智能溫濕度控制儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張 霞，鄭耐琴，段彥豐

（隴東學(xué)院 電氣工程學(xué)院，甘肅 慶陽 745000）

從目前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形式來看，有色金屬的需求量持續(xù)增加，對(duì)金屬工業(yè)的安全生產(chǎn)要求也在不斷提高，而礦井下環(huán)境復(fù)雜且極其不穩(wěn)定、安全事故頻頻發(fā)生，這無疑對(duì)安全生產(chǎn)提出了更大的挑戰(zhàn)，對(duì)礦下多參數(shù)檢測儀的研究，可以對(duì)礦井下的實(shí)時(shí)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，提前做出反應(yīng)，并及時(shí)告知相關(guān)的工作人員，做到防患于未然，降低事故的發(fā)生率，使生產(chǎn)更加安全[1，2]。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)以STC90C516RD+為主控芯片，利用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器模塊數(shù)據(jù)采集，將采集回來的數(shù)據(jù)，送給微控制器處理，并且發(fā)出相應(yīng)命令對(duì)系統(tǒng)外圍設(shè)備加以控制來調(diào)節(jié)環(huán)境的溫濕程度，并在液晶顯示器LCD1602直觀的顯示采集模塊采集回來的溫度和濕度數(shù)據(jù)，當(dāng)前環(huán)境溫度和濕度超出理論設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通過蜂鳴器的報(bào)警和紅色指示燈亮對(duì)用戶進(jìn)行提醒，方便于用戶及時(shí)的通過手動(dòng)控制或其他方式來干預(yù)環(huán)境，減少因?yàn)榄h(huán)境因素對(duì)生產(chǎn)或者貴重器具帶來的傷害。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 測量模塊的設(shè)計(jì)

為了保證測量的準(zhǔn)確性，采用數(shù)字溫濕度傳感器DHT11模塊采集溫度，是硬件電路設(shè)計(jì)更加簡單，DHT11采集外界環(huán)境的溫濕度值，并送給STC90C516RD+微控制器處理。

圖1 總體設(shè)計(jì)方案框圖

2.2 控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

控制模塊的整體結(jié)構(gòu)主要由MCU、撥碼開關(guān)、繼電器、溫濕控制模塊、報(bào)警等五大部分。LS1為蜂鳴器報(bào)警電路，R和G分別是紅燈和綠燈，D0控制加濕繼電器、D1控制抽濕繼電器、D2控制加熱繼電器、D3控制制冷繼電器。

溫濕度控制模塊通過繼電器的斷開和閉合來對(duì)加熱器、制冷器、加濕器、抽濕器和報(bào)警器進(jìn)行控制，繼電器控制部分電路如圖2所示[3]。每個(gè)繼電器動(dòng)作時(shí)，都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的LED燈點(diǎn)亮或熄滅，這樣可以方便操作人員對(duì)執(zhí)行設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行把握[4]。

報(bào)警電路則是當(dāng)MCU接收到的測量溫度或濕度超出了設(shè)定的溫度和濕度范圍的時(shí)候，將P0.4引腳置為高電平，觸發(fā)報(bào)警蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的信號(hào)。

圖2 繼電器控制部分電路

2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

圖3 主程序流程框圖

通過按鍵設(shè)置好當(dāng)前環(huán)境中最佳溫濕度值，利用數(shù)字溫濕度傳感器模塊DHT11來采集環(huán)境的實(shí)際溫度和濕度的值，再把采集回來的實(shí)際溫度和濕度的值送入微處理器，微處理器經(jīng)過數(shù)據(jù)處理并與理論值進(jìn)行對(duì)比。若實(shí)際的溫度或濕度值超出了理論值的范圍，智能溫濕度控制儀將報(bào)警并且做會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整，使當(dāng)前環(huán)境的溫濕度值回歸并且保持在理論環(huán)境的溫濕度值范圍內(nèi)，假如實(shí)際溫濕度值在設(shè)定的范圍之內(nèi)，溫濕度控制儀將繼續(xù)監(jiān)測實(shí)際環(huán)境溫濕度值，不做出任何動(dòng)作，直到發(fā)生異常[5-7]。系統(tǒng)軟件總體過程如圖3所示。

3 結(jié)語

在硬件方面使用字符型的液晶顯示器LCD1602、數(shù)字溫濕度傳感器模塊DHT11、繼電器、加濕器、加熱器、抽濕器、制冷器、按鍵、撥撥碼開關(guān)等一系列相關(guān)器件。軟件方面是以STC90C516RD+單片機(jī)為主控芯片，EEPROM為存儲(chǔ)芯片，存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫濕度值，將DHT11采集來的溫濕度值，送入STC90C516RD+單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷采集值是否大于或者小于用戶的設(shè)定值，如大于設(shè)定值，則啟動(dòng)抽濕器或者制冷器工作，否則啟動(dòng)加濕器或者加熱器工作。本設(shè)計(jì)的測量精度高，測量誤差小，有很好的利用價(jià)值。