智能控制器范例6篇

智能控制器

智能控制器范文1

关键词:STM32单片机;DS18B20;DHT11;继电器

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.134

1 引言

随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器在各个领域的应用,温湿度控制几乎被应用于工业、农业、军事、科研和日常生活的一切领域,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来温湿度控制系统已应用到人们生活的各个方面,设计一个高精度,高品质的智能温湿度控制器与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况,设计一个温湿度控制系统,具有广泛的应用前景与实际意义。

本设计基于电力系统对供配电设备环境的温度、湿度是影响设备运行的重要因素。温度过高会加速仪器设备元件老化,缩短其使用寿命,甚至直接导致设备损坏,低温,潮湿可能会导致爬电、闪络等事故。由此为了减少甚至避免该类事件的发生,我们设计了一个具有更高效,更精准的智能温湿度控制系统。

2 基于智能温湿度控制器的总体设计方案

本设计以STM32单片机为主控芯片,利用DS18B20、DHT11等传感器采集周围环境的温湿度数据,同时充分利用了单片机的内部资源,如LCD、PWM、AD、定时器、外部中断、串口等功能,通过继电器模块有效的将外部硬件连接,并设计采用了PID算法为核心算法,根据PID算法的良好的稳定性,能够在一定的时间内将周围环境的温湿度控制在较为理想的状态,从而达到设计的根本目的。

3 硬件设计模块

本设计以STM32为主控制器,外部硬件分为电源模块、数据采集模块、继电器模块以及外部硬件模块作为设计的核心控件。

3.1 电源模块

在单片机供电方面,我们采用12V外接电源供电,以保证单片机正常工作,在外部硬件供电方面由于所需电压即电流值较高,难以满足要求,所以采用了开关电源NES-100-24,对经过继电器到达的电压电流给予适当的放大,以满足外部硬件的需求。

3.2 数据采集模块

(1)DS18B20是常用的温度传感器,作具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点。以下是设计的硬件图。

(2)DHT11传感器,用DHT11作为湿度数据采集,将其连接在单片机合适IO口,在程序的控制下进行周围环境湿度的读取,并在LCD上显示,同时其具有良好的灵敏特性、防水性、稳定性、高精度、低漂移。

3.3 继电器模块

本设计中继电器作为连接单片机与外部硬件,通过单片机给高低平选择开关打开还是闭合,将电流直接传导到加湿器,小风扇,加热棒等外部硬件,从而在不需人为从操作下实现对周围环境温湿度的精准控制。

3.4 外部硬件模块

在外部硬件方面,为了能够较好地模拟真实环境,我们采用了亚克力板制作形成一个简单的温室小屋,并在小屋内放置加湿器,加热棒,小风扇等硬件,并在亚克力板的一侧留有缺口放置风扇并制作成能够垂直开启的窗户,在这样一个封闭的体系中就能够较好地模拟实际环境。

4 软件代码调试

系统开始工作,首先初始化IIC、UART串口、外部中断,进入主程序,我们先对DS18B20,DHT11进行初始化,并将传感器读取的数据经过处理后发送到LCD上,同时通过程序设计我们可以根据实际需要修改温湿度值的上下限。

5 结论

本设计采用PID算法对温湿度传感器采集的数据进行精准控制,可以让用户及时有效的了解周围环境的状况,并根据实际需求对环境进行操控,可以运用在许多领域,比如温湿度大棚,让农主及时了解大棚的实际情况,让农作物处在一个良好的生长环境当中。

参考文献:

[1]彭立,张建洲,王少华.自适应温度控制系统的研制[J].东北师大学报(自然科学版),1994(01).

[2]俞胜扬.环境湿热实验箱加湿系统的改进[J].电测与仪表, 2004(02) .

