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开开关关变波形，冷暖快慢我都成
烈日炎炎的夏天，人们在高温的环境里。普遍会感到心情烦躁，身体不适。严重地影响了人们的生活和工作。而空调的出现，使人们可以在炎热的夏天“制造”出一个温度和湿度都令人感到舒适的“人工气候”。使人们在夏天的生活质量和工作效率得到很大的提高。
空调的发明源于人们改变夏天温度的想法，早在我国秦朝时期，人们就用冬天储存的冰块来降低夏天皇宫的温度。现代意义上的空调是由美国技师多西在1881年发明的，当时美国总统格菲尔外出被刺，需要低温的环境做手术，多西使用压缩机和皮管等物，利用压缩空气的还原，产生冷却的效果。后来经过不断演化，形成了现在我们所用的空调。现在市场上所卖的空调种类很多，按照功能分有冷风型、电热型、热泵型等。按照结构分有整体式、分体式等。空调的控制方面也采用了如智能控制、模糊控制、变频控制等新技术。 虽然空调的种类很多，但是他们的制冷原理都是一样的。空调器制冷系统主要由压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管和蒸发器组成。这些部件通过连接管组成一个封闭的系统，在系统内注有一定量的制冷剂。制冷剂在封闭的系统中循环。下图是制冷系统的工作过程示意图。制冷剂在蒸发器中处于低压液态的状态，在室内温度高时，制冷剂吸收室内热量不断汽化，变成高温气态。气态的制冷剂经过压缩机，压缩机将制冷剂压缩成高压高温的气体，然后送入室外的冷凝器，在冷凝器中制冷剂由于处于高温高压下，与外界交换热量，同时制冷剂液化，温度降低。液化后的制冷剂通过毛细管后温度进一步降低，形成低温液态的制冷剂，又进入蒸发器进行下一个循环。不断的循环往复，室内的热量就会被排到室外。
从上面对空调基本原理的介绍中，我们可以看出压缩机是整个空调工作的核心部件。空调压缩机的动力来源于一个与其相连的电动机上。空调压缩机就是在电机的带动下对制冷剂进行压缩的。现在市场上出售的各种空调，很多都说自己的空调采用了变频技术，可以节约电能，而且噪声小。变频空调有什么奥妙能够有这种功能呢？要回答这个问题，我们首先要知道电机的转速是由什么决定的，电机的空转转速是由电机定子的磁极对数、电机电源的电压和电源的频率共同决定的，空转速度的高低决定了相同负载情况电机的转速。通常我们使用的电机是靠改变电机电压的办法来改变电机的转速，而频率是不能变化的，我国家用电源的频率为50Hz。而变频空调采用了变频装置，该装置可以改变电源的频率来改变电机的转速，电机电源的频率越低，电机的转速就会越慢。变频装置的工作原理图如下。家用的50Hz交流电，首先送到一套整流用的晶闸管（该器件可以通过电压控制其开关状态）。交流电经过晶闸管后变成直流电，然后直流电送入一套逆变器中，逆变器的开关和正负极的变化由一个脉冲发生器的装置控制，这样从逆变器出来的电，再通过滤波等环节，就变成了不同频率的交流电，频率的大小由脉冲发生器控制。经过改变频率的交流电送入带动压缩机的电机，就可以控制电机的转速了。变频调速是一种无级调速技术，调速范围大，电机运转平稳。我们只要根据室内温度的变化，不断调节压缩机运转的快慢就可以达到制冷节能的目的。
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| 12 .2 模糊洗衣机 | ||||
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糊里糊涂洗衣服，万千巧妇都不如
