基于Wifi控制的电动风扇的智能寻踪系统设计

（山西省运城市康杰中学，山西运城，044000）

电子电路设计与方案

摘要：针对现有电动风扇操作不便、能源利用率低的问题，本文通过在现有电动风扇上加装基于Wifi控制的自动寻踪系统，设计了一款智能调节与控制的电动风扇。该系统通过温度传感器检测室内温度来开关并自动调节电动风扇的速度，利用Wifi控制提高电动风扇使用的便捷性，采用红外热释电传感器对室内的人体进行追踪，保证能量的有效利用，实现节能环保。本系统设计简单，实用性强，具有一定的应用价值。关键词：电动风扇；Wifi控制；人体跟踪；温度传感器；红外传感器0 引言

生活水平的提高，空调已经步入了众多普通家庭，成为一种消除炎热、降温解暑的生活电器。空调的长期使用会导致人体出现“空调病”等问题，尤其老人、小孩子以及体质较弱的人群更不宜使用[1,2]。相对于空调，电动风扇则是一种应

夏天的高温给人们的生活带来了一定的烦恼，随着人们

电源模块、Wifi控制模块、温度检测模块、人体检测模块

电机驱动模块以及显示模块等几个部分组成。用以检测人中间位置，其他几个模块安装于电动风扇支架中部位置的控制盒中。

群位置信息的红外热释电传感器安装于在电动风扇的头部

用更为广泛的清凉解暑、空气流通的家用电器，它具有成本低、能耗小的优点，仍然是许多消费者的优先选择。但是，节风速以及不满足人体运动特性的问题[3-5]。

根据上述分析，本文在原有电动风扇的基础上，选用意现有的电动风扇普遍存在空程浪费、操作不便、不能自动调

2 硬件电路设计

■ 2.1 电源模块法半导体公司生产的STM32系列单片机作为主控芯片，设计一种基于Wifi控制的能够自动调节与跟踪人体的智能风扇寻踪系统。该系统能够通过蓝牙进行控制，实时跟踪人群的位置，根据人体远近、温度等实际使用情况进行风速的自动调节。从而提高使用的便捷性、能量的利用率，改善电动风扇的实际使用效果。

1 系统设计框架

图2 电源模块电路以实现电动风扇的人体追踪和风速自动调节为目的，总体的设计方案框架如图1所示。整个系统主要包括主控模块、本系统以实现Wifi控制的智能寻踪电动风扇为目标，

各个组成部分的功能，电源模块应提供STM32主控核心所

方便电源模块的设计，采用与电动风扇一致的

电源模块主要为整个控制系统提供工作的电压。根据

需的3.3V、其他芯片工作所需的5V两种幅值的电压。为了

直流电源220V作为供电电源，选用型号分别为7805和LM1117的稳压芯片为系统提供5V与3.3V的电源，为了增加电源的可靠性，减少外布置有电容。所设计的电源电路如图2所示。■ 2.2 温度检测模块

界扰动的影响，在稳压芯片的输入和输出两侧均

温度检测模块主要用于实时采集当前的室内

温度值，送到主控模块，主控模块根据当前的温度信息来调整风速，达到节能的目的。本文选用DALLAS公司生产的数字式DS18B20温度

图1 系统设计框架图传感器实现室内温度数据的采集。该传感器采

用单总线接口，仅需占用一位I/O口便可完成与

www�ele169�com󰀁󰀁|󰀁󰀁19

电子电路设计与方案主控制器的双向数据通信，为室内温度的多点测量提供了有利条件。测温范围为0.0625℃，完全满足测量精度，且检测电路简单。所设计-50～125℃，测温分辨率最高可达的温度检测模块如图3所示。 图■ 2.3 人体检测模块3 温度数据采集传感器与电路置信息。根据人体能够散发红外信息的原理，本文选用型号人体检测模块主要用于检测风扇范围内人群所处的位

电路如图为HC-SR5014所示。采用的热释红外传感器。所设计的人体检测模块排列构成人体检测模块。每一个传感器感应6只型热释红外传感器，按半圆形测距离可达群信息。HC-SR5017米，在配有菲涅尔透镜聚焦热释红外信号，检30°范围内的人扇角为180°，满足实际应用的需求。该传感器输出为数字

6个传感器的共同作用下，最大检测信号，可直接经过电阻与主控模块的IO口进行连接。 图■ 2.4 Wifi4 人体检测模块电路模块 图󰀁󰀁|󰀁󰀁电子制作󰀁󰀁󰀁󰀁20185 主控制器与年12月

