智能排气扇在卫生间的应用

　　摘要：智能排气扇作为一种智能家电得到了社会的认可，有助于提高大众生活质量。文章针对智能排气扇安装过程中的一些问题给出了相应的解决措施，以做好建筑物内部卫生间的通风工作，保障居民的身体健康。

　　1　研究背景

　　智能排气扇作为一种智能家电得到了社会的认可，出现在了很多居民卫生间中。过去一些老旧居民住房的卫生间大多存在排气差、甚至不通风的现象，到了夏季反潮时节，住户家中异味严重，影响居民的正常生活，甚至会形成呼吸道疾病。因此，在住户卫生间安装智能排气扇势在必行。

　　2　智能排气扇的总体设计方案

　　智能排气扇的总体设计方案中电路系统的设计分为如下模块：检测模块、控制模块、驱动模块、显示模块。智能排气扇的电路系统设计中采用传感器技术，用于电路系统中相关数据的检测，根据得出的检测数据分析实际运行环境，确定是否开启风扇进行排气作业。智能排气扇的传感器检测系统会自动进行有毒有害气体的识别，运行中一旦检测到有毒气体，会在第一时间打开系统风扇，以最大的排气速度进行排气作业。这一过程是卫生间智能排气扇智能化的有效验证。同时，未检测到有毒有害气体时，系统会根据检测到是否有水流过流量传感器以及温度高低来确定排气量的强弱，排气扇的转速、温湿度会在智能排气扇的LCD上显示。

　　3　智能排气扇的硬件设计

　　3.1　供电模块

　　供电模块是智能排气扇硬件设计中的一个重要模块。该模块主要负责智能排气扇的用电供应，通常情况下智能排气扇的总电源电压稳定在12V，下设各模块用7805芯片降压到5V给传感器、单片机、LCD供电，在H桥供电模块中采用的是12V 电源进行后续供电。之所以供电模块采用稳压电源供电，其根本原因是稳压电源供电下的供电效果更好，能减少供电污染。

　　3.2　风扇驱动模块

　　为实现风扇的高效驱动，风扇驱动模块设计中对风叶的转速控制在一定范围内，在这一环节智能排气扇统一采用3205核905组成的H桥，主要通过控制单片机发出的PWM波占比的不同来实现桥路输入电压的控制，进而实现对风扇转速的有效控制，得到一个较优的转速。实践表明，风扇驱动模块可以很好地控制风扇转速。

　　3.3　检测模块

　　在检测模块中，智能排气扇主要利用传感器进行后续装置检测，完成排气扇相关温度和转速等的检测。①检测模块中应用了数字温度传感器，主要用于检测排气扇的运转温度，进行测温作业。测温作业中划分了多个测温模块，数字温度测温传感器凭借自身耐磨耐碰、体积较小、使用方便、封装形式多样化的特性，被有效应用在多个测温领域中，尤其适用于一些空间极其狭小的数字测温环境和控制领域。②数字温湿度传感器是一款拥有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，在测温过程中具有长久稳定的使用特性，且耗能较低，符合新型技术的使用标准，能够应用在多个排风扇检测场合中，是排气扇检测方案的最佳选择。此外，在家居卫生间智能排风扇的检测模块中应用较广泛的检测技术还有红外对管和LCD 显示检测技术。这些技术的存在都能够更好地完善原有排风扇检测模块的设计不足，创建更为智能化、新型化的检测技术。

　　4　智能排气扇的软件设计

　　智能排气扇能够有效检测出空间内排放出的有毒气体，并在同一时间内根据温度和湿度实现自动无级调速。在这一过程中，智能排气扇应用了多种技术，如传感器技术、电子技术、红外线遥控技术等，多种技术的综合以实现智能排气扇性能的提升。新型智能排气扇具备稳定性好、精度和灵敏度较高、响应速度较快等优点。

　　除了智能排气扇的硬件设计，本文还就智能排气扇的软件设计进行了详细分析。在智能排气扇的软件设计中采用了模块化的结构设计，包括：温度检测模块设计子程序、温湿度检测模块子程序、红外线遥控模块子程序等。在主程序流程图的设计中可以看到，智能排气扇实际作业中的相关性能需求，而后通过启动按键处理程序启动风扇保持最高转速，及启动声光报警的方式来解决排气问题。此外，在软件设计中湿温度处理子程序的设计也至关重要。需要秉承最基础的设计理念和初衷，一同完成新时期卫生间智能排气扇智能系统的设计。使得新研制出的智能排气扇能够更好地适用于卫生间排气处理作业，解决普通排气扇存在的缺陷，为居民提供更加安全、舒适度更高的居住环境。

　　5　智能排气扇的特点

　　智能排气扇集自动化与科技化于一体，是现代技术的产物。该技术主要利用了人体感应功能，同等条件下智能排气扇可以在卫生间的换气系统中实现自动换气功能。此过程中排气扇的连接主要利用了电连接红外线感应开关。系统运行电源采用的是交流电，一旦人体接近便池就会出现红外线开关感应，排气扇就会相应运转起来，人体离开后，感应自动断开，并自动关闭排气扇。这一结构设计相对比较简单，且使用方便，设计更为人性化，仅通过加设一个自动启停的红外线感应开关就可以实现卫生间排气扇的自动启停，进而完成排气扇的智能控制。在这一过程中，充分体现了智能排气扇智能、环保的特性，节省资源的同时实现了智能化控制。此外，智能排气扇还拥有自动检测空气污染程度的功能，系统在检测到卫生间存在污染气体时就会自动开启室内空间通风功能，以此来促进卫生间内空气的流动，及时将一些有毒有害气体排出，保证卫生间内的空气流通，实现自动通风。随着我国排风扇设计技术的不断进步，市场上出现的新型智能排气扇变得更为精巧智能化，无论在外形还是性能设计上，智能排气扇都能很好地弥补普通排气扇的缺点，朝着低噪音、低转速、超低能耗、超大排风量的方向发展。

　　6　结语

　　综上所述，智能排气扇的出现很好地解决了过去卫生间排气扇安装方式不当的问题，进一步优化了卫生间排气系统，给住户提供了更为舒适的住房体验。数据调查显示，现阶段我国市场上的各类智能化产品种类繁多，常见的有智能洗衣机、智能电饭煲等，这些智能化家居设备已经被大众广泛使用，并且获得一致好评。智能排气扇作为新型智能家居设备的一种，与居民生活息息相关，本文论述了智能排气扇的总体设计方案，并就智能排气扇的硬件设计和软件设计进行了分述，阐明了智能排气扇的特点，使卫生间的排气问题得到更为合理的解决。

　　作者简介：李凌（1995-），男，广东中山人，供职于广东电网有限公司公司中山供电局，研究方向：智能配电网及配网自动化。

　　参考文献

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　　[2]谭浩强．C语言设计[M]．北京：清华大学出版社，1991．

　　[3]童诗白．模拟电子技术基础[M]．北京：高等教育出版社，2012．

　　（责任编辑：刘振敏）