1965年美国的扎德教授创立了模糊逻辑理论，到现在模糊技术已经被广泛地应用在各个领域。虽然起源于美国，但是模糊技术在中国和日本却得到了广泛的关注，并且在理论研究和实际应用方面走在了世界的前列。模糊控制技术在家用电器中得到了广泛的应用，形成了模糊家电系列产品。所谓模糊家电就是揉入人们对家电使用的先验知识，根据人的经验建立操作模式，在电脑的控制下可模仿人的思维进行判断的家用电器，可以说是人和电器的结合体。一个模糊家电就象是一个普通家电和一个熟练操作员的结合体，这样用户对家电的操作会更加简单高效。现在已经投放市场的模糊家电有：模糊电视机、模糊空调器、模糊吸尘器、模糊电冰箱、模糊电动剃须刀等，种类很多，但是他们所用原理都是一样的。一个模糊控制系统通常由输入量、模糊推理规则和输出量组成。系统根据不同的输入量采用对应的推理规则决定输出量的大小。下面我们用最常用的模糊洗衣机为例来介绍模糊家电的原理。
在洗衣服的时候，通常决定洗涤效果的主要因素为：衣服的种类、水的温度、洗涤剂、和机械力。衣服种类主要有棉纤维和化纤之分，化纤的衣服要比棉纤维的衣服好洗。水温越高，洗涤效果越好。洗涤剂主要是各种酶决定洗涤效果。机械力也就是洗衣机通过水流来模拟揉、搓等各种人的动作。模糊洗衣机中具有检测各种状态的传感器，主要有负载量传感器、水位传感器、水温传感器、布质传感器、洗涤粉传感器。负载量传感器主要用于检测洗涤衣服的多少。水位传感器用来确定水位的高低和衣服吸水能力的大小。布质传感器用来测定所洗衣物属于棉纤类还是化纤类。洗涤粉传感器主要测定洗涤粉的种类。根据从各种传感器中得到的信号，进行模糊控制，以确定洗涤方法。模糊洗衣机的控制结构如图所示。首先将从各种传感器中得到的数据按照数值的不同分成各种不同的档次，如水温分高、中、底，衣服分少、一般、多等档次，数据所分的档次越多，洗涤的精度越好，但是就会增加推理规则。然后把这些不同的档次作为输入量送入模糊控制推理器中，根据推理规则来决定洗涤时间和水流强度。模糊控制推理器一般是一个智能芯片，具有储存和计算能力，推理规则就储存在这个芯片中。怎样确定推理规则呢？实际上推理规则就是把人洗衣服的模糊经验数字化。例如如果负载小，洗涤化纤衣服，且水温高，人们就会用小的力量，洗涤短时间。将很多类似的经验规则化，就形成了推理规则。在用的时候，根据不同的输入组合，采用不同的规则就可以了。 |
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轻轻一声说出去，一切尽在话语中
随着现代家庭中家用电器设备的增多和通讯线路的发展。利用现有的通讯设备和线路对家用电器和仪表进行远程控制，已经成为未来发展的趋势。网络技术的发展已经使很多家庭都有Internet的接口，很多家庭都可以上网。人们也已经开始尝试在互连网上进行远程控制了。但是由于现有技术的原因，这种方式还很难在短期之内普及到各个家庭。现在被人们采用的远程控制更多是通过现有的电话线来完成。这种装置叫做电话遥控器，在很多智能小区已经得到了应用。
电话遥控装置主要由主机、遥控器、家电控制电路组成。其结构图如下:
主机和遥控器都是由单片机作为主要部件的电子设备，有一定的计算和逻辑推理功能。主机位于住宅内，同时通过继电器或光电耦合器与家用电器（如电饭煲、洗衣机等）相连。主机主要是接受遥控器传来的指令，经过指令解码，来控制指定的设备，一旦操作成功即发送一个固定音频的声音。遥控器本身只发送指令而不接受指令。主机传来的证实音是通过使用者所用电话耳机所传来。使用者的指令是通过使用者所用电话机的麦克风发出的。使用者所发出的指令通过电话线以音频的形式到达主机，主机根据不同的音频来确定使用者所发出的指令是什么，从而决定执行什么功能。使用者只要随身携带遥控器，无论走到哪里都可以通过普通的电话来对自己家里的各种设备进行远程操作。如果使用者害怕自己家电被别人恶意操作，还可以使用身份验证的手段，只要在操作之前，需要使用者说出密码就可以了。 |