项目经费:省级创新创业项目:智能温湿度控制器(编号:2016103791

智能控制器范文2

关键词:智能控制器 数控机床 模糊控制

中图分类号:TP273.4 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)05-0013-01

1、国外数控机床控制器的情况

目前国外数控机床控制器中发那科(FANUC)和西门子(SIEMENS)仍占领中高档控制器的主导地位,这两家公司在世界市场的占有率超过80%,其早期的传统式控制器(如FANUCO系列)占领了大部分市场,但近年来逐步被开放式控制器(如FANUC18i,16i,Siemens840D)取代,这类控制器结构复杂,功能强大,但价格也非常昂贵。

其次就是数控机床生产商自行开发的专用控制器,如美国的哈斯,赫克,日本的沙迪克,他们大多开发出自己的数控系统软件,移植到通过OEM贴牌定制的其它品牌数控系统上,甚至直接兼并一些小的数控品牌,从而拥有自主知识产权的专利技术,在一些特殊加工领域有其独到之处,适用于专业规模化生产中的整条流水线的集中装备。

2、相关模糊控制理论和方法

模糊控制的理论和方法从属于智能控制的范畴,其实质是一种非线性控制。模糊控制作为一种发展多年的控制技术,具有较强的系统性,并有着很广泛的应用背景。该控制理论和方法具有不依赖受控对象数学模型的特性,同时还具有设计方法简单、较强的适应应用环境的优越特点、而且具有很强的纠错能力。正是模糊控制理论的这些优点决定了其在直线电机位置控制上具有较高的可行性。

数控机床的加工对象多样,这就决定了直线电机的所驱动的有关对象也是各种各样,各具特点。所以说在直线电机的选择上,以及相关的要求方面也不尽相同。因此对于模糊控制器的类型、量化因子、隶属度函数、控制规则、论域也有着不同的要求。

在本文中,以在高精数控机床中应用较多的西门子(SIEMENS)厂家生产的直线电动机为主要的研究对象,在设计的过程中,把传统的PID控制与模糊控制相结合,并把这一设计应用于直线电机位置伺服系统,从而达到缩短反应时间、精确定位、抗干扰和扰动的目的,并对模糊控制应用于高档数控机床的可行性进行了进一步的验证。

3、数控机床常用的伺服电机

直线交流伺服电机往往具有耦合,非线性负载扰动,随时间变化的不确定性等特点,所以对于直线交流伺服电机而言也就难以建立精确的数学模型,采用常规PID控制器是难以达到所需的控制效果,通过负载26千克、20公斤、12公斤步骤响应曲线对比可以看出,当负载的增加,对原有系统的响应速度慢,易出现过冲。精密数控机床是不允许过冲发生,该产品将成为次品。

在数控机床控制系统中,直线伺服系统所应用的驱动电机主要分为永磁直线电机,以及直线感应电动机,这两种电动机在实际应用过程中各具优点,随着材料学研究的不断深入,尤其是随着铁硼等具有高矫顽力和高磁能积磁性材料的出现,永磁直线电机的性能得到了大幅改善,这也就决定了直线伺服单元的驱动越来越适合应用于直线伺服系统。

4、自调整位置比例增益kp的模糊控制器设计

在经过Simulink对控制器进行仿真,我们可以从中发现,对系统性能影响较大的是系统控制器中的参数-位置调节器比例增益kp,因此我们需要首先对调整位置比例增益kp进行设计,从而完成整个模糊控制器的设计工作,这样就可以大大改善系统性能。

在系统中应用模糊理论建立位置比例增益变化Δkp与控制偏差e和偏差的变化率ec间的二元关系是模糊自整定位置调节器比例增益控制器的特点,在这一控制器中,在建立二者关系后,根据输入e和ec自整定控制器的参数Δkp再用Δkp来修正kp。在机床的实际应用过程中,模糊推理过程主要还是通过查表来实现的。

自适应模糊控制器采用e和ec为输入语言变量Δkp为输出语言变量,Δkp,e和ec、的论域均为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6},模糊集均为{PS,PM,PB,NB,NM,NS,ZO,},,所使用的隶属函数均为三角函数。针对不同的控制偏差e和偏差的变化率ec,归纳出Δkp的整定原则:

