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基于Android的多功能空调控制系统设计

徐立伟  
【摘要】:随着信息技术、人工智能和控制技术的飞速发展,智能化和多功能化已经成为了新时代的发展趋势。空气调节器作为智能家居的一部分,正在扮演着越来越重要的角色。智能手机将成为智能家居中主要的控制平台。本文对基于Android的多功能空调控制系统进行了研究。通过对国内外智能家居和空气调节器的研究现状进行分析,指出智能家居的发展趋势主要有四个方向:基于物联网的智能家居、基于FIDO协议的安全性、基于云的智能家居、智能电网和智能家居的结合。空气调节器的发展趋势为智能化、舒适化、高能效以及室内空气全维度控制。分析了多功能空调的功能结构原理,详细介绍了课题用到的相关技术工具,确定了本次课题的控制系统总体设计方案,该方案由智能手机、无线通信模块、下位机控制器、传感控制网络和执行部件组成。控制系统的总体功能是安装了控制APP的Android手机作为控制平台,通过WiFi无线传输控制指令传达控制信息,来实现多功能空调的控制。详细给出了多功能空调控制系统的硬件设计及软件设计。硬件设计包括控制器选型、空气品质参数采集传感器选型、WiFi通信模块、电源模块、鼓风机控制电路、压缩机控制电路、液晶显示模块及继电器模块,设计了传感器与控制器的硬件连接图。软件设计包括Android手机APP界面设计、WiFi模块配置,着重给出了基于TCP协议的Android客户端编程。对多功能空调控制系统进行了硬件仿真,设计了室内空气品质参数的采集程序,设计了 Android手机客户端与控制器的通信协议。介绍了模糊控制的基本原理,设计了 CO2浓度调节的模糊控制器并进行MATLAB仿真,通过调节新风机阀门的开度调节CO2浓度。以温度控制为例对室内温度模糊控制算法效果进行实验测试,模糊控制算法满足快速响应、超调量低,达到了很好的控制效果。最后进行系统通信测试,总结测试结果,只要在无线WiFi可接收的范围内,基于Android的多功能空调控制系统具有可靠性高和稳定性好的特点。


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