孫嘉玉+劉明玉+王俊杰

摘要：隨著科技的發(fā)展，環(huán)境的惡化，室內(nèi)干燥使得市場(chǎng)上出現(xiàn)了空調(diào)、智能溫度器、室內(nèi)凈化器等一系列改善家庭室內(nèi)環(huán)境的產(chǎn)品。而市場(chǎng)上的加濕器普遍功能單一，只能進(jìn)行加濕工作，為此設(shè)計(jì)一種家用自動(dòng)加濕器控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用DHT11系列單片集成傳感器，通過軟件編程，相應(yīng)的控制電路，設(shè)計(jì)出可以自動(dòng)判斷室內(nèi)濕度進(jìn)行加濕或除濕的家用自動(dòng)加濕器。根據(jù)人為設(shè)定的濕度上下限，當(dāng)室內(nèi)空氣濕度過高時(shí)紅燈亮，代表著控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)除濕機(jī)；濕度值下降到限定范圍內(nèi)，代表著除濕機(jī)減少空氣中的水蒸氣，降低室內(nèi)濕度；當(dāng)室內(nèi)空氣濕度過低時(shí)綠燈亮，代表著控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)霧化器；濕度值上升到限定范圍內(nèi)，代表著增加空氣中的水蒸氣，室內(nèi)濕度升高。

關(guān)鍵詞：加濕器；濕度；控制；單片機(jī)

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(shù)的提高，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。濕度傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測(cè)量技術(shù)提高到了新的水平。本文設(shè)計(jì)一種可調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的加濕器，其中濕度檢測(cè)電路用的是常用的電子元器件，簡(jiǎn)單實(shí)用。除了濕度檢測(cè)功能，我又增加了濕度的判斷、分析以及對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)的功能。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

家用自動(dòng)加濕器控制系統(tǒng)由電源電路、濕度檢測(cè)電路、處理器電路、濕度調(diào)節(jié)電路、LCD顯示電路和按鍵電路組成。其中微處理器STC89C52是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。工作原理如下：濕度檢測(cè)電路將當(dāng)前環(huán)境濕度信號(hào)，送到處理器STC89C52中，然后處理器通過軟件的運(yùn)行，將當(dāng)前濕度信號(hào)通過LCD顯示出來（顯示相對(duì)濕度值），并且處理器通過程序的運(yùn)行，判斷當(dāng)前濕度值是否在預(yù)先設(shè)定的范圍之內(nèi)。若是不在，系統(tǒng)就開始進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)：當(dāng)濕度檢測(cè)電路檢測(cè)到當(dāng)前環(huán)境濕度比設(shè)定的上限值高，微處理器就讓控制口輸出低電平，這時(shí)使除濕機(jī)開始工作（紅燈亮）；當(dāng)濕度檢測(cè)電路檢測(cè)到當(dāng)前環(huán)境濕度比設(shè)定的濕度下限低，驅(qū)動(dòng)霧化電路工作（綠燈亮），開始加濕功能，增加室內(nèi)濕度。

3系統(tǒng)的性能特點(diǎn)

（1）電源電路：為系統(tǒng)提供電力支持。

（2）濕度檢測(cè)電路：自動(dòng)檢測(cè)室內(nèi)空氣的濕度。

（3）濕度調(diào)節(jié)電路：當(dāng)室內(nèi)空氣濕度過高時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)除濕機(jī)（紅燈亮），減少室內(nèi)空氣中的水蒸氣，來達(dá)到降低空氣濕度的目的；當(dāng)室內(nèi)空氣濕度過低時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)霧化器（綠燈亮），增加空氣的水蒸氣，來達(dá)到增加濕度的目的，使空氣濕度保持在理想的狀態(tài)。

（4）LCD顯示電路：顯示當(dāng)前濕度值和設(shè)定的濕度上下限度值。

（5）按鍵電路：設(shè)置菜單及調(diào)整濕度的上下限度值。

4濕度調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)

濕度調(diào)節(jié)電路分為兩個(gè)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(shè)備；另一方面是使用除濕機(jī)，用來減少空氣濕度的除濕設(shè)備，這兩個(gè)方面歸并到一起，就構(gòu)成了我們所需的空氣濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。

當(dāng)環(huán)境的濕度超出我們預(yù)先設(shè)定的濕度范圍時(shí)，通過濕度檢測(cè)電路以及A/D轉(zhuǎn)換，把相應(yīng)的信號(hào)送入主處理器STC89C52中，通過軟件的判斷，確定當(dāng)前的濕度值是否在合適的范圍，如果不在，就自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)濕度調(diào)節(jié)。例如當(dāng)相應(yīng)環(huán)境濕度大于預(yù)先設(shè)定的濕度值時(shí)，通過單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)功率驅(qū)動(dòng)放大電路，啟動(dòng)除濕機(jī)的工作，減少空氣中水蒸氣的含量，降低空氣濕度；當(dāng)環(huán)境相應(yīng)濕度小于預(yù)先給定的濕度值時(shí)，仍然通過單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)功率放大電路，啟動(dòng)加濕器進(jìn)行工作，增加空氣中的水蒸氣，達(dá)到增加空氣中濕度的目的?？傊褪鞘箍諝鉂穸缺３衷谖覀冃枰睦硐霠顟B(tài)。

5軟件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

按硬件設(shè)計(jì)中的模塊來看，軟件設(shè)計(jì)分為主程序模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，主程序初始化后開中斷設(shè)置，然后檢查溫度是否符合范圍，根據(jù)判斷調(diào)用顯示程序啟動(dòng)加濕除濕系統(tǒng)（電路板上相應(yīng)指示燈亮），系統(tǒng)軟件流程如圖1所示：

6硬件焊接

在焊接的時(shí)候，要按照原理圖焊接，焊接的順序是首先把四個(gè)銅柱安裝在板子上，然后先焊接電源部分，將單片機(jī)座子與液晶座子安裝好，距離調(diào)節(jié)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(jī)最小系統(tǒng)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(cè)邊的引腳不接，底部中間的引腳接負(fù)極，后面的引腳接正極。電位器從左至右的引腳分別設(shè)為左一，上二，右三。一腳與三腳之間為10K，二腳為滑動(dòng)腳。按鍵引腳設(shè)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(dǎo)通的，看作一根導(dǎo)線；三、四腳之間是導(dǎo)通的，看作一根導(dǎo)線。當(dāng)按鍵按下時(shí)，一腳與三腳導(dǎo)通，二腳與四腳導(dǎo)通，在使用中只需要使用一三腳或者二四腳即可。

7結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、電子產(chǎn)品制造技術(shù)的提高、集成傳感技術(shù)的進(jìn)步，濕度檢測(cè)技術(shù)也一定會(huì)取得突破性進(jìn)展，到時(shí)候濕度的檢測(cè)也就會(huì)更準(zhǔn)確，更有科學(xué)價(jià)值，也會(huì)真正的成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)重要的參數(shù)。濕度檢測(cè)技術(shù)一直是一個(gè)難題，本文以這樣一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題提出設(shè)想，設(shè)計(jì)出一種簡(jiǎn)易的家用自動(dòng)加濕器控制系統(tǒng)，也只能是作出一些簡(jiǎn)單的探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]沙占友.集成化智能傳感器原理與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社.2014

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

作者簡(jiǎn)介：孫嘉玉（1996.03）漢，男，黑龍江省海林市人，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)電氣與信息學(xué)院本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。endprint