当|e|较大时,为使响应尽快接近给定值,|Δkp|也相应大些。并且在同样大小的e时,若ec越大,则|Δkp|应越小。

当|e|较小时,为避免出现超调,|Δkp|取0或较小值。

当e

当e>0时,说明给定大于响应,Δkp取正值。

当e=0时,Δkp为0。

模糊控制系统应用于系统后,响应速度更快,不容易产生过控问题。负载18公斤,传统的控制系统会出现较大的超调,模糊控制并没有出现有关问题。精密数控机床是不允许超调的发生,如果出现了超调,该产品将成为缺陷产品。模糊控制的稳态误差比传统大,在进行了相关分析后,我们发现这一问题的出现主要是为了获得较大的负载,并使其不超过超调,在设置集模糊规则是,以便加载大,反应仍然没有出现过冲时,把误差为PS时,kp设置为ZO或PS,相对应的kp值较小,稳态误差自然也就比较大。

智能控制器范文3

近年来,随着我国经济的发展,城市的交通拥挤问题日趋严重,因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。智能交通系统(ITS)在这种背景下应运而生。

智能交通要求路口向控制中心实时提供图像和数据信息,并能够独立执行一些复杂的算法。但是目前国内的路通控制器大多采用单片机作为处理器,只能执行定时算法,以RS232或者RS485作为通讯方式,根本无法满足智能交通对于路口控制器的要求;而国外的路口控制器(如西门子公司的2070和美国的EAGLE)不能适合中国国情,且价格昂贵,操作不方便。因此研究开发出适合中国国情、性能价格比高的路口控制器成为一项特别紧迫的任务。

本课题组开发的TCS-0602智能交通路口控制器满足了国内智能交通发展的要求。本文将从路口控制器在智能交通中的作用、TCS-0602的硬件体系、软件体系和最后的运行结果四个方面来进行说明。。

1 智能交通路口控制器在智能交通中的作用

智能交通网络结构如图1所示。当网络正常工作时,共享数据库通过光缆收集控制器预处理过的图像和数据信息,在控制中心通过相应的数学模型进行预测、诱导和控制[2~4],然后将控制参数下载到智能交通路口控制器,由它控制交通指示牌和交通信号灯,来实现整个系统的最优控制策略。当智能交通路口控制器不能跟控制中心通讯的时候,它可以根据当地检测到的交通流量和历史数据的数学模型进行基于该路口的局域最优控制。当发生事故和其它特殊情况时,还可以通过手动实现路口的控制。所以在智能交通中,智能交通路口控制器是一个收集数据和实现控制的平台。它需要完成以下任务:(1)与控制中心通过光缆进行通讯;(2)执行交通控制算法;(3)接收摄像机图像;(4)与微波检测仪通讯;(5)与地感线圈通讯;(6)控制交通信号灯;(7)控制交通指示牌。

2 智能交通路口控制器的硬件体系结构

智能交通控制器需要执行繁重的通讯和算法处理,对处理器的通讯和运算速度有很高的要求,摩托罗拉公司的MPC8245能够满足这些要求。MPC8245具有强大的通讯和运算能力[5],可以通过TI16C554等串口芯片扩展多个RS232串口,和多个外设通过串口进行通讯?鸦可以连接多达4个PCI设备,还可以通过以太网或者电话线进行网络通讯。由于MPC8245可以运行在300MHz,因此可以满足很多智能交通算法的需求。

智能交通控制器硬件框图如图2所示,MPC8245扩展了32M SDRAM和4M FLASH存储器,其中,4M FLASH用来存储Linux内核和应用程序,32M的SDRAM在系统运行的时候存储Linux的内核和应用程序。违章抓拍控制器通过PCI总线接口芯片PLX9030接入MPC8245,系统可以兼容各种不同的违章抓拍控制器,通过编写不同的驱动程序来实现。以太网控制器通过以太网接口芯片CS8900A接入MPC8245,可以接入Internet,加入光线接口就可以实现光纤通讯。通过MPC8245的UART口扩展了一片16C554,扩展出了四个串口,分别接入液晶控制器、交通灯控制器、交通指示牌控制器和传感器。液晶控制器用来设定或者修改智能路口控制器控制参数,而且还可以通过手动直接控制交通灯。交通灯的控制是直接控制交通灯,接收来自MPC8245的参数设定,比如路口数、红绿灯时间等,并控制交通灯。交通指示牌是用来提供交通信息的大屏幕,MPC8245接收来自控制中心的交通信息,并将这些信息送到交通指示牌控制器,显示在大屏幕上,用来疏导交通。检测设备在目前交通控制中的作用越来越重要,各种检测设备不但种类繁多,而且新产品不断涌现,因此TCS-0602预留了包括串口在内的多种接口方式。

