一、前言

?????日常生活工作中，有些場合需要特定的環境條件，如我們平時的電子設計實驗室、舒適的嬰兒寢室，對環境要求比較高，其中包括兩個重要參數：溫度、濕度，今天我們就基于DragonBoard?410C做一個智能空調系統方案。

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二、概述

?如下圖，原理很簡單，我們就基于DragonBoard?410C結合日常現有的空調機搭建了一個原理框圖，因為要保證現有空調機完整的前提下進行，那么就我們通過紅外控制空調的工作狀態（目前市場上大部分空調機人機交互途徑還是紅外遙控），我們采用溫度、濕度兩個Sensor采集室內溫濕度數據（有時兩Sensor會封裝在一顆IC內），通過I2C接口傳給Dragon?Board，CPU?APQ8016會將對應的數據通過液晶LCD顯示出來，同時在內部做一下算法處理，然后通過一個GPIO控制紅外發射二極管將控制信息發射出去，在另外一頭，空調機的紅外接收頭接收到控制指令，空調會做出相應的工作狀態調整，另外，如果濕度不夠則開啟加濕器而關閉空調機的除濕功能。

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三、設計說明

3.1?溫度傳感器

???????溫度傳感器內部框圖如下，其溫度感應器件（一般是熱敏電阻）將溫度信息轉成電壓大小，經放大并ADC轉換后變成數字信號，再經內部處理將信號轉成符合I2C接口協議的數據輸出，每個廠家的Sensor都大同小異，可能在算法和一下輔助功能上有些差異，如累積求平均的算法，加一下邏輯控制比較器以可做一些硬中斷。

3.2?濕度傳感器

濕度傳感器常見的有兩種：電容式和電阻式。

a、電容式。

電容式濕度傳感器的傳感器件就是濕敏電容，一般是用高分子薄膜電容制成的，當環境濕度發生改變時，濕敏電容的介電常數發生變化，使其電容量也發生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。如下圖是一顆電容式濕度傳感器內部框圖，濕敏電容將濕度變化轉換為電容值變化，再轉成電壓信號經兩級運放放大，輸入到ADC轉成數字信號，再由內部控制邏輯電路處理后以常見的數字串行接口（I2C/SPI）輸出。

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b、電阻式。

相應的，電阻式對應的則是濕敏電阻，特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化。如下圖是某電阻式傳感器框圖，同上相似，除傳感原件差異外，后續相關處理電路工作原理相似，不在贅述。

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3.3?IR遙控

這里我們用到了紅外遙控輸出，所以也簡單說說其原理吧。紅外遙控由兩部分組成：紅外發射和接收。發射部分是一顆特定波長（如940nm）的紅外光發射二極管，由一個普通的晶體管即可驅動，工作時，38KHz載波被控制信號調制，通過某種編碼方式發射出去。接收端則是紅外接收光電二極管及其后端處理電路組成的紅外遙控接收頭，光電二極管將紅外光轉為電信號，經放大、自增益控制、包絡解調、整形及驅動等處理后還原輸出數字信號。

3.4?液晶LCD

液晶LCD在這里起到的作用是將采集到的溫濕度信息顯示出來，此屏還帶背光，在黑暗的環境下也能清晰可見。這種點陣式的接口一般為普通的低速并行口（如下表接口定義），易于控制，其內部工作原理及驅動程序在網上很容易找到，在此也不在贅述。

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四、綜述

將以上各部分組裝起來，配以驅動程序，較容易的就可以實現我們的這個智能空調系統，值得注意的是，濕度和溫度有一定關系，實驗室設備環境的調節倒還較為簡易，只要滿足設備工作的溫濕度范圍即可，若是人體感覺則不一樣，因涉及到舒適度的問題，不同的溫度要配合一個較合適的濕度才會得到較好的舒適度，需要得到豐富的經驗值，建立一個查詢表或者數據庫，或者，在算法上做一些優化。

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五、進階

我們可以進一步做的人性化一點，將認為控制加進來，如寫個APP，用手機通過WiFi與DragonBoard通信，發命令手動調節，自定義“均衡器”以適應跟人感受喜好。

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