可移動式智能加濕器設(shè)計(jì)

崔振 張震 劉順平

摘 要：隨著人們生活條件的日益改善，在人們的日常生活當(dāng)中，對于生活品質(zhì)的要求越來越高。加濕器作為在日常生活中解決住所干燥問題的重要幫手能夠?yàn)榧彝ド铑I(lǐng)導(dǎo)一個良好的家庭環(huán)境，因此，對于加濕器的設(shè)計(jì)需要不斷的改進(jìn)，在智能化不斷發(fā)展的今天，將智能化融入到加濕器設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠有效的提高加濕器對于人們需求的滿足程度。因此筆者就此問題，關(guān)于智能加濕器的設(shè)計(jì)方案提出如下論述。

關(guān)鍵詞：加濕器;智能化;方案設(shè)計(jì)

到了冬天，尤其是北方地區(qū)，會由于空氣中的濕度不足，從而導(dǎo)致居住條件的舒適度有所下降。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查研究表明，在居住條件的空氣濕度達(dá)到50%左右的時候，人體是感覺到最舒適的，同時也具有很好的抗病能力。因此，在家庭當(dāng)中，尤其是北方家庭加濕器是一種較為常見的家用設(shè)備。

一、工作原理

通過對于市場相關(guān)情況的調(diào)查，以及對于用戶的調(diào)查反應(yīng)情況來看。智能化加濕器需要滿足一些要求，例如當(dāng)室內(nèi)的濕度達(dá)到一定的值吁時，便會自動的停止，或者是開始工作，同時在工作的過程當(dāng)中會進(jìn)行移動，從而保證室內(nèi)的各個角度都能夠充滿水汽，更好地使室內(nèi)的濕度均勻化。除此之外，智能化加濕器還需要能夠根據(jù)實(shí)際的濕度狀況自動的調(diào)整霧量的大小，擁有相關(guān)的反應(yīng)器材，能夠及時的反應(yīng)室內(nèi)的空氣濕度，幫助用戶更好的了解到室內(nèi)的濕度情況[1]。

智能化加濕器的工作原理是利用七個模塊之間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，從而使整個加濕器實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)轉(zhuǎn)。以單片機(jī)為核心的中央控制系統(tǒng)，同時以DHT11為核心的傳感器，除此之外，還需要相應(yīng)的智能驅(qū)動系統(tǒng)，以及LED液晶顯示屏幕用來顯示實(shí)時的濕度數(shù)值。另外還應(yīng)當(dāng)有電源以及相應(yīng)的報警系統(tǒng)能夠及時的對于超出規(guī)定濕度的情況進(jìn)行控制，還應(yīng)當(dāng)設(shè)立有獨(dú)立的鍵盤，能夠?qū)τ谥悄芗訚衿鬟M(jìn)行相應(yīng)的操作與控制。

智能化加濕器的工作程序是傳感器，對于室內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，并通過LED顯示屏進(jìn)行實(shí)時的反映，能夠幫助用戶了解到室內(nèi)的濕度情況。數(shù)據(jù)會傳送到控制系統(tǒng)，當(dāng)室內(nèi)的濕度數(shù)值達(dá)到了標(biāo)定數(shù)值之后，整個加濕器便會開始運(yùn)轉(zhuǎn)。驅(qū)動系統(tǒng)啟動，開始移動在移動的過程當(dāng)中不斷地對于室內(nèi)的濕度情況進(jìn)行調(diào)整，從而保證室內(nèi)的濕度能夠上升到規(guī)定的值。一旦室內(nèi)的溫度達(dá)到規(guī)定的濕度值之后，報警模塊便會啟動，進(jìn)而停止加濕系統(tǒng)。[2]當(dāng)時的濕度下降到一定的程度之后，小車和加濕器便會重新啟動開始下一輪加濕環(huán)節(jié)。

二、硬件設(shè)計(jì)

（一）控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是整個智能化加濕器的核心要件，智能化加濕器能否正常運(yùn)作都要依靠中央控制系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對于中央控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以采用STC12C5A60S2單片機(jī)，能夠很好的幫助智能化加濕系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一系列控制。中央控制系統(tǒng)的主要目的是能夠?qū)τ诩訚衿鞯臐穸葯z測進(jìn)行有效的控制，同時還能夠?qū)τ谛≤囘M(jìn)行相應(yīng)的控制，保證加濕器朝著正確的方向運(yùn)轉(zhuǎn)。中央控制系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)小車的轉(zhuǎn)彎、啟動以及控制等等兩個單片機(jī)之間可以采用一個繼電器進(jìn)行連接，從而保證加濕器工作的一體化。在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)以加濕器上的單片機(jī)為主要的控制系統(tǒng)，簡易小車上的單片機(jī)所接收到的命令，應(yīng)當(dāng)來自于加濕濕器中的單片機(jī)。