3 智能交通路口控制器的软件体系

作者开发的智能交通路口控制软件建立在Uclinux操作系统之上。Linux内核是一种源码开放的操作系统,采用模块化的设计。在此只保留了必需的功能模块,删除了冗余的的功能模块,并对内核重新编译,从而使系统运行所需的硬件资源显著减少。因此将其应用于智能交通路口控制器的设计,具有代码量小、运行消耗系统资源少、可靠性高等优点,适应了智能交通路口控制器对于操作系统的要求。

智能交通控制器应用软件由四个通讯协议模块和五个算法模块构成。四个通讯模块分别是:违章处理协议、控制中心通讯协议、串口通讯协议和流量数据采集协议。五种控制算法模块分别是:定时控制模块、感应控制模块、多时段控制模块、黄闪控制模块和绿波带控制模块。图3给出了基于Uclinux的智能路通控制器的软件工作流程。

智能控制器范文4

关键词:人工智能技术;电气自动化控制;应用

人工智能技术的诞生与发展,为工业领域,特别是在电气自动化方面更是凸显出了愈来愈大的重要作用,帮助相关企业具备更为强劲的市场竞争力。因此,本文对人工智能技术作出了较为细致地分析与探讨,并在此基础上阐释其所具备的各方面的显著性特点,从而对其在电气自动化控制的实际应用作出良好地研究。

1人工智能技术概述

1.1人工智能技术

人工智能技术,通常也被人们称之为AI技术。从本质上来说它就是用于模拟,亦或者是延伸等一系列智能理论和技术诸多方面的一种应用系统。人工智能是基于计算机而诞生和发展起来的,同时它也在很大程度上完成了对于人脑的良好模仿,从而使其能够较好地提升在不同领域里面的实际应用成效。

1.2人工智能控制器的特点分析

而要想实现这一技术,就必然要依赖于人工智能控制器。而对于人工智能控制器而言,它所涵盖和涉及到的学科知识是极其丰富的。特别是在研究之时,基本上就是对与人类有关的各种各样的信息等,作出收集以及分析,最终在这一基础上完成对人脑的较高程度上的模拟。所以,对于人工智能控制器而言,它和其他控制器之间进行比较来看,具备更为强大的稳定性,当把这一技术应用于电器自动化领域之时,可以实现效果较为良好地控制效果。

1.3人工智能技术的功能

1.3.1自动化采集与处理数据功能要想最大限度地提升电气自动化的整体水平,便应当尽可能地对各方面的数据信息等作出良好地收集,以及相应的分析。而人工智能技术的实际应用,在很大程度上就为数据采集和分析奠定了一个较为突出的优异的基础和前提。最终构建出相关的数据库,且对各种电气自动化设备进行了良好的优化,以及控制。1.3.2自动响应警报功能自动响应警报功能,也是人工智能应用当中的一个具有重要作用和意义的功能。它是在电器运行过程中,对于其所进行的较为综合的监测,与此同时,也可以对其中的各类信息作出对比以及分析,从而对其中所潜在的各种问题作出有效而快速地预警。1.3.3故障录波功能故障录波功能,从本质上讲就是在人工智能技术的实际应用过程中,对于电气设备的各种问题作出快速地捕获。除此之外,也能够对这些问题作出良好地分析,从而最终实现良好地控制效果,最大限度地确保电气设备在运行过程中可以实现安全与稳定的最佳化状态。

2人工智能技术在电器自动化控制中的应用

2.1人工智能技术在电器产品设计中的运用

对人工智能技术进行科学而高效地实际应用,可以最大限度地提升对各种相关资源的高利用率。特别是对电器产品所进行设计之时,可以通过人工智能所具备的较为出色的运算,来对各种各样的参数作出全面而高效的计算,并在此基础上确保这些参数具有较高的准确性,最终使得电器产生的使用效果能够达到最佳化的良好状态。