Wifi模块连接图20行调节，需通过根据室内温湿度控制系统的功能要求，为了对温湿度进湿器完成温湿度的调节。本文选用的Wifi与控制电路进行连接，利用空调和加器的控制。ESP8266的ESP8266芯片，它结合Arduino模块来实现空调和加湿Wifi模块为乐鑫科技■ 2.5 电机驱动模块模块与主控制器的连接如图5所示。向，包括垂直和水平两个方向的调整。其工作原理是首先，电机驱动模块的主要作用在于调整电动风扇的吹风方红外热释电传感器检测到人体的位置信息，送到控制器，主控模块根据人群的位置通过电机驱动电路控制水STM32主平和垂直方向的两个电机，实现自动追踪人群位置的目的。为了提高执行效率，电机驱动芯片采用开关驱动型集成电路ESDL298N，该芯片具有抗噪能力强、驱动电流大、且内部集成

合驱动芯片，实现吹风方向的调整。所设计的电机驱动电路保护等优点。通过STM32单片机输出的PWM脉冲配如图6所示。图3 系统软件设计

6 电机驱动电路行程序编程。本系统具备自动和在系统硬件电路设计完毕之后，通过对Wifi两种控制模式。在STM32单片机进

模式下，用户可以根据自身的需求控制电动风扇，自动模式Wifi

下通过主控模块对电动风扇进行自动调整。系统的控制算法

主要采用差速控制，以此保证系统对人体运动的快速准确跟踪。利用温度传感器得到室内温度的信息来调整电动风扇的速度，4 结束语

从而达到节能的目的。整个系统的软件流程如图7所示。

状，提高使用的便捷性，本文设计了一款基于为了改善现有电动风扇空转带来的能量利用率低的现

能够自动调节与跟踪人体的智能风扇寻踪系统，详细介绍了

Wifi控制的

系统的结构及软硬件设计过程。接控制，也可自行调节。利用或外热释电传感器检测人体的

该系统可由用户通过Wifi直电子电路设计与方案

节能的作用。

参考文献＊ [1] 赵威. 基于热释电红外[D]. 安徽大学, 2011.

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图7 系统流程图创意机器人教学--以“自动参考, 2017(21):33-35.跟踪风扇”为例[J]. 基础教育

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位置，自动摆动来跟踪人体位置的变化，在无人时停止工作，有人时直接跟踪人的位置，从而避免电动风扇空转到来的能通过温度检测模块实时调整电动风扇的风速，从而起到环保源浪费问题，保证电动风扇始终是面对人体进行工作，同时，

（上接第62页）

+22×20=1975。+21×25=2230；+21×20=2035；+20×25=2205；+22×10=1785；+20×10=1875；+22×20=2085。

综上所述：

方案18：M3- M1- M2=17×（10+20+25）+20×（10+20）

4 总结

Ⅳ从配送点4出发：

（10+20+25）+22×（20+25）方案19：M1- M2- M3=13×

（10+20+25）+20×（20+25）方案20：M1- M3- M2=13×

（10+20+25）+22×（10+25）方案21：M2- M1- M3=17×

（10+20+25）+21×（10+20）方案22：M2- M3- M1=17×

（10+20+25）+21×（10+20）方案23：M3- M2- M1=19×

（10+20+25）+20×（10+20）方案24：M3- M1- M2=19×

（1510）；在配送点1时，选择方案3：M2- M3- M1花费最小

展，但仍在许多方面有着局限。为了使送货更加高效便利，本文提出来了一种新型的无人机送货路径的方案与分析，针对不同飞行方式规划了不同的最优路径，对运行方式进行分类讨论，分为逐个运送式与统一运送式，规划了运送线路与中心站点，减少了运输成本，提高了运输效率。对在同等运载、续航能力的情况下将路径最大化，起到节能减排，减少资源浪费，减少成本，增加利润，促进物流业迅速发展的作用，让无人机送货具有更广泛的市场前景。

参考文献伴随着快递物流业的高速发展，无人机物流系统高速发

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（1620）；在配送点3时，选择方案15：M2- M3- M1花费最小（1785）；在配送点4时，选择方案22：M2- M3- M1花费最小故在配送点1，选择方案3：M2- M3- M1花费最小。

（1515）；在配送点2时，选择方案12：M3- M2- M1花费最小

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