CN102135779A - 一种家居用智能湿度控制器 - Google Patents

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周岭松
余春喧
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Abstract

一种家居用智能湿度控制器包括了中央控制单元、无线湿度采集单元、加湿模块和除湿模块，属于自动化控制领域。无线湿度采集单元采集室内任意位置的湿度值，通过无线方式将采集到的数据发送给中央控制单元，中央控制单元对采集到的湿度值与用户设定的湿度值进行综合处理，从而控制加湿模块与除湿模块的工作状态，实现室内湿度的智能恒定控制，适用于将室内空气湿度湿度恒定在用户期望的湿度值。

Description

一种家居用智能湿度控制器
技术领域
本发明提出了一种家居用智能湿度控制器，主要采用无线传感器网络技术与控制技术实现室内湿度恒定控制在用户设定的值，属于自动化控制领域。
背景技术
目前市面上的家居用加湿器和除湿器只能够简单的实现室内空气中湿度的增加与减少，无法将空气中湿度控制在用户需要的值。随着社会的发展，人们对室内空气质量的要求必然会越来越高，湿度的恒定控制成为发展的必然趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种家居用智能湿度控制器，采用先进的无线传感器网络技术，实时监测室内的湿度值，自动控制加湿模块与除湿模块，将湿度控制在用户设定湿度值，从而达到恒定控制室内湿度的目的。
本发明所采取的技术方案是：
一种家居用智能湿度控制器包括了中央控制单元、无线湿度采集单元、加湿模块和除湿模块；无线湿度采集单元采集室内任意位置的湿度值，通过无线方式将采集到的数据发送给中央控制单元，中央控制单元对采集到的湿度值与用户设定的湿度值进行综合处理，从而控制加湿模块与除湿模块的工作状态。
无线湿度采集单元包括微控制器、电源转换模块、湿度传感器、无线发送模块；微控制器采用2.4GHz射频系统单芯片CC2430；电源转换模块将供电电压转换成与微控制器和湿度传感器匹配的电压；无线发送模块由2.4G天线和巴伦匹配电路组成；微控制器将湿度传感器采集到的湿度值通过巴伦电路传送给2.4G天线，2.4G天线通过特定的无线信道将湿度值发送至中央控制单元。
中央控制单元包括微控制器、电源转换模块、无线接收模块、按键、液晶显示器、湿度控制模块；微控制器采用2.4GHz射频系统单芯片CC2430；电源转换模块将供电电压转换成与微控制器和按键匹配的电压；无线接收模块由2.4G天线和巴伦匹配电路组成，2.4G天线接收无线信道中的湿度值，通过巴伦匹配电路把湿度值传给微控制器；用户通过按键键入自己需要的湿度值；用户设定的湿度值与接收到的湿度值显示在液晶显示器上；湿度控制模块由继电器组构成，湿度控制模块通过控制继电器组的开合控制除湿模块的启动与关闭；湿度控制模块通过控制继电器组的开合改变接入加湿模块的电阻值大小，改变电路中电流电压的分配，控制加湿模块的工作功率。
本发明具有的有益效果是：
1.数字式温湿度传感器SHT10保证了系统对室内空气湿度信息的精确采集。
2.无线通信功能使得系统可以监测室内任意位置的湿度值。
3.高性能的射频系统单芯片CC2430优良的无线收/发灵敏度和强大的抗干扰性确保了无线数据传输的可靠性。
4.加湿模块和除湿模块的综合控制让室内空气湿度能够快速恒定在用户设定的值，湿度可控范围为0～100％RH。
附图说明
图1是本发明的系统结构框图
图2是无线湿度采集单元结构图；
图3是中央控制单元结构图；
图4是无线湿度采集单元主程序流程图；
图5是中央控制单元主程序流程图；
图6是无线接收子程序流程图；
图7是湿度控制模块子程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明工作原理作详细说明。
无线湿度采集单元包括微控制器、电源转换模块、湿度传感器、无线发送模块，微控制器采用2.4GHz射频系统单芯片CC2430，电源转换模块将供电电压转换成3.3V电压，3.3V电压用于微控制器和湿度传感器的供电，无线湿度采集单元结构图如图2所示。中央控制单元包括微控制器、电源转换模块、无线接收模块、按键、液晶显示器、湿度控制模块，微控制器采用2.4GHz射频系统单芯片CC2430，湿度控制模块由7个继电器构成，中央控制单元结构图如图3所示；本实施例中共设置了3个无线湿度采集单元采集室内任意位置的湿度，如图1所示。无线湿度采集单元的数量可以根据实际情况选择。无线湿度采集单元通过对微控制器CC2430编写程序驱动数字式湿度传感器SHT10来实时采集室内空气湿度值，通过频分多址的方式将采集到的湿度数据经不同的信道发送给中央控制单元，它们所占用的频道分别为：2.46GHz、2.47GHz和2.48GHz。中央控制单元通过自动切换信道的方式依次接收每个信道上的数据，并将接收到的数据同用户键入的湿度值进行综合处理。如果接收值大于设定值，则微控制器CC2430通过控制继电器来启动除湿模块，除湿模块采用市场上的成熟模块，上电后即启动，除湿功能采用冷冻式除湿技术，通过低温使空气中的水蒸气冷凝，从而实现空气的快速除湿；如果湿度值小于设定值，则微控制器CC2430启动加湿模块，加湿模块采用市场上的成熟模块，加湿模块首先需要通过一个继电器来控制它的供电，加湿模块上电后，通过其他几个继电器的工作状态改变接入加湿模块电路中的阻值大小，阻值的大小改变了电路中电流电压的分配，从而控制了加湿模块的工作功率，加湿模块采用了超声波加湿技术，超声波的强度决定于工作功率的大小，加湿模块电路中阻值的大小决定了超声波的强度，从而控制加湿量的大小。
无线湿度采集单元主程序流程图如图4所示，首先对微控制器CC2430进行初始化，然后通过驱动数字式温湿度传感器SHT10采集空气中湿度值，并将采集到的湿度值赋给变量humi_val.f。将humi_val.f中的小数位、个位、十位和百位进行分离，存入数组，然后将数据打包，发送给中央控制单元，若数据发送过程中出错，则重新发送数据。
中央控制单元主程序流程图如图5所示，本系统中数据的输入采用中断方式。首先对系统进行初始化，然后开启中断，接下来启动无线接收子程序，依次接收来自3个不同信道的湿度数据，并判断接收过程中是否出错。如果出现错误，则重新接收收据，否则将接收到的数据送液晶显示。当数据送液晶显示后，将接收到的分散的小数位、个位、十位和百位数据重新整合，调用湿度控制模块子程序。
无线接收子程序流程图如图6所示，当中央控制单元主程序调用无线接收子程序时，系统会自动依次切换信道，然后判断所接收到的数据来自哪一个无线湿度采集单元并读取该无线湿度采集单元发送过来的湿度数据，程序执行完后返回主程序。
湿度控制模块子程序流程图如图7所示，当中央控制单元调用湿度控制模块子程序时，先取湿度采集值的平均值；然后将用户设定值与采集平均值进行比较，若采集值大于设定值，则启动除湿模块；若采集值小于设定值，则启动加湿模块。