2.2人工智能技术在电器自动化控制中的运用

人工智能技术,在电气自动化控制的实际应用,可以在很大程度上较为显著地提升电气设备的工作效率。除此之外,也能够使得电气设备具有更加良好的稳定性,以及安全性,而且在实际操作时也相对更为简单,能够实现较为出色的控制效果。2.2.1模糊控制模糊控制技术在人工智能应用当中,可以解释为一种构建于集合这一条件上的全新的技术。简而言之,它在很大程度上就是模糊系统技术,以及自动化技术两者之间进行较为良好的结合的一种技术。此外,它和电器设备之间所产生的适用性愈来愈高,最终达到较为出色的控制成效。2.2.2专家控制对于人工智能技术而言,当其处于决策阶段时,能够通过专家控制来使得最终的决策更加的科学与合理。与此同时,也可以对各种较为复杂性的问题,作出近似于人脑的良好处理与解决。专家系统是需要在人工智能实际应用过程中,进行更为深层次地学习的,同时对其中所存在的问题进行解决,从而避免问题再次出现。2.2.3神经网络控制系统对于人工智能技术而言,神经网络控制技术也同样是其中发挥着极其关键作用与功效的技术。从本质上来讲,它是在模拟人脑神经的基础上得以实现的。此外,它所能够发挥出的功能相当之强,可以完成各种计算机能力,以及自学能力等等。最后,它也可以对各类问题作出较为良好的识别,并在此基础上进一步地完成对电器设备的高效控制。

2.3应用于电器设备的故障诊断

对于电器设备而言,它们在进行运行时,往往会出现各种各样的故障和问题。而在这些故障或者是问题出现之前,往往也会有一定的预兆,所以对于其运行时各方面的细节之处作出高效的良好监测,并在此基础上实现良好的控制,及时地发现故障问题,以此来快速地对其进行维修,进一步地确保电气设备能够高效地进行运行下去。比如说,对于变压器来说,当他处于运行之时,以往所采用的人工维修的方式,在很大程度上浪费了人力以及物力等,同时最终的效果可能也并不尽如人意。而对于人工智能而言,它在电气设备的实际应用当中,可以较为准确地找到故障发生的位置,并对其作出良好的诊断,最终使得检修效果达到最佳化的程度。除此之外,应用人工智能,也可以最大限度地节约各种资源,减少资源的浪费,使得人工成本等大大降低,最终提升企业的竞争力与实际的经济效益。

3结语

人工智能技术在电器自动化控制中的应用,不管从哪一方面来看,均是时代进步的一种重要的潮流和趋势。它在很大程度上可以较为良好地确保各种相关的电气设备在运行时有着更加出色的安全性与稳定性。与此同时,也能够极大地提升电器自动化的整体水平,效果较为显著地强化电器的工作效率,以及综合质量。所以,我们应当对人工智能所具备的一系列特征,以及其所具有的各类功能有着较好的掌握。并在此基础上使其实际应用达到最佳化程度,从而帮助企业进一步地扩大自身的经济效益。

参考文献

[1]仲瑞.人工智能技术在自动化控制中的应用[J].集成电路应用,2021,38(05):82-83.

[2]孔继民.人工智能在冶金自动化中的应用研究[J].冶金管理,2021(03):102-103.

[3]张迪,曲帅.关于人工智能技术在自动化控制中的应用初探[J].数码世界,2020(12):277.

[4]陈俊材.人工智能技术在自动化控制系统中的应用研究[J].卫星电视与宽带多媒体,2019(23):14.

