家用自動加濕器控制系統設計

孫嘉玉+劉明玉+王俊杰

摘要：隨著科技的發展，環境的惡化，室內干燥使得市場上出現了空調、智能溫度器、室內凈化器等一系列改善家庭室內環境的產品。而市場上的加濕器普遍功能單一，只能進行加濕工作，為此設計一種家用自動加濕器控制系統。系統采用DHT11系列單片集成傳感器，通過軟件編程，相應的控制電路，設計出可以自動判斷室內濕度進行加濕或除濕的家用自動加濕器。根據人為設定的濕度上下限，當室內空氣濕度過高時紅燈亮，代表著控制系統自動啟動除濕機；濕度值下降到限定范圍內，代表著除濕機減少空氣中的水蒸氣，降低室內濕度；當室內空氣濕度過低時綠燈亮，代表著控制系統自動啟動霧化器；濕度值上升到限定范圍內，代表著增加空氣中的水蒸氣，室內濕度升高。

關鍵詞：加濕器；濕度；控制；單片機

1 引言

近年來，隨著電子芯片集成化、小型化速度的加快以及芯片制作技術的提高，國內外在濕度傳感器研發領域取得了長足的進步。濕度傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數檢測的方向迅速發展，為開發新一代濕度測控系統創造了有利條件，也將濕度測量技術提高到了新的水平。本文設計一種可調節室內濕度的加濕器，其中濕度檢測電路用的是常用的電子元器件，簡單實用。除了濕度檢測功能，我又增加了濕度的判斷、分析以及對其進行調節的功能。

2系統設計方案

家用自動加濕器控制系統由電源電路、濕度檢測電路、處理器電路、濕度調節電路、LCD顯示電路和按鍵電路組成。其中微處理器STC89C52是整個系統的控制核心。工作原理如下：濕度檢測電路將當前環境濕度信號，送到處理器STC89C52中，然后處理器通過軟件的運行，將當前濕度信號通過LCD顯示出來（顯示相對濕度值），并且處理器通過程序的運行，判斷當前濕度值是否在預先設定的范圍之內。若是不在，系統就開始進行濕度調節：當濕度檢測電路檢測到當前環境濕度比設定的上限值高，微處理器就讓控制口輸出低電平，這時使除濕機開始工作（紅燈亮）；當濕度檢測電路檢測到當前環境濕度比設定的濕度下限低，驅動霧化電路工作（綠燈亮），開始加濕功能，增加室內濕度。

3系統的性能特點

（1）電源電路：為系統提供電力支持。

（2）濕度檢測電路：自動檢測室內空氣的濕度。

（3）濕度調節電路：當室內空氣濕度過高時，控制系統自動啟動除濕機（紅燈亮），減少室內空氣中的水蒸氣，來達到降低空氣濕度的目的；當室內空氣濕度過低時，控制系統自動啟動霧化器（綠燈亮），增加空氣的水蒸氣，來達到增加濕度的目的，使空氣濕度保持在理想的狀態。

（4）LCD顯示電路：顯示當前濕度值和設定的濕度上下限度值。

（5）按鍵電路：設置菜單及調整濕度的上下限度值。

4濕度調節的實現

濕度調節電路分為兩個方面，一方面是使用霧化器，也就是用來增加空氣濕度的加濕設備；另一方面是使用除濕機，用來減少空氣濕度的除濕設備，這兩個方面歸并到一起，就構成了我們所需的空氣濕度自動調節功能。

當環境的濕度超出我們預先設定的濕度范圍時，通過濕度檢測電路以及A/D轉換，把相應的信號送入主處理器STC89C52中，通過軟件的判斷，確定當前的濕度值是否在合適的范圍，如果不在，就自動發出信號，啟動濕度調節。例如當相應環境濕度大于預先設定的濕度值時，通過單片機發出信號，經功率驅動放大電路，啟動除濕機的工作，減少空氣中水蒸氣的含量，降低空氣濕度；當環境相應濕度小于預先給定的濕度值時，仍然通過單片機發出信號，經功率放大電路，啟動加濕器進行工作，增加空氣中的水蒸氣，達到增加空氣中濕度的目的。總之就是使空氣濕度保持在我們需要的理想狀態。

5軟件的設計及實現

按硬件設計中的模塊來看，軟件設計分為主程序模塊和數據采集模塊，主程序初始化后開中斷設置，然后檢查溫度是否符合范圍，根據判斷調用顯示程序啟動加濕除濕系統（電路板上相應指示燈亮），系統軟件流程如圖1所示：

6硬件焊接

在焊接的時候，要按照原理圖焊接，焊接的順序是首先把四個銅柱安裝在板子上，然后先焊接電源部分，將單片機座子與液晶座子安裝好，距離調節合適。再將晶振部分，電位器，下拉電阻焊接好。然后焊接單片機最小系統與液晶顯示的連接部分。最后把剩余的焊接完成。DC電源插座的接線方法是：座子側邊的引腳不接，底部中間的引腳接負極，后面的引腳接正極。電位器從左至右的引腳分別設為左一，上二，右三。一腳與三腳之間為10K，二腳為滑動腳。按鍵引腳設左上為一，右上為二，左下為三，右下為四。其中一、二腳之間是導通的，看作一根導線；三、四腳之間是導通的，看作一根導線。當按鍵按下時，一腳與三腳導通，二腳與四腳導通，在使用中只需要使用一三腳或者二四腳即可。

7結論

隨著科學技術的發展、電子產品制造技術的提高、集成傳感技術的進步，濕度檢測技術也一定會取得突破性進展，到時候濕度的檢測也就會更準確，更有科學價值，也會真正的成為我們日常生活的一個重要的參數。濕度檢測技術一直是一個難題，本文以這樣一個具有挑戰性的問題提出設想，設計出一種簡易的家用自動加濕器控制系統，也只能是作出一些簡單的探討。

參考文獻：

[1]沙占友.集成化智能傳感器原理與應用.北京：電子工業出版社.2014

[2]石磊.基于單片機的濕度測控系統[J].科技風.2013，（7）：255-259

作者簡介：孫嘉玉（1996.03）漢，男，黑龍江省海林市人，黑龍江八一農墾大學電氣與信息學院本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化。endprint