基于STC單片機(jī)的霧佳寶控制箱設(shè)計(jì)

于蓉

摘要

噴霧降溫主要的功能就是降低周?chē)h(huán)境溫度，除此之外，還可增加周?chē)臻g濕度達(dá)到防塵壓塵、凈化空氣的目的，如果在水中加入消毒劑或香精則可以同時(shí)用于噴灑藥液、環(huán)境消毒、消除異味等。本文介紹了以新型STC15F2K60S2單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)的氣霧降溫加濕系統(tǒng)——霧佳寶，介紹它的基本構(gòu)建和原理、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以低成本、實(shí)用性為出發(fā)點(diǎn)，具有功耗低、體積小、模塊化、穩(wěn)定性強(qiáng)、操作安裝簡(jiǎn)易等特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】STC15單片機(jī) 溫濕度變送器 霧佳寶 加濕 降溫

噴霧降溫在降溫領(lǐng)域，最早緣于國(guó)外，成熟于美國(guó)、西班牙、日本世博會(huì)，現(xiàn)成為國(guó)際上較流行的室外降溫方法。國(guó)內(nèi)在降溫領(lǐng)域的應(yīng)用從90年代開(kāi)始嘗試，積累了較好的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并大規(guī)模應(yīng)用于上海世博會(huì)及其它區(qū)域，效果明顯。

噴霧降溫方法采用以水為原料的純物理方式，以蒸發(fā)吸熱原理吸收環(huán)境熱量，降溫過(guò)程中不產(chǎn)生有害物質(zhì)，不對(duì)環(huán)境二次污染，降溫效果迅速，人體舒適度好。降溫終端將粒徑3-10μm的水霧顆粒由特制的高壓噴嘴噴出，在空氣中擴(kuò)散，擴(kuò)散過(guò)程中不斷被蒸發(fā)，并吸收該區(qū)域大量熱能，達(dá)到降溫目的。所以整個(gè)降溫區(qū)域不但降溫迅速，而且含有大量負(fù)離子，同時(shí)增加區(qū)域濕度，可調(diào)節(jié)到最佳人體舒適度。

為核心的霧佳寶控制箱設(shè)計(jì)，該氣霧降溫加濕系統(tǒng)，可有效對(duì)房舍內(nèi)進(jìn)行降溫，加濕，除塵，濕度精準(zhǔn)度為±5%，保證距離200米內(nèi)能正常感應(yīng)和準(zhǔn)確表達(dá)，元器件保證使用壽命在3年以上。

1 總體方案設(shè)計(jì)

如圖1所示。

2 工作原理

2.1 溫度條件

（1）開(kāi)機(jī)后儀器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，只有當(dāng)實(shí)時(shí)溫度高于設(shè)定溫度上限時(shí)，方能按照濕度判定條件工作

（2）儀器在工作過(guò)程中，當(dāng)檢測(cè)到溫度低于設(shè)定溫度下限時(shí)，自動(dòng)停止工作，只有當(dāng)實(shí)時(shí)溫度高于設(shè)定溫度上限時(shí)，方能重新按照濕度判定條件工作

2.2 工作過(guò)程

（1）當(dāng)濕度感應(yīng)器檢測(cè)到的濕度低于濕度下限時(shí)，并且溫度條件符合要求，系統(tǒng)自動(dòng)給出動(dòng)作信號(hào)，水閥和氣閥動(dòng)作，水路與氣路指示燈亮，霧佳寶開(kāi)始工作，工作時(shí)間倒計(jì)時(shí)開(kāi)始，倒計(jì)時(shí)結(jié)束后停止輸出，間隔時(shí)間倒計(jì)時(shí)，間隔時(shí)間倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，濕度還低于濕度下限時(shí)，霧佳寶重新開(kāi)始工作，重復(fù)剛才的循環(huán)。

（2）當(dāng)濕度慢慢升到濕度上限時(shí)，控制器自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，首先關(guān)閉水閥，水路指示燈滅，然后延時(shí)15S后關(guān)閉氣閥，氣路指示燈滅。在工作過(guò)程中，當(dāng)前溫度低于溫度下限時(shí)，或者霧佳寶工作時(shí)間倒計(jì)時(shí)結(jié)束進(jìn)入間隔時(shí)間時(shí)，控制器自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，首先關(guān)閉水閥，水路指示燈滅，然后延時(shí)15S后關(guān)閉氣閥，氣路指示燈滅。

3 硬件原理分析

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和模塊外部設(shè)計(jì)。

以微芯STC15F2K60S2單片機(jī)為核心，以溫濕度變送器為主要傳感器為主要采樣傳感器。

整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)顯示板和一個(gè)控制板組成。

3.1 控制板

單片機(jī)U2為STC15F2K60S2。C2，C5為單片機(jī)供電電源的濾波電容。U1，r1，c3，c4組成參考電壓2.5V，作為AD采樣電路的基準(zhǔn)。J2為連接控制板的連接線。

JP2為24V電源輸入信號(hào)。temp為溫度采樣信號(hào)，HUMI為濕度采樣信號(hào)。連接濕度傳感器。

3.2 顯示板

由LEDGI，LEDG2，LEDG3為三組二位數(shù)碼管。LED1，LED2，LED3為三個(gè)發(fā)光二極管。8550三極管控制數(shù)碼管的位選。K1，K2，K3，K4，K5，K6為六個(gè)按鍵，對(duì)應(yīng)電阻為上拉電阻，電容為濾波電容。

4 程序結(jié)構(gòu)

在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用使用模塊化的思想，系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)高度模塊化。

主程序主要完成對(duì)系統(tǒng)各模塊的初始化和對(duì)各模塊的掃描，其流程圖如圖2。

5 結(jié)束語(yǔ)

以STC15F2K60S2單片機(jī)為控制核心，以溫濕度變送器為主要傳感器。對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，得到各種監(jiān)測(cè)指標(biāo)參數(shù)，并根據(jù)這些監(jiān)測(cè)指標(biāo)考慮是否降溫，加濕。該氣霧降溫加濕系統(tǒng)，可有效對(duì)房舍內(nèi)進(jìn)行降溫，加濕，除塵，并可用于帶畜消毒和藥物防治等多種功能。實(shí)踐證明，該電路運(yùn)行可靠、通用性強(qiáng)、成本低廉，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]丁向榮.單片微機(jī)原理與接口技術(shù)——基于STC15系列單片機(jī)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012（08）.

[2]宏晶科技.STC15F2K60S2系列單片機(jī)器件手冊(cè)[OL].