基于Android平台的遥控风扇控制系统设计

摘要：针对现有风扇智能化程度不足，控制不够便捷等问题，利用现有的蓝牙通信技术、单片机控制技术和安卓平台，设计开发了一个基于Android平台的遥控风扇控制系统，实现无线远程控制风扇调速的功能。

Abstract： A remote control fan control system based on Android platform is designed and developed by using the existing Bluetooth communication technology， single chip microcomputer control technology and Android platform in view of the lack of intelligent degree and inconvenience in control of the existing fan， which realizes wireless remote controlled fan speed control.

关键词：蓝牙；安卓；单片机；风扇

Key words： Bluetooth；Android；single chip；fan

中图分类号：TP872 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）17-0157-03

0 引言

蓝牙技术是一种被全球广泛使用的短距离无线通信技术，通过在设备上安装蓝牙模块，可以将在一定范围内的电子装置通过局域的无线网连接起来，除去了传统的电线，使通信成本更加低廉。目前，蓝牙技术处于发展阶段，随着蓝牙技术的日渐成熟，蓝牙低功耗、小体积、便于使用等优势日渐体现，蓝牙具有很大的发展前景。因此，蓝牙技术在智能家电发展这方面在今后将会是一种主流技术。

Android平台作为一个具有代表性的智能平台，因为其开源和开放性，迅速成为使用人数众多的智能平台，广泛应用于各种智能化设备中。由于Android平台对于开发商的应用开发不受任何限制，所以开发环境十分宽泛自由，对平台的应用将会更加创新和符合功能需求。而且将智能平台与控制系统组合在一起，不仅使智能平台具有便携能力，可以实现真正的移动的通信方式，其功能也根据现实的应用场景有了更多创新。因此，通过此平台，对于智能家电的控制将变的更加简便。

Mcs-51单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。它外形小巧，开发速度快，在节能、电池状态下也能工作，其可靠性高，控制功能强，成本极低，在智能家电方面有很大应用空间。

综上所述，将蓝牙技术，Android平台的控制系统，Mcs-51单片机整合在一起制作基于Android平台的遥控风扇调速控制系统，具有成本低，开发环境自由，使用便捷等优点，具有广阔的开发前景和强大的市场竞争力，具有较高的实用价值。

1 风扇控制系统的工作机制

1.1 系统方案

传统的电风扇控制只能按风扇上的控制按钮才可以运行风扇，基于传统电风扇控制模式的局限性，在此我们设计一种无线自适应电风扇控制模式，主要实现对电风扇的远程手动或自动控制。系统方案如图1所示，其主要功能包括：用户借助基于Windows系统的台式机和笔记本电脑和基于Android系统的手机和平板电脑，通过蓝牙通信方式与风扇中的单片机系统进行通信，继而和风扇中的继电器共同实现对风扇的风速的控制。

1.2 系统工作流程

系统工作流程如图2所示。在风扇与客户端之间采用了双向通信，用户通过访问Windows客户端或Android客户端设置风速控制需求，客户端软件根据用户需求生成风速指令，通过蓝牙模块将指令发送，由单片机对蓝牙模块进行接收解读，从而了解用户需求，从而根据用户的需求来调节继电器，对风扇的风速进行控制。

2 风扇系统设计

2.1 客户端结构

为了减少控制系统占用的内存，提高软件的运行速度，Android客户端控制系统的组织结构设计简单，主要包括硬件管理，风速控制和辅助功能3个子模块。Android客户端控制系统组织结构如图3所示。

2.2 单片机控制模块

系统单片机采用STC89S52RC单片机作为中央处理器，与蓝牙，继电器，风扇转动机等连接，作为整个控制系统的核心，控制系统，采用C语言编写风速控制的流程，做到控制风扇的风速。图4为单片机最小系统电路。

2.3 蓝牙控制模块

蓝牙通信基于HC-06系列蓝牙芯片实现。在Android平台或Windows上下载客户端，实现接受手机发出的指令并发给单片机，作为系统的一个接收器。

2.4 继电器控制模块

经过电路电线与单片机、风扇转动机连接，通过读取单片机的指令，转化为编程语言，控制电路的连通，做到控制风速，在系统中起到开关的作用。

因此，基于Android平台，单片机技术，蓝牙技术和继电器设计的连接电路如图5。

3 系统实现

系统实现的主要功能包括开关控制、风速调节。经过多次测试，控制系统基本能够满足预期的性能指标，稳定性高。通过实际测试，基于蓝牙和Android平台的风扇控制系统具备以下特点。

①低功耗，节能省电。采用蓝牙控制，节省了家用遥控器和电池的使用，且其耗能少，低碳环保，也节约了成本。

②传输速度快且实时控制能力强。通过蓝牙技术传输数据，能够做到快速的发送和接收指令，并根据用户需求进行准确的操作，做到实时控制。

③系统运行稳定性高。系统所应用到无线蓝牙传输、Android平台、单片机结构在目前来说已经是成熟而稳定的技术，由于Android平台的自身的开放性使得蓝牙模块的连接极为顺畅，便于根据用户需求来控制风扇的运行。

④控制过程简易方便。系统在连接上采用了无线蓝牙技术，省去了复杂的电路，同时实现远程控制的功能。在控制界面上，具有风速调档的各档位控制，这些功能操作都可以通过手机Android平台或电脑的Windows平台来实现，所有功能和操作都集中在移动设备上，使得操作控制过程简易方便。

Android客户端基于MyEclipse开发环境。图6为Android收集客户端与风扇控制电路的实现效果图，图7为项目开发的Android客户端程序界面。

4 结语

目前，基于有线的风扇风速控制系统存在线路繁杂安装复杂，移动和扩展性差，安装和维护成本高，施工周期长和维护困难等缺点，而本文设计的基于蓝牙技术的Android平_的风扇控制系统，利用无线蓝牙通信可除去繁杂线路，降低成本，使通信过程更为快捷稳定，实现远程遥控功能，为人们日常生活提供方便有一定的实际意义。而随着Android平台的不断发展，其开放性的特点使其成为使用人数众多的平台，如此将蓝牙技术与Android平系起来，对于风扇的控制就有了一定的实用性和便携性。随着智能风扇的不断普及发展，该控制系统能够与生活中各类风扇连接，通过蓝牙数据传输，从而进一步实时控制各类风扇，提升生活家居智能化。

参考文献：

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