如网络电视、网络冰箱、网络空调等。信息家电采用计算机技术将传统的家电与电力电子技术结合起来形成的新型家电产品，如无线通讯设备、电脑、IP电话、机顶盒等。智能家电是将网络家电和信息家电结合起来，并在此基础上，运用人工智能的方法，使家电能够模仿人体的思维，实现智能化它的三要素是智能、网络、互动。

2、智能家电的原理

智能家电就是在传统的家电中加入无线通信、远程控制、计算机等先进的控制技术，使家电更加网络化、信息化、智能化，它将原来被动的家电变得更加智能、主动，提供各种自动化的信息，使我们的生活简便、快捷、舒适，提高了人们的生活质量，同时也节约了大量的能源。它的功能主要有网络化、信息化、节能化、易用性。我们应该充分应用这些功能，运用先进的控制技术使智能家电向更加智能、便捷操作的方向发展。

二、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。

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，其原理电路图如下图1.

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、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。

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。

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。

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。

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，它的等效电路图如下图2所示。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。

7、蜂鸣器电路设计

蜂鸣器主要是用于报警，它分为压电式和电磁式两种。压电式的蜂鸣器是应用能在压力和电流之间相互转换的压电陶瓷，它的原理是在压电陶瓷上通入一定的电流，使压电陶瓷发生微小的变形，此时使空气发生振动，当达到一定频率时，就能产生人耳所能听见的声音。电磁式的蜂鸣器的组成部分有振荡器、磁铁、线圈、振动膜以及外壳，它是通过通电振动发声的。

三、结语

综上可以看出，智能家电的控制技术有了一定的发展，但是随着人们对自动化和智能化程度的要求不断升高，控制技术需要不断地提高。本文主要介绍了智能家电的发展以及控制原理，对智能家电的各种控制技术进行了分析，希望智能家电的控制技术能够进一步提高，为智能家电的发展提供一个更加广阔的平台，我相信智能家电的发展会更上一层楼。

参考文献

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