Claims (3)

1.一种家居用智能湿度控制器，其特征在于：设置了中央控制单元、无线湿度采集单元、加湿模块和除湿模块；无线湿度采集单元采集室内任意位置的湿度值，通过无线方式将采集到的数据发送给中央控制单元，中央控制单元对采集到的湿度值与用户设定的湿度值进行综合处理，从而控制加湿模块与除湿模块的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种家居用智能湿度控制器，其特征在于：无线湿度采集单元包括微控制器、电源转换模块、湿度传感器、无线发送模块；微控制器采用2.4GHz射频系统单芯片CC2430；电源转换模块将供电电压转换成与微控制器和湿度传感器匹配的电压；无线发送模块由2.4G天线和巴伦匹配电路组成；微控制器将湿度传感器采集到的湿度值通过巴伦电路传送给2.4G天线，2.4G天线通过特定的无线信道将湿度值发送至中央控制单元。
3.根据权利要求1所述的一种家居用智能湿度控制器，其特征在于：中央控制单元包括微控制器、电源转换模块、无线接收模块、按键、液晶显示器、湿度控制模块；微控制器采用2.4GHz射频系统单芯片CC2430；电源转换模块将供电电压转换成与微控制器和按键匹配的电压；无线接收模块由2.4G天线和巴伦匹配电路组成，2.4G天线接收无线信道中的湿度值，通过巴伦匹配电路把湿度值传给微控制器；用户通过按键键入自己需要的湿度值；用户设定的湿度值与接收到的湿度值显示在液晶显示器上；湿度控制模块由继电器组构成，湿度控制模块通过控制继电器组的开合控制除湿模块的启动与关闭；湿度控制模块通过控制继电器组的开合改变接入加湿模块的电阻值大小，改变电路中电流电压的分配，控制加湿模块的工作功率。
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