CN103017299A

CN103017299A - 家用智能温湿度控制器

Info

Publication number: CN103017299A
Application number: CN2013100082721A
Authority: CN
Inventors: 陈荣; 张加胜; 徐向华
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本设计是一种家用数字温湿度控制器，能同时精确检测控制家庭房间内的温度和湿度。产品主要由五部分构成，其中有控制器控制单元、空调遥控模块、除湿机接口、加湿器接口和电源输入模块等。控制器本体包括单片机，单片机与内置的集成化温湿度检测模块连接。单片机外围电路还有矩阵键盘用于温度、湿度的上下限的设定；数字液晶显示屏用于显示当前温度和湿度以及温度、湿度设定值；指示灯用于显示系统当前工作状态；除湿机接口和加湿器接口电路用于控制两者的工作状态。空调遥控模块用于控制家用空调器的启停。除湿机和加湿器接口用于切断和导通两者的工作电源，从而实现功能的启停。

Description

家用智能温湿度控制器

技术领域

本发明提出了一种家用智能温湿度控制器，用于居室内温度和湿度的智能控制，可广泛应用于家庭、宾馆和办公等场合。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对生活环境的要求越来越高，在气候干燥的冬季室内由于暖气的原因空气十分干燥，人体感觉不适。

研究表明：湿润的空气才能保持生机盎然。为防止家具、木质装修、书籍或乐器老化、变形甚至干裂的情况出现，储存以上物品时室内湿度应保持在45%~60%RH之间，而冬季北方家庭室内湿度仅为10%~15%RH，干燥使我们可能带上2000—7000伏的高压静电，由于家用和办公电器的普及，静电更是无处不在。严重的静电会使人心情烦躁、头晕胸闷、喉鼻不适。

但过度湿润的空气也会给人带来不便，如过高的湿度，不利于人们正常排汗，容易导致衣物、家具等受潮，最终发霉长毛，因而有必要将湿度控制在合适的范围内，即湿度应保持在45%~60%RH之间。

与湿度对人的影响一样，过高过低的温度更会给人们带来极大的不适，对人类来说，也存在一定的舒适范围，如18~24℃之间。。

目前，常用的温湿度控制器多用于工业现场、温室大棚等场合，而且存在以下四个问题：一是功能单一，如只能实现温湿度的监测，或者只能实现其中的一项功能，不能同时实现温湿度控制监测功能；二是现有的温湿度控制器一般需要有专用的设备，不能利用家庭中现有的加湿器、除湿器和空调等设备；三是现有的温湿度控制器多是面向现场应用设计，并不能直接移植到家庭中使用；四是控制器的智能化程度不够，不能根据需要自动调整。

发明内容

本发明提出了一种家用智能温湿度控制器，能同时精确检测控制家庭房间内的温度和湿度。产品主要由五部分构成，包括控制器控制单元、空调遥控模块、除湿机接口、加湿器接口和电源输入模块等。在使用中，可以充分利用家庭中现有的加湿器、除湿器和空调等设备，实现温湿度的智能控制。

附图说明

图1是家用智能温湿度控制器各部分构成图；

图2是加湿器和除湿器接口原理图；

具体实施方法

家用智能温湿度控制器各部分构成如图1所示。家用数字温湿度控制器主要由控制器控制单元1、空调遥控模块2、除湿机接口3、加湿器接口4和电源输入模块5等五部分组成。控制器控制单元包括单片机，单片机与内置的集成化温湿度检测模块连接。单片机外围电路还有4*4矩阵键盘用于温度、湿度的上下限的设定和温湿度控制器功能的选择，如，温度自动控制功能的启用与停止、湿度控制功能的启用与停止等；数字液晶显示屏用于显示当前的温度和湿度、温度和湿度设定值及参数设置过程中数据的显示等；指示灯用于显示系统当前工作状态。空调遥控模块用于控制家用空调器的启停，其具体的工作过程可通过矩阵键盘进行设定。除湿机和加湿器接口用于切断和导通两者的工作电源，从而实现功能的启停。电源输入模块，用于给控制系统、加湿器及除湿器供电等。

