各位老师好。我今天答辩的题目是《智能家居环境下的节能系统设计》。
我首先说一下为什么选这个题目。现在大家生活好了,家里电器越来越多。电费是一个问题。资源节约也很重要。我想设计一个系统,这个系统能让家里用电更节省。它不需要人一直操心。我的目标是让系统自动工作,方便生活,同时减少浪费。
我的设计主要做了下面几件事。第一件事是了解现有的情况。我查了很多资料。看了别人做的系统。我发现有些系统比较复杂,成本高。有些系统不够智能,需要人操作。我希望我的设计简单一点,便宜一点,更自动一点。
第二件事是确定系统的功能。我的系统要能监测家里的用电情况。监测的内容包括温度、光线、还有人的活动。系统要根据这些信息控制电器。比如房间里没有人,灯应该自动关上。空调可以调整到合适的温度。不是一味地开低温。
第三件事是设计系统的结构。整个系统分为三个部分。第一部分是信息收集。我用了传感器。有温度传感器,光线传感器,还有一个红外传感器用来感应人。第二部分是信息处理。我用了一个单片机。它像系统的大脑。传感器传来的数据,单片机会判断。它会决定电器该开还是该关。第三部分是执行部分。我用了继电器模块。单片机发出指令,继电器就去控制电灯的开关,或者风扇的转速。
第四件事是硬件连接和制作。我把传感器、单片机、继电器连接起来。我画了电路图。按照图纸焊接了线路。我做了保护,防止短路。我把它装在一个小盒子里,看起来整齐一些。
第五件事是编写程序。我写了代码。代码告诉单片机怎么做。比如光线很暗的时候,并且检测到有人,灯才打开。如果光线很亮,即使有人,灯也不开。温度超过三十度,风扇开始转动。温度降到二十六度,风扇就减慢速度或者停止。程序里设置了这些判断的条件。
第六件事是测试。我在实验室搭了一个小房间模型。模型里有小灯,有小风扇。我把我的系统装上去。我做了很多次测试。我走过去,灯会不会亮。我离开很久,灯会不会关。我用热风机提高温度,看风扇会不会转。测试结果基本成功。系统能按照我的想法工作。有时候反应慢一点,我调整了程序,让它更快了一些。
我的设计有一个特点。我考虑到了不同家庭的情况。每个人的习惯不一样。有的人喜欢亮一点,有的人喜欢暗一点。我在系统里留出了调整的余地。用户可以通过一个简单的按钮设置自己的偏好。比如设定一个自己觉得舒服的温度范围。系统会记住这个范围。
在设计过程中,我遇到了困难。最大的困难是让各个部分协调工作。传感器信号有时不稳定。单片机读到的数据跳动很大。我查了原因,可能是线路干扰。我换了更好的导线,给传感器加了滤波电路。问题解决了。另一个困难是控制逻辑的完善。一开始想得太简单。实际情况更复杂。比如人只是短暂离开,灯不应该马上关掉。我修改了程序,加入了时间延迟。只有人离开超过两分钟,系统才关灯。
我的设计用了常见的材料。单片机、传感器、继电器都是市场上容易买到的。价格不贵。这说明我的系统有实际使用的可能。普通家庭可以负担。安装也不复杂。
这个设计当然还有不足的地方。现在它只是一个模型。模型和真正的家不一样。真正的房子空间大,结构复杂。需要更多传感器,布置也更麻烦。系统的判断还可以更聪明。现在它只能根据几个条件做决定。未来的系统可以学习人的生活习惯。用更长时间的数据来调整自己。这是我以后可以继续研究的方向。
我做的这个设计,让我学到了很多。书本上的知识和动手实践不一样。我从头到尾做完了一个小项目。我知道了怎么发现问题,怎么寻找解决办法。我也明白了,一个好的设计,要考虑人的需要,要考虑成本,要考虑可靠性。
我的陈述就是这些。请各位老师提问。