CN104020805A - 智能压力检测及温湿度控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能压力检测及温湿度控制器，包括电源转换装置、传感器及信号处理组件和执行装置。通过传感器组件中的压力传感器获取水热毯所受到的压力、温度传感器获取水热毯的温度、温湿度传感器获取环境温湿度，依靠智能算法控制加热器与加湿器开关的通断，确保人体处于舒适的环境状态中。由于系统包含多路传感器，并使用光电隔离结构，具有精度高、数据准确、没有噪声等优点。

Description

智能压力检测及温湿度控制器

技术领域

本发明涉及一种智能压力检测及温湿度控制器，通过传感器组件获取水热毯所受到的压力、水热毯的温度以及环境温湿度，控制加热器与加湿器开关的通断。主要应用于水热毯温度及环境湿度智能控制，属于电子和温湿度控制领域。

背景技术

目前普遍使用的水热毯控制器只有温度高低两档，好一点的可以显示温度，存在以下缺点：

1.缺乏湿度调节。目前，人们对生活质量的追求越来越高，市场上加湿器已经普及开来，而传统水热毯只调节供温度，无法调节湿度。

2.缺乏自动化温湿度监测调节。当人熟睡的时候是无法对水热毯人工设置的，而此时人体最舒适的温度湿度会随环境变化而变化，传统水热毯不具备自动调节温湿度。

3.缺乏自动断电，耗能高。当人离开水热毯时，需要手动关开关，很是麻烦，而且一旦忘了关开关，很容易引发火灾，存在安全隐患。

4.市面上的水热毯是对水温进行检测，而不是对水热毯上的温度进行检测，无法正确获知人体所感受到的温度。

5.普遍采用接触式继电器，使用时会产生噪声。

现有的智能水热毯控制器都是针对温度进行控制，进而实现温度自动控制的功能，而关于湿度控制，目前未见报道。关于自动温控的方法，也主要是利用温度传感器监测温度变化，然后由单片机完成计算并控制可控硅控制电热丝通断(朱虹温度可调的电热毯控制器中国发明专利公开号：CN102419606A)，该方案提供了一种555定时器自动温控系统，没有采用单片机，同时缺少人走断电以及湿度控制系统，并且无法温湿度实时显示。因此，其实际使用时功能单一，使用不方便，存在安全隐患。使用接触式继电器在实际使用中会产生噪声，而光耦合控制可控硅对加热加湿装置进行控制则不存在噪声问题。而针对人走如何自动断电问题，现有技术主要采用的是压力传感器和压力开关，通过压力开关采集的压力信号进行分析处理输出控制信号(台州职业技术学院；梁寒冰；.一种智能电热毯.实用新型公开号：CN201220700821)。这种结构比较简单容易实现，但是由于只有人走断电一项功能，大大浪费了单片机处理能力。关于现有的温湿度控制器，利用了温度传感器和湿度传感器进行数据采集并利用MPU控制加热器与排风机(吴水男；吴博一种温湿度控制器中国发明专利公开号：CN102622014A)，但是无法实时显示温湿度，并且不是基于电热毯进行设计，难以满足实际需求。

本发明提出采用低功耗单片机作为控制中心，采用多路温度、湿度、压力传感器探测各个数据，使用显示模块进行显示，键盘输入模块进行输入，从而实现温度、湿度的自动化监测控制，温湿度实时显示，人走断电等功能，设计出一款半自动的多功能水热毯控制器。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于低功耗单片机的压力开关、温湿度控制系统，使得水热毯的半自动温湿度控制更加便捷环保。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

将低功耗单片机、压力传感器、温湿度传感器、加湿器构成一个整体。采用温湿度传感器检测温湿度变化，压力传感器检测人体压力，控制器电路获得测量结果并在处理器中通过数据融合和温湿度算法解算出露点温湿度，然后根据该信息输出控制信号，控制光电耦合器和继电器的通断，实现加湿加温和电机通断。通过该系统可以省电，智能调温，智能调湿，方便人们的生活，提供高质量的睡眠环境。

本发明具有下述优点：

1.利用低功耗单片机可以降低功耗，提高温湿度信息的效率和实时性，且体积小、结构紧凑、易于集成；

2.采用多路的温湿度传感器，测出全面准确的数据，并且得出最舒适温度的结论，同时使用智能算法，温度有略微衰减，保证人体舒适度；

3.通过压力检测做到自动断电，节能省电，保证安全；

4.对温湿度都可以加以控制；

5.使用光耦合器件控制可控硅，没有噪声。

附图说明

图1是本发明中智能水热毯模块结构原理示意图；

图2是本发明中电路板元件排布设计示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图具体说明本发明的结构，本发明不限于以下介绍的实施例。

如图1所示，智能压力检测及温湿度控制器由电源转换装置(2)、传感器及信号处理组件和执行装置组成。其中传感器及信号处理组件由低功耗单片机(1)温度传感器(3)压力传感器(4)温湿度传感器(5)几个部分组成。执行装置包括键盘模块(6)、显示模块(7)、指示灯(8)、光耦合驱动可控硅模块(9)、加湿器(10)、水热毯加热电路(11)。温度传感器(3)、压力传感器(4)、温湿度传感器(5)分别将水热毯温度信号、压力信号、环境温湿度信号送入低功耗单片机(1)，由低功耗单片机(1)对模拟量进行AD转换，得到环境温湿度、电热毯温度、人体状态等多种信息。然后由低功耗单片机(1)控制显示模块(7)实时显示环境温湿度、光耦合驱动可控硅模块(9)驱动加湿器(10)水热毯加热电路(11)的通断进而调节温湿度。键盘模块(6)可对智能水热毯状态进行设置。

如图2所示，为智能水热毯电路板元件排布设计示意图，分为低电压区(7)与高电压区(8)，由爬电槽6进行分割，反正高压对低压区造成损坏。低压区包括供电稳压模块(1)、低功耗单片机(2)、高精度晶振(3)、外部设备接口(5)分别用以为单片机传感器供电、处理信息、提供高精度时钟信号、连接传感器的功能。高压区包括光耦合控制可控硅模块用以控制外部电源的通断，实现功能。

Claims (5)

1.智能压力检测及温湿度控制器由电源转换装置、传感器及信号处理组件和执行装置组成，其特征在于：根据传感器及信号处理组件获取的温湿度、压力各项数据控制执行装置，实现温湿度控制、数据实时显示及指示灯的亮灭。 

2.根据权利要求1所述的智能压力检测及温湿度控制器，其特征在于：传感器及信号处理组件由低功耗单片机(1)温度传感器(3)压力传感器(4)温湿度传感器(5)几个部分构成。 

3.根据权利要求1或2所述的智能压力检测及温湿度控制器，其特征在于：执行装置包括键盘模块(6)、显示模块(7)、指示灯(8)、光耦合驱动可控硅模块(9)、加湿器(10)、水热毯加热电路(11)。 

4.根据权利要求1或2所述的智能压力检测及温湿度控制器，其特征在于：传感器及信号处理组件包括多路温度传感器(3)、一路压力传感器(4)以及两路温湿度传感器(5)。 

5.根据权利要求1或2所述的智能压力检测及温湿度控制器，其特征在于：电路板上有爬电槽，对高电压以及低电压进行隔离，控制执行装置中加湿器(10)、水热毯加热电路(11)采用了光耦合驱动可控硅模块(9)。