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IPV6显神通，家电轻松网上游
随着计算机网络技术的发展，网络已经渗入到人们生活的各个领域。人们从网络中获得信息；与远方的朋友互通消息；甚至是在家里通过网络与办公室的计算机相连接来完成上司交给自己的工作任务。经常使用网络的人，对IP地址肯定不陌生吧。IP地址就像是人们的住址一样，在网络中是通过它来区别每一台计算机，例如清华大学主页所在计算机的IP地址为166.111.4.100。计算机之间交换信息时，IP地址就像是邮件上的地址一样。可以确保信息能够到达所要传送到的计算机。
我们现在所用的IP协议是IPV4，起源于1968年开始研究的ARPANET，当时的研究者们为了给ARPANET建立一个标准的网络通信协议而开发了IP协议。 IP协议开发者当时认为ARPANET的网络个数不会超过数十个，因此他们将IP协议的地址长度设定为32个二进制数位，其中前8位标识网络，其余24位标识主机。然而随着ARPANET日 膨胀，IP 协议开发者认识到原先设想的网络个数已经无法满足实际需求，于是他们将32位IP地址分成了三类：A类，用于大型企业；B类，用于中型企业；C类，用于小型企业。A类、B类、C类地址可以标识的网络个数分别是128、16384、2097152，每个网络可容纳的主机个数分别是16777216、65536、256。虽然对IP地址进行分类大大增加了网络个数，但新的问题又出现了。由于一个C类网络仅能容纳256个主机，而个人计算机的普及使得许多企业网络中的主机个数都超出了256，因此，尽管这些企业的上网主机可能远远没有达到B类地址的最大主机容量65536，但InterNIC不得不为它们分配B类地址。这种情况的大量存在，一方面造成了IP地址资源的极大浪费另一方面导致B类地址面临着即将被分配殆尽的危险。同时这种地址分配给网络路由（也就是寻找某一特定的计算机）带来了很大的困难。 为了克服IPv4的以上不足，IETF从九十年代初开始制定IPv6协议，1998年IPng工作组正式公布RFC2460标准。IPv6继承了IPv4的端到端和尽力而为的基本思想，其设计目标就是要解决IPv4存在的问题，并取代IPv4成为下一代互联网的主导协议。IPv6的地址长度由IPv4的32位扩展到128位。提供了充分大的空间以满足各种设备的需要。另一个值得考虑的因素是地址分配。IPv4时代互联网地址分配的教训使人们意识到即使有128位的地址空间，一个良好的分配方案仍然非常关键。因此，有理由相信在IPv6时代IP地址可能会得到更充分的利用。
随着家电智能化的提高，越来越多的家用电器中具有了智能处理器。由于IPv6地址空间中有一部分是分配给一些低级处理设备的。所以未来的智能家电也将具有一个IP地址，这些智能家电也可以在未来的高速互连网络中占有一席之地。我们可以想象将来的家庭生活是一个什么样子。我们在办公室中就可以把自己房间的空调打开，以便使自己回到家中就可以享受凉爽；同时可以通知微波炉将自己早晨离家时候放在里边的食品加热；让热水器准备好洗澡水。现在很多公司都开发了自己的能够上网的家用电器。虽然这些家用电器在功能上与我们上面提到的网上家电有一定差距，但是不远的将来随着IPv6网络以及先进的智能家电技术的发展，这一切都不会只是梦想，终将成为现实。3Com公司生产的一种网络家电。她小巧玲珑，可以被放置在家中任何一个位置。她能帮助你随时查阅你的地址簿和每日工作生活安排；手写屏幕上你可以给家里其它人留言；你还可以利用她发送和接收电子邮件；空闲的时候利用她上网（她可以按照你预先的设定每天自动下载网页），而不必麻烦的去打开计算机；她还可以为你发送语音信息……） |