智能控制器范文5

【关键词】智能火箱控制器;PID算法;实时显示;自动恒温;语音提示

一、引言

生活在南方城市的人们,因冬天普遍湿冷,自古以来就有利用火盆火箱烤火的习惯;后来随着生活水平的提高人们又用上了利用电阻丝发热的电火箱,至今这种电火箱在以上广大地区域使用广泛。但以往绝大部份电火箱只是采用可控硅简单的调节发热器件的功率,没有恒温控温等功能,所以存在温度调节不便,及以过热失火的等缺陷及隐患。家中有老人或小孩使用这种电火箱时更加不安全,常有使用火箱导致火灾的惨剧发生。没有恒温功能的普通电火箱使用起来不方便也耗电。当把功率调大时,温度会一直上升,这时如果我们不去调小功率,会觉得温度太高太烫。但如果调小功率,有时可能会调不准,温度又会显得太低。当有取暖的人加入或减少时,这种温度的不稳定性更加明显,往往需要使用者调来调去。

因此,本人设计了一种基于PID算法的智能遥控电火箱控制器解决了电火箱取暖给人们带来的安全隐患,减少了冬季火灾事故的发生、使用便捷,同时节省了电能。

二、常见电火箱的工作原理

最初的电火箱就是把两根发热丝穿在石英管内固定在火箱底部直接通电加热,上面盖一层木板,人们踩在里面再盖一床小棉被就可以取暖。但随着木板烘烤时间的增长,火箱很容易着火,尤其是没有人而火箱却开着的时候,最容易发生火灾。

后来出现了使用可控硅调角方式的开关控制器以控制加热功率,但由于其不能根据火箱内温度进行实时的功率调整,导致火箱温度有可能持续升高,引发火灾;同时可控硅调角方式对市电有高频污染,影响其它电器的正常使用。

本人设计并实现了一个基于PID算法的智能温控火箱控制器。它具有按需求设定恒定温度值、实时显示箱体内温度、语音提示、定时取暖、高温报警、高温自动断电保护、量化节能、可遥控操作等功能,是一种安全、智能的节能取暖器。

三、智能火箱控制器的设计及实现

普通火箱调温器为什么比较耗电,因为它没有温度采集功能无法知道火箱温度到了什么程度,所以只要你通了电,电火箱就一直会耗电加热。如果采用具有温度采集和控制的智能温控器则可以对火箱的温度进行分析,当温度接近设定的温度时,加热功率会慢慢下降(也就时耗电量下降),当达到设定的温度时会自动切断加热丝的电源,这时加热丝完全没有耗电。这时电火箱处于保温状态。稍后如果电火箱温度再下降,智能温控器会及时以较低的电量补充给加热丝,以使用火箱的温度稳定在设定温度附近。

本人设计的火箱控制器以单片机实现PID算法为核心,由数字化温度传感器测量模块、显示模块、语音模块、无线遥控模块和功率输出等模块组成。针对电火箱加热的特点,运用PID算法,设计出加热系统模型,结合单片机应用系统,完成PID算法程序,对电火箱内的温度实现实时采集,并运用无线遥控模块和语音模块实现对电火箱的遥控操作。

(一)研究方法

根据遥控电火箱的系统要求,设计出各个模块的电路图,并编程逐个实现单个模块功能,最后完成整个系统的整合、调试以完成整个系统的设计。

本人在旧火箱进行改造,更换了散热元件,设计并安装了控制器,实现了对火箱的智能控制。原景图如下:

(二)本控制器的特点

1、方便

自动恒温控温,免去了调低调高热量之苦。可任意设定温度,一次设置后各项参数可永久保存。当然在使用过程中用户也可以随心所欲地调节所需的温度值。

配备了专用红外遥控器,同时,控制器能语音播报温度,使用者可以在任意角度对电火箱进行温度调节,免去了弯腰伸臂之苦。

2、节能

开机时逐步提升加热功率,避免了大电流对加热元件的冲击,有效提升加热器的使用寿命。控制系统在达到设定温度值后自动关闭加热元件,并采用智能恒温算法,使得电暖箱节能30%以上。

3、环保

一般电暖箱采用的是简单的移相电压调整法,存在产生多次谐波干扰,功率调节元件容易损坏的缺陷(高次谐波会形成更多的电磁波辐射,对人体有一定的危害),本控制器采用过零检测及平滑的周波功率调节法,使用户的电磁环境更加纯净。

4、安全

本控制器特别注重使用安全,设计了多重安全保护功能。

温度传感器失效检测功能:如温暖传感器有短路,断路,或者测温值不准等故障时,微电脑芯片可以检测出并报警及停机;温度传感器放置位置错误时,微电脑芯片可以检测出并报警及停机;双温度传感器配置确保控制器温度测量的准确性和控制的安全性;如果功率控制元件失效导致温度过高时,温控器会检测出并报警;即使控制芯片失效,本温控器仍可以在温度超高时断开发热元件,确保用户的人身财产安全。总之,只要不是所有元件失效,此智能温控器就能确保取暖器不会发生过热失火。

