智能除湿控制装置设计.doc

智能除湿控制装置设计 摘 要：本文以 AT89S52 单片机作为控制核心设计冷却除湿器控制系统， 利用 SHT11 湿度传感器采集空气中的实时湿度，传感器将湿度和温度信号传送给单片机，根据控制方案，在 LCD1602 上显示湿度上限值、实时湿度和温度。当环境湿度高于限定值时自动除湿并声光报警，仿真调试结果正确，基本实现了智能除湿功能，精度高，响应快。 关键词： AT89S52 单片机； SHT11 ；智能除湿 中图分类号： TP273.5 空气中湿度的变化对人体的舒适度和情绪都有直接的影响 [1-4] ，本文基于单片机对于数字信号的高敏感性和可控性、湿度传感器可以采集实时湿度信息并传送至单片机的性 能，设计以单片机为核心的一套智能除湿器控制系统。整个 系统包括核心单片机控制模块、实时湿度信号采集模块、显 示模块、按键输入模块、除湿越限报警模块和除湿模块。 系统的硬件设计方案 AT89S52 是一种高性能、 低功耗的 CMOS 8 位微控制器，片内 8KB 可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器。使用 Atmel 公司的高密度非易失性存储器制造技术，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构。片上 Flash 允许程序 存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。拥有 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52 在众多嵌入式控制应 用系统中得到广泛应用 [5-6] 。 传感器选择选用 SHT11 作为湿度检测元件。 SHT11 是瑞 Scnsirion 公司推出的一款数字温度传感器芯片， 具有高度集成、测量精确度高、封装尺寸小、可靠性高等优点。将湿 度感测、温度感测、信号放大、 A/D 转换等功能集成到一个 芯片上，其内部结构如图 1 所示。 1 SHT11 内部结构 系统的总体硬件电路图如图 2 所示。 图 2 总体硬件电路 系统调试 系统整体的程序流程图如下图 3 所示。 图 3 主程序流程图 系统启动后， LCD 显示器上显示两行， 第一行为初始设 定湿度值，第二行显示为实时湿度和温度。湿度上限可以通 过按键加减改变，检测到的实时湿度与设定的湿度上限相比 较，如果实时湿度值大于设定湿度上限，则启动除湿功能进 行除湿，同时 LED 灯亮报警。直到检测到的湿度低于上限时， 除湿模块停止工作。 系统保持检测状态， 实时监控环境湿度。 SHT11 温湿度传感器仿真： 转换按钮用来转换温湿度调节状 态，通过增加减小调节按钮可以调节传感器的输出值。传感 器仿真结果如图 4 所示。 4 SHT11 仿真图 除湿和报警模块仿真：当传感器输出的湿度信号大于设 定的湿度上限时，越限报警模块的 LED 灯 D2 亮，蜂鸣器 BUZ1 鸣响，发出越限报警， 代表除湿模块的 LED 灯 D6 亮， 表示除湿模块开始工作。常规除湿报警模块的仿真结果如图 5（ a）所示。 SW1 为溢出开关， 如果蓄水池中液位过高， 触动溢出开 关，则除湿模块停止工作， D6 熄灭。溢出报警电路工作， LED 灯 D3 亮，蜂鸣器 BUZ2 鸣响。越限报警电路并不停止 工作。溢出报警仿真如图 5（ b）所示。 （a） （ b） 5 除湿报警模块仿真图系统硬件如图 6 所示。 6 系统硬件图 结束语 本文设计了以单片机作为控制核心的除湿器控制系统， 利用传感器 SHT11 采集当前环境中的实时湿度信息。 单片机 根据传感器传入的信号采取相应的措施，实现控制除湿模块 工作、声光报警、实时显示湿度等功能。可以通过加减按键 设定湿度上限，如果传感器检测到的湿度高于湿度上限，除 湿模块工作，同步报警；实时湿度低于上限时，系统处于检 测状态，实时监控环境湿度。 参考文献： 朱冬生，剧霏，李鑫 .除湿器研究发展 [J]. 暖通空调， 2007（ 04）：35-40. 王传云，尹燕 .基于单片机控制的除湿器的设计 [J].华 东交通大学学报， 2007（ 04）： 88-91. 何立民 .单片机高级教程 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 2007. 秦迎春，秦瑞 .基于 SHT11 温湿度远程监控系统设计 电子设计工程， 2012（ 23）：75-77. 高勇，李莉 .无线温湿度检测仪的研制 [J]. 电子设计工 程， 2013（ 03）：57-59. 贺娜 .实验室温湿度控制系统设计 [J]. 仪器仪表用户， 2012（ 05）：56-58. 作者简介：徐军峰（ 1975-），男，高级工程师，硕士， 主要研究方向：电子医疗器械；刘学林（ 1982-），男，工程 师，主要研究方向：电子医疗器械；白洁芳（ 1975-），女， 回族，高级工程师，主要研究方向：电子医疗器械。 作者单位：河南省医疗器械检