智能溫濕度控制儀的設計與實現

張 霞，鄭耐琴，段彥豐

（隴東學院 電氣工程學院，甘肅 慶陽 745000）

從目前經濟的發展形式來看，有色金屬的需求量持續增加，對金屬工業的安全生產要求也在不斷提高，而礦井下環境復雜且極其不穩定、安全事故頻頻發生，這無疑對安全生產提出了更大的挑戰，對礦下多參數檢測儀的研究，可以對礦井下的實時環境進行監控，提前做出反應，并及時告知相關的工作人員，做到防患于未然，降低事故的發生率，使生產更加安全[1，2]。

1 系統方案設計

本設計以STC90C516RD+為主控芯片，利用DHT11數字溫濕度傳感器模塊數據采集，將采集回來的數據，送給微控制器處理，并且發出相應命令對系統外圍設備加以控制來調節環境的溫濕程度，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據，當前環境溫度和濕度超出理論設定的標準時，通過蜂鳴器的報警和紅色指示燈亮對用戶進行提醒，方便于用戶及時的通過手動控制或其他方式來干預環境，減少因為環境因素對生產或者貴重器具帶來的傷害。系統總體設計方案如圖1所示。

2 系統設計

2.1 測量模塊的設計

為了保證測量的準確性，采用數字溫濕度傳感器DHT11模塊采集溫度，是硬件電路設計更加簡單，DHT11采集外界環境的溫濕度值，并送給STC90C516RD+微控制器處理。

圖1 總體設計方案框圖

2.2 控制模塊的設計與實現

控制模塊的整體結構主要由MCU、撥碼開關、繼電器、溫濕控制模塊、報警等五大部分。LS1為蜂鳴器報警電路，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加熱器、制冷器、加濕器、抽濕器和報警器進行控制，繼電器控制部分電路如圖2所示[3]。每個繼電器動作時，都有一個對應的LED燈點亮或熄滅，這樣可以方便操作人員對執行設備的開關狀態進行把握[4]。

報警電路則是當MCU接收到的測量溫度或濕度超出了設定的溫度和濕度范圍的時候，將P0.4引腳置為高電平，觸發報警蜂鳴器發出報警的信號。

圖2 繼電器控制部分電路

2.3 系統軟件設計

圖3 主程序流程框圖

通過按鍵設置好當前環境中最佳溫濕度值，利用數字溫濕度傳感器模塊DHT11來采集環境的實際溫度和濕度的值，再把采集回來的實際溫度和濕度的值送入微處理器，微處理器經過數據處理并與理論值進行對比。若實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警并且做會做出相應的調整，使當前環境的溫濕度值回歸并且保持在理論環境的溫濕度值范圍內，假如實際溫濕度值在設定的范圍之內，溫濕度控制儀將繼續監測實際環境溫濕度值，不做出任何動作，直到發生異常[5-7]。系統軟件總體過程如圖3所示。

3 結語

在硬件方面使用字符型的液晶顯示器LCD1602、數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、撥撥碼開關等一系列相關器件。軟件方面是以STC90C516RD+單片機為主控芯片，EEPROM為存儲芯片，存儲用戶設定的溫濕度值，將DHT11采集來的溫濕度值，送入STC90C516RD+單片機中進行數據處理，判斷采集值是否大于或者小于用戶的設定值，如大于設定值，則啟動抽濕器或者制冷器工作，否則啟動加濕器或者加熱器工作。本設計的測量精度高，測量誤差小，有很好的利用價值。