CN101739048A

CN101739048A - 室温湿度自动控制仪

Info

Publication number: CN101739048A
Application number: CN200810180086A
Authority: CN
Inventors: 周丽红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-24
Filing date: 2008-11-24
Publication date: 2010-06-16

Abstract

本发明公开了室温湿度自动控制仪，包括微控制器处理部分、温湿度采集部分、输出控制部分，所述的温湿度采集部分的核心芯片为具有I2C总线接口的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器，该单片全校准数字式相对湿度和温度传感器将温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、I2C总线接口全部集成于一体；所述的核心芯片为检测式IC SHT11；所述的湿度值输出分辨率为14位，测量范围为0-100％RH，温度值输出分辨率为12位，测量范围为－45－+120℃；所述的输出控制部分采用继电器输出处理。本发明不受传输线路干扰的影响，不受因信号放大滤波等造成的处理误差，因此测量精度高减少了人力、物力，社会效益和经济效益明显。

Description

室温湿度自动控制仪

技术领域：

本发明涉及一种自动控制装置，具体地说是涉及一种安全工器具室温湿度自动控制仪，属于自动控制化领域。

背景技术：

目前国内在带电作业方面的建设和研究起步较晚，进展比较缓慢，尤其在安全工器具室方面的建设管理方面还存在着不少不足。这主要表现在下面几个方面，一方面是现在还有许多工器具室没有标准化，造成库房加热、除湿难度大，并且加热、除湿条件差，有些仅仅采用简单的烘烤技术或露天太阳炙烤，受热范围不均衡，温度和湿度的大小、时间标准难于监测和控制，因而同一库房内不同范围带电作业用工器具的湿度偏差较大；另一方面是库房设计、布局不合理，诸如光线暗淡，通风设施、除湿装置简陋等等，无法实现加热、除湿、超限报警的自动控制。本发明采用一种先进的温湿度探测技术，时时检测工器具室内的温湿度参数，超过预先设置的温湿度值时自动启动加热、排风设备，降到范围之内自动关断，使工具室保持一个合理的温湿度范围，无需人为的干预，减少大量的人力、物力，财力。

发明内容：

本发明旨在提供一种智能型的安全工具室温湿度自动控制装置，采用先进的微控制器技术和进口片式温湿度探头，时时检测工具室内的温湿度，自动控制加热排风装置，从而达到控制工具室温湿度的目的。

本发明所采取的技术方案是：本系统主要由1、微控制器处理部分，2、温湿度采集部分，3、输出控制部分，4、辅助部分等组成。温湿度采集核心部分采用目前国际上比较高级的新型片式IC SHT11，该检测芯片是由瑞士Sensirion公司生产的具有I2C总线接口的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器。该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术结合起来，从而发挥出它们强大的优势互补作用，该传感器将温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、I2C总线接口全部集成于一芯片(CMOSensTM技术)，湿度值输出分辨率为14位，测量范围为0-100％RH(±3％RH)，温度值输出分辨率为12位，测量范围为-45--+120℃(±0.4℃)，具有优良的使用范围，

微控制器每隔1秒钟采集一次由该片式IC提供的温湿度数值，该原始数据还不能被当作温湿度的标准值来采用，需要经过微控制器的分析处理、修正校验等数据处理才能作为实际的温湿度值来利用，得到的数值与预先设定的温湿度极限值相比较，决定是否启动加热排风设备。输出控制部分采用继电器输出处理，控制部分的继电器只能带动约1000W左右的负载，如果大于这个值，需要外接副助继电器。

本发明能达到的有益效果是：

1、采用新型的片式温湿度采集方式，I2C总线接口，不受传输线路干扰的影响，不受因信号放大滤波等造成的处理误差，不需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度高，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面性能优良

2、微控制器处理，设定温湿度极限值后无需再有人工的干预，自动化处3、理，减少了人力、物力

附图说明：

图1本发明的电路结构示意图；图2安全工器具室温湿度自控仪的逻辑框图；图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式：

现结合附图对本装置工作原理详细说明：参见图1、图2和图3，途中，U1为微控制器，该控制器为4位单片机，每2秒钟检测一次温湿度探头，提取并处理数据，判断是否启动或关闭加热排风设备；U2为片式温湿度，其LK管脚为该IC的数据线和时钟信号线，分别与单片机的I/O口P15，P16相连，P15、P16I/O口软件模拟I2C接口的协议传输方式与SHT11通信，SHT11功能的设置，数据的提取全部通过单片机对其寄存器的通信来完成，没有任何的附加电路。SHT11的湿度检测运用电容式结构，并采用具有不同保护的“微型结构”检测电极系统与聚合物覆盖层来组成传感器芯片的电容，除保持电容式湿敏器件的原有特性外，还可抵御来自外界的影响。由于它将温度传感器与湿度传感器结合在一起而构成了一个单一的个体，因而测量精度较高且可精确得出露点，同时不会产生由于温度与湿度传感器之间随温度梯度变化引起的误差。CMOSensTM技术不仅将温湿度传感器结合在一起，而且还将信号放大器、模/数转换器、校准数据存储器、标准I2C总线等电路全部集成在一个芯片内。其内部结构框图如图3所示。

U3为电源管理芯片IMP813L，其作用有三个，一是提供单片机的上电复位，上电时第七脚产生约200mS的低电平使单片机正常复位；二是提供单片机程序运行中的外部看门狗监控，其第六脚与单片机的P33相连，一旦程序跑飞或受到干扰，P33不能发出正常喂狗信号，U3便产生复位动作使单片机复位，保证程序及系统的安全稳定；三是提供手动复位复位功能，K1为复位按钮，按下K1使系统进行一次硬件复位过程。

RLY3是输出控制继电器，二极管D1 1N4001并接在继电器的控制线圈上能有效抵消继电器动作时所产生的反电动势对系统的干扰，Q1 C9013为继电器的驱动二级管，其控制端通过一个限流电阻R6与单片机的P34脚相连，其中R9为该管脚的上拉电阻，保证P34能够输出一个确定的电平值，当P34输出高电平时继电器吸合，打开加热排风设备，输出低电平时，继电器释放，关闭加热排风设备。

LED1、LED2、LED3分别为温度、湿度和工作状态指示灯，当温度超限时LED1亮，湿度超限时LED2亮，正常工作时LED3闪烁，其分别被单片机的P24、P25、P26管脚控制。

PM1为电源转换模块，输入220VAC，输出系统电源DC5V。

而本发明采用新型的片式温湿度采集方式，I2C总线接口，不受传输线路干扰的影响，不受因信号放大滤波等造成的处理误差，不需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度高，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面性能优良；设定温湿度极限值后无需再有人工的干预，自动化处理，减少了人力、物力，社会效益和经济效益明显。

Claims

1.一种室温湿度自动控制仪，包括微控制器处理部分、温湿度采集部分、输出控制部分，其特征在于：所述的温湿度采集部分的核心芯片为具有I2C总线接口的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器，该单片全校准数字式相对湿度和温度传感器将温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、I2C总线接口全部集成于一体。

2.根据权利要求1所述的室温湿度自动控制仪，其特征在于：所述的核心芯片为检测式IC SHT11。

3.根据权利要求1所述的室温湿度自动控制仪，其特征在于：所述的湿度值输出分辨率为14位，测量范围为0-100％RH，温度值输出分辨率为12位，测量范围为-45--+120℃。

4.根据权利要求1-3所述的室温湿度自动控制仪，其特征在于：所述的输出控制部分采用继电器输出处理。