1. 研究目的与意义（文献综述）

炎热的夏季,电风扇成为人们消暑降温的主要工具,虽然空调的出现使得其市场缩小,但风扇并不能完全被取代。空调能够快速降低室温,但并不适用于体质较差的老人和儿童,且空调的使用和购买成本比电风扇高。因此，风扇依旧是人们更加经济的选择。电风扇降低体表温度的原理是加快空气流动,使人体体表水分蒸发加快,从而带走体表热量来达到降温的目的，相对于空调比较温和，更适宜体质较差的人群。

传统电风扇是手动控制的有级调速,风速恒定。由于夏季昼夜温差较大，白天气温较高，需要风扇转速快一些来降温消暑；夜间温度降低，需要风扇转速慢一些防止人们受凉，如果太慢又容易热醒影响睡眠,传统风扇每次都需要人们根据温度变化来手动调节风速，十分不方便，虽然风扇定时器的设计缓解了上面的部分问题，但定时器短板明显，不仅其定时时间有限制，而且定时器只能控制风扇的定时停止，并不能改变风速。此外，近年来，绿色、环保、节能成为社会的主流方向，风扇也日益趋于智能化、节能化。自动调速风扇的出现,使得这一系列问题得到有效解决,基于体表温度的自动调速风扇,能够实时采集人体体表温度信息,并将信息传回风扇,使电风扇能够根据体表温度信息自动进行调速,这不仅使人感觉舒适,防止着凉,而且能够有效节省电能,延长风扇的使用寿命。

在国内，自动调速风扇发展迅速，不断涌现出新的研究成果。从最开始的基于环境温度来控制风扇的启动和停止以及转速，到现在以人体温度为检测对象以实现更加精确的控制，检测的传感器日趋多样化，不再仅仅局限温度这参数，距离、光照度等也进入考虑范围。在控制方式上，早期国内主要采用双向可控硅来实现电机转速控制，通过控制可控硅的导通角来实现风扇调速，但这种方法会产生较大噪声，后来逐步开发出pwm控制方式,它通过控制pwm波的占空比来调节风扇驱动电压以实现调速。变频器的出现，使得变频调速变得更加方便简单，且噪声小，因而得到广泛应用。此外，自动调速风扇也不再仅仅局限于人体降温，电脑cpu冷却风扇也是其较普遍的一种应用。

2. 研究的基本内容与方案

(一) 基本内容

1. 了解arduino系统的开发流程；

2. 查阅相关资料，提出合理的系统设计方案并论证；

3. 完成系统配置、硬件选型、硬件电路设计；

4. 完成软件设计，包括电动机控制部分，舵机控制部分，LCD显示部分，温度测量部分,蓝牙控制部分和超声波测距部分。

5. 完成系统调试，并对实验结果进行分析；

6. 根据设计需要绘制相关图纸，至少包括原理图，并提供主要元器件清单。

(二) 设计目标

设计基于Arduino平台，利用Arduino mini制作手环，控制蓝牙模块和温度传感器。利用Arduino UNO制作风扇控制板控制继电器、马达、舵机、超声波测距模块和蓝牙模块。手环采集人体体表温度，并通过蓝牙模块发送到风扇控制板，控制板通过超声波测距模块测量人体与风扇的距离，通过该距离和温度来控制马达转速，从而实现基于体表温度和距离的自动调速风扇。

(三) 拟采用的技术方案和措施

基于体表温度的自动调速风扇设计主要包括六个个部分：温度测量部分，超声波测距部分，电动机驱动部分，舵机控制部分，蓝牙控制部分 ，LCD显示部分。

1.整体框架图

如图1， 基于体表温度的自动调速风扇分为两大部分: Arduino主板和Arduino Rro Mini板。 Arduino Rro Mini板上主要包括温度传感器、蓝牙发送模块，实现温度采集并将数据传回Arduino主板的功能；Arduino主板上包含了蓝牙接收模块、舵机模块、电机驱动以及超声波测距模块，用于实现蓝牙数据接收,距离测量以及风扇摇头和自动调速功能。

2.系统流程图

接通电源后，先判断电机开关是否开启，若开启则风扇以默认风速运行，再判断模式切换按键是否按下，若按下则选择模式一，即蓝牙模式；若未被按下则选择模式二（补偿模式）。若开启补偿模式，则通过超声波测距的结果来调节风速，若开启蓝牙模式，则通过手环返回的温度值来调节风速.

3. 研究计划与安排

1-2周 查阅相关资料，进行知识储备；

3-4周 设计系统架构，完成开题报告；

5-8周 完成系统各子功能模块的开发；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 《android案例实战》（卷三），李永华，王思野，清华大学出版社

[2] 《android轻松入门》,戴凤智，海玉，秦柱伟，化学工业出版社