四、结果分析

与传统的通过手动调整电位器改变可控硅导通角的方式实现功率控制相比,本控制器采用调零方式,无高频分量,对市电无污染;瞬间导通电流小,提高了可控硅使用寿命。同时具有对箱体内温度进行实时采集并显示、设定箱体恒定温度值,无线遥控操作、语言提示等功能。从节能方面,根据测量温度对输出功率进行实时控制,从而提高了节能效率;从安全上来讲,对箱体内来说,自动恒温、高温自动断电保护、高温报警,从而提高了安全系数。

(一)技术指标:

1、自动恒温误差在1摄氏度以下。

2、遥控距离10米以上。

(二)经济指标

单个控制器成本控制在60元以下。

五、结束语

从经济效益上来看,在冬季,可应用于所有需要烤火取暖的城市;从社会效应上来看,本系统能有效的解决南方冬季因取暖而失火的问题,而且还能节约电能。从专业技术上看,把工业上常用的PID控制理论运用于实际的生活中,扩大了应用领域。

参考文献:

[1]胡寿松.自动控制原理(第4版).科学出版社,2008年.

[2]郝芸.自动控制原理及应用(第4版).大连理工出版社,2008年.

[3]龙胜.设计一款节能的电火箱[J].发明与创新,2006年6月15期.

作者简介:

智能控制器范文6

关键词 家庭控制器 家庭控制器主机 通信网络 设备自动化 安全防范

1、引言

随着国民经济和科学技术水平的提高,特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的迅猛发展与提高,促使家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量,智能住宅也正是在这种形势下应运而生的。

智能住宅的概念起源于美国,美国的智能住宅发展是最为迅猛的。继美国之后,欧洲、日本、新加坡等国家住宅智能化也得到了飞速发展。在我国,智能住宅这一概念推广较晚,但其发展的速度也很快,全国已建立了一些具有一定智能化功能的住宅和住宅小区。

智能住宅是将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置,通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过家庭控制器来实现的,家庭控制器具有家庭总线系统、通过家庭总线系统提供各种服务功能、能和住宅以外的外部世界相连接。所以说家庭控制器是智能住宅的核心,也有人将它比喻成人的大脑。由此可见,家庭控制器在智能住宅中的重要地位。

2、家庭控制器的组成

按照智能住宅的系统,可将家庭控制器的组成分成家庭控制器主机。家庭通信网单元。家庭设备自动化单元和家庭安全防范单元四个大部分,家庭控制器的组成详见图1所示。

2.1家庭控制器主机

家庭控制器主机是由中央处理器cpu、通信模块组成。

2.2家庭通信网络单元

家庭通信网络单元由电话通信模块、计算机互联网模块、CATV模块组成。

2.3家庭设备自动化单元

家庭设备自动化单元由照明监控模块。空调监控模块。电器设备监控模块和电表、水表、煤气表数据采集模块组成。

2.4家庭安全防范单元

家庭安全防范单元由火灾报警模块、煤气泄漏报警模块、防盗报警模块和安全对讲及紧急呼救模块组成。

3、家庭控制器的功能

家庭控制器与外部设备之间的关系见图2所示。

3.1家庭控制器主机的功能

通过总线与各种类型的模块相连接,通过电话线路。计算机互联网、CATV线路与外部相连接。家庭控制器主机根据其内部的软件程序,向各种类型的模块发出各种指令。

3.2家庭通信网络的功能

3.2.1 电话线路

通过电话线路双向传输语音信号和数据信号。

3.2.2 计算机互联网

通过互联网实现信息交互、综合信息查询、网上教育、医疗保健、电子邮件、电子购物等。

3.2.3 CATV线路

通过CATV线路实现VOD点播和多媒体通信。

3.3 家庭设备自动化的功能

家庭设备自动化主要包括电器设备的集中、遥控、远距离异地的监视、控制及数据采集。

3.3.1家用电器进行监视和控制

按照预先所设定程序的要求对微波炉、开水器、家庭影院、窗帘等家用电器设备进行监视和控制。

3.3.2 电表、水表和煤气表的数据采集、计量和传输根据小区物业管理的要求在家庭控制器设置数据采集程序,可在某一特定的时间通过传感器对电表,水表和煤气表用量进行自动数据采集、计量,并将采集结果传送给小区物业管理系统。