家用智能温湿度控制器采用的单片机芯片是STC89C52，对所有51内核的单片机都适用，而且对端口的操作非常方便，可以很方便的实现对各种器件的控制，特别是总线式器件。实践证明，该单片机完全能满足系统的实时控制和数值运算要求。

家用智能温湿度控制器的温湿度检测选用的是一体化的温湿度传感器，与专用的集成高精度测温/测湿元件加高精度A/D转换芯片和采用数字式温度传感器和湿度传感器等方案相比，本发明在保证精度的前提下，价格更低，单片机外围电路更简单。在实际设计方案中，本发明选用了广州奥松电子有限公司生产的温湿度一体化传感器DHT11，如果对精度要求高的话，可以选用温湿度一体化传感器DHT21，两者都采用单总路线接口，与单片机接口简单，精度高，价格便宜。

家用智能温湿度控制器的人机操作部分，数据输入采用4*4矩阵键盘，共有16个按键，按键定义清晰，易于使用；数据显示部分选用LCM1602液晶，与单片机通过并行总路线连接。LCM1602液晶自带显示管理电路，可有效减小占用单片机工作周期且功耗低。

家用智能温湿度控制器的空调遥控模块采用软件实现，可以根据不同型号的空调器编写不同的软件程序，并在控制器单元中安装有相应的红外发射和接收单元；在单片机程序的控制下，根据是否选择温度自动控制功能，控制空调器的启动和停止。

家用智能温湿度控制器的除湿机和加湿器接口，采用电子开关-双向晶闸管，由光耦控制双向晶闸管的导通，采用过零导通模式。在实际设计中光耦采用MOC3051/52，双向晶闸管采用BT134A，具体的实现电路如图2所示。

家用智能温湿度控制器的工作过程如下：控制器接通电源后，控制器自检，初始化系统并将前次断电前的设置数据做为默认设置，通过LCM1602液晶显示。初始化完成后，控制器检测是否有按键按下，如果有键按下首先判断是否是开始按键；如果是开始按键按下，系统开始工作，一旦开始工作控制器将只检测是否是停止按键按下；一旦停止按键按下，控制器将再次进入全部按键检测状态；如果不是开始按键按下，将判断各个按键的功能，如，数字键或者功能键。功能键包括控制器工作模式选择，即单一控制温度、单一控制湿度和温度湿度同时控制；温度控制参数设置；湿度控制参数选择和与家用空调器适用的红外遥控器的工作频率和模式等。数据设定完成后，控制器将设置数据写入内部EEPROM或者外部串行EEPROM中长期保存，直到下次修改为止。控制器开始工作后，将会定时自动检测温度和湿度，并将检测的数据与系统设置数据进行对比，控制对应的加温器/除湿机/家用空调器的工作状态，达到室内温度、湿度智能控制的目的。在系统处于工作过程中，不能对设定数据进行修改，只能判断是否停止键按下。

Claims

1.家用数字温湿度控制器主要由五部分构成，其中有控制器控制单元1、空调遥控模块2、除湿机接口3、加湿器接口4和电源输入模块5等。控制器控制单元包括单片机，单片机与内置的集成化温湿度检测模块连接。单片机外围电路还有4*4矩阵键盘用于温度、湿度的上下限的设定和温湿度控制器功能的选择，如，温度自动控制功能的启用与停止和湿度控制功能的启用与停止等；数字液晶显示屏用于显示当前温度和湿度以及温度、湿度设定值和参数设置过程中间数据的显示等；指示灯用于显示系统当前工作状态。空调遥控模块用于控制家用空调器的启停，其具体的工作过程可通过矩阵键盘进行设定。除湿机和加湿器接口用于切断和导通两者的工作电源，从而实现功能的启停。电源输入模块，用于给控制系统供电和对加湿器及除湿器供电等。

2.根据权利要求1所述的家用数字温湿度控制器，其特征是采用51系列单片机控制芯片，温湿度检测采用单总线集成式专用测量模块，可以根据设定的数据自动控制温度和湿度。