（二）智能驅(qū)動模塊

智能化加濕系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)智能化，就需要有相應(yīng)的智能驅(qū)動系統(tǒng)幫助加濕器正常的工作。步進(jìn)電機(jī)精度與一般的電機(jī)相比，其精度要高出許多，同時還能夠有效的時間對其控制。因此，在加濕器的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，可以采用步進(jìn)電機(jī)與其他驅(qū)動芯片有效的結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)對于電機(jī)的控制，而且不需要隔離電路[3]。

（三）電源模塊以及報警模塊的相關(guān)設(shè)計(jì)

電源模塊是整個加濕器，能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。電源設(shè)計(jì)采用五伏的單片機(jī)電源，配合7.2伏的電器電源以及5V的驅(qū)動芯片電源，如果采用了電池伏數(shù)較大，就需要加裝一個降壓電路來穩(wěn)定電壓，從而保證電路能夠正常工作。對于報警模塊的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)要設(shè)定一個標(biāo)準(zhǔn)化的水位值，要根據(jù)實(shí)際的使用情況來進(jìn)行確定。保證報警時的水位值已經(jīng)達(dá)到了最低值，減少用戶的加水次數(shù)，當(dāng)水位到達(dá)最低值之后，報警系統(tǒng)會向中央控制系統(tǒng)發(fā)出指令，從而發(fā)出警報聲，引起用戶的注意。

（四）傳感器模塊與LED顯示模塊

傳感器模塊與LED顯示模塊應(yīng)當(dāng)要保證其相應(yīng)的連接有效，LED顯示屏能夠及時的對你與傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，幫助用戶更好地了解室內(nèi)的濕度情況。在設(shè)計(jì)當(dāng)中選用LED顯示屏是由于LED顯示屏的顯示狀況穩(wěn)定，同時不易閃爍。而傳感器所采用的是感濕原件，以及一個溫度的測量元件。

三、軟件設(shè)計(jì)

智能化加濕系統(tǒng)除開要有相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)之外，還應(yīng)當(dāng)要加強(qiáng)軟件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)主要是兩部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容，既有底部簡易小車行駛路線的設(shè)計(jì)，同時還有加濕器的軟件設(shè)計(jì)。在小車的四周，應(yīng)當(dāng)要安裝上紅外避障傳感器，保證小車在運(yùn)動的過程當(dāng)中，不會因?yàn)檎系K物而發(fā)生碰撞。以及在遇到障礙物的時候，能夠及時的轉(zhuǎn)變方向。對于加濕器的軟件設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)從LED屏幕按鍵以及開機(jī)界面等等多個方面來進(jìn)行設(shè)計(jì)，加濕器的工作模式，調(diào)節(jié)模式，監(jiān)控模式都應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)，從而保證加濕器能夠正常的工作。

四、結(jié)束語

可移動式智能加濕器的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)要分為兩大塊來進(jìn)行，既有小車的設(shè)計(jì)，同時也應(yīng)當(dāng)包含有加濕器的智能化設(shè)計(jì)。要實(shí)現(xiàn)智能化加濕，就需要從中央控制系統(tǒng)報警，系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)，電源系統(tǒng)等等多個方面來進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，才能保證智能化加濕器的設(shè)計(jì)能夠滿足需求。

參考文獻(xiàn)

[1]任媛，徐德翠等.可移動式智能加濕器設(shè)計(jì)[J].無線互聯(lián)科技，2019，16（05）：70-71+92.

[2]王啟明，李欣妍.基于STC89C52的智能加濕器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技視界，2018（21）：166-167+189.

[3]張晶，王麗娟，雷曉龍.基于51單片機(jī)的智能加濕器系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)，2018（03）：33-35.

[4]陳松鵬，陳松，吳奇洲.基于數(shù)字控制的智能加濕器設(shè)計(jì)[J].電子測試，2017（09）：5-7.

作者簡介：

崔振（1997-）山東德州人，山東英才學(xué)院本科生，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計(jì)

張震（1998-）山東青島人，山東英才學(xué)院本科生，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計(jì)

劉順平（1998-）山東臨沂人，山東英才學(xué)院本科生，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計(jì)