3.3.3 空调机的监视、调节和控制

按照预先设定的程序根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视,调节和控制。

3.3.4 照明设备的监视、调节和控制

按照预先设定的时间程序分别对各个房间照明设备的开、关进行控制,并可自动调节各个房间的照明度。

3.4 家庭安全防范的功能

家庭安全防范主要包括防火灾发生、防煤气(可燃气体)泄漏、防盗报警、安全对讲、紧急呼救等。家庭控制器内按等级预先设置若干个报警电话号码(如回家人单位电话号码,手机电话号码、寻呼机电话号码和小区物业管理安全保卫部门电话号码等),在有报警发生时,按等级的次序依次不停地拨通上述电话进行报警(可报出家中是哪个系统报警了)。

3.4.1 防火灾发生

通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器,监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生家庭控制器发出声光报警信号,通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况,自动调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。

3.4.2 防煤气(可燃气体)泄漏

通过设置在厨房的煤气(可燃气体)探测器,监视煤气管道、灶具有无煤气泄漏。如有煤气泄漏家庭控制器发出声光报警信号,通知家人及小区物业管理部门。

3.4.3 防盗报警

防盗报警的防护区域分成两部分,即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关;住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装红外探测器。当家中有人时,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关)设防,住宅内区域防护的防盗报警设备(红外探测器)撤防。当家人出门后,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关)和住宅区域防护的防盗报警设备(红外探测器)均设防。当有非法侵入时,家庭控制器发出声光报警信号,通知家人及小区物业管理部门。另外,通过程序可设定报警点的等级和报警器的灵敏度。

3.4.4 安全对讲

住宅的主人通过安全对讲设备与来仿者进行双向通话或可视通话,确认是否允许来访者进入,住宅的主人利用安全对讲设备,可以对大楼入口门或单元门的门锁进行开启和关闭控制。

3.4.5 紧急呼救

当遇到意外情况(如疾病或有人非法侵入)发生时,按动报警按钮向小区物业部管理部门进行紧急呼救报警。

4、家庭控制器的选用

家庭控制器的选用主要根据以下几个方面来考虑。

4.1 用户的基本要求

根据用户提出有哪些被控设备及监视控制要求(功能要求)等因素,来对家庭控制器组成进行配置,包含模块种类的选择和各种模块数量的选择。

4.2 住宅和小区的建设标准

根据住宅和小区的建设标准、智能化水平、各个家庭的经济水平,选择相应档次的家庭控制器。

4.3 扩展功能

家庭控制器要有一定的扩展功能,考虑能适应今后发展的需要。

5 结束语

智能住宅的发展方兴未艾,它是二十一世纪住宅科技发展的重要标志,虽然智能住宅对于我国大多数人来讲还是一个新的概念,但很快会被人们所了解和接受,这一技术也将在我国被广泛应用。智能住宅技术发展日新月异,往往在我们做规划和设计时选用先进的。成熟的技术,在经过从规划。设计到设备安装这段时间后,原来所选用的设备在技术上已经落后了或有了新的发展。所以在规划、设计时要考虑技术发展这一因素,一定做到超前,即在技术(系统)方面超前、在预留接口(模块)方面超前、在敷设管线方面超前。

5.1 在技术(系统)方面超前

在规划和设计时应预测智能住宅若干年后的发展趋势,会增加哪些新系统、扩展哪些系统、增加哪些新设备。增加哪些新的控制要求等,在规划和设计中应予考虑和体现出来。

5.2 在预留接口(模块)方面超前

在规划和设计中应预留一定数量的标准型接口(模块),以满足今后发展和接不同类型设备的需要。

5.3 在敷设管线方面超前

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