CN104375541A - 一种全智能温湿度控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全智能温湿度控制装置，包括控制主机，在控制主机上设有数码管、温湿度传感器、风扇、加热器和断路检测电路，温湿度传感器将实时监测的数据传送给控制主机，并通过数码管显示温湿度值；在控制主机上设有对设定的数据进行调节的控制按键；断路检测电路与风扇和加热器连接。本发明可以在装置运行前以及运行过程中全程对负载的工作性能进行检测，对温控效果进行比较监测，能够适应复杂条件下的温度控制；其优势在于选配控制模块能实现独立对特定区域温、湿度进行单独监测和控制，节约了成本；保障供电设备的安全运行。

Description

一种全智能温湿度控制装置

技术领域

    本发明涉及一种温湿度控制装置，具体地说是一种对开关柜中温湿度实时监测、显示和控制的全智能温湿度控制装置。

背景技术

目前市场上温湿度控制器并没有断路自检功能，当风扇和加热器与主机断开时并不能够及时反映给操作者，造成了温湿度控制器的无效性。此外已有的温湿度控制器并不能适合不同环境的区域，只能适合有限的区域范围中，实用性小。

发明内容

    针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种全智能温湿度控制装置，该控制装置设计更为合理、使用灵活、方便，能实现对开关柜内环境温湿度的实时监测和控制，保障供电设备的安全运行。

     本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种全智能温湿度控制装置，其特征在于：该装置包括控制主机，在控制主机上设有数码管、温湿度传感器、风扇、加热器和断路检测电路，温湿度传感器将实时监测的数据传送给控制主机，并通过数码管显示温湿度值；在控制主机上设有对设定的数据进行调节的控制按键；断路检测电路与风扇和加热器连接。

本发明中，所述断路检测电路包括依次串联连接的电阻、整流桥堆、稳压二极管、二极管和光耦，电阻与风扇和加热器连接。

所述风扇为一组至少一个；所述加热器为一组至少一个。控制主机通过主机接口与温湿度传感器、风扇、加热器连接。

在控制主机上设有控制模块接口，控制模块接口与可选配控制模块连接，控制主机通过可选配控制模块与辅助温湿度传感器、独立风扇、独立加热器以及无线串口连接。在控制主机上设有LED指示灯。

本发明中，温湿度控制器主要是保证开关柜中的温湿度在设定值范围中，如果在范围之外温湿度加热器将会控制风扇和加热器工作。为了保证控制器本身的安全和报警的优化性，增加了断路自检功能和温湿度调节效果监测功能，更加完善了温湿度控制器的功能，使之变的更加实用，使用范围更加广泛。

作为优选，控制主机中装有2.4GHz无线串口，通过无线串口操作者可以接收信息和发送信息到温湿度控制器，可进行远程控制温湿度传感器。

作为优选，温湿度传感器，风扇和加热器通过主机接口连接主机。温湿度传感器将开关柜中的温湿度传输到主机，主机将开关柜中的温湿度与设定的温湿度进行比较，若不在设定的温湿度范围内，主机将控制风扇和加热器工作，直到开关柜中的温湿度到达设定范围内，如若长时间未达到范围内，将进行报警提醒操作员进行人工检查。

作为优选，控制主机与数码管连接，通过数码管操作者可以得知当前开关柜的温湿度及控制器的运行状态，并可以设置温湿度的上下限。

作为优选，控制主机中设有LED指示灯，通过指示灯可以显示不同的工作方式，第一个灯为控制器正常状态或报警状态指示灯，正常显示蓝色，报警状态显示红色；第二个灯为手动模式和设置模式，手动模式显示蓝色，设置模式显示红色，第三个灯为温度上下限和回差指示灯，颜色反别为蓝色红色和紫色；第四个灯为湿度上限和回差，分别为蓝色和红色，通过LED指示灯用户可以更加方便的对温湿度控制器的操作。

作为优选，控制主机采用四个按键控制，减少了多个按键控制的繁琐，并有相对应的LED指示灯，操作更加方便简洁。第一个按键为设置按键,设置温湿度上下限和回差值；第二个按键为设置模式中使要调整的值减一，手动模式中打开或关闭加热器；第三个按键为设置模式中使要调整的值加一，手动模式中打开或关闭风扇；第四个按键为手动模式和自动模式选择。

作为优选，控制主机添加了可选配控制模块，具有独立的温湿度采集接口并增加了三路风扇接口，和两路加热器接口，用户可以根据需要增加风扇和加热器。同样可选配控制模块也具有断路自检等功能。

本发明使得温湿度控制器功能更加显著，并能通过主机进行断路自检功能，大大增加了温湿度控制器的安全性，此外本发明还增加了温湿度调节效果监测功能，可以适用于各个不同的区域，增强了它的适用范围。

本发明可以在装置运行前以及运行过程中全程对负载的工作性能进行检测，同时加入算法可以对温控效果进行比较监测，能够适应复杂条件下的温度控制；配控制模块能实现独立对特定区域温、湿度进行单独监测和控制，节约了成本；

本发明设计更为合理、使用灵活、方便，能实现对开关柜内环境温湿度的实时监测和控制，保障供电设备的安全运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中断路检测电路的示意图。

图3是控制按键示意图。

图中标记：1-控制主机，2-数码管，3-LED指示灯，4-控制按键，5-主机接口，6-SHT11温湿度传感器，7-风扇,9-加热器，10-控制模块接口，11-可选配控制模块，12-SHT11温湿度传感器，13-电阻，14-整流桥堆，15-稳压二极管，16-二极管，17-光耦。

具体实施方式

    一种全智能温湿度控制装置，该装置包括控制主机1，在控制主机上设有数码管2、LED指示灯3、控制按键4、温湿度传感器6、风扇7（本实施例中为两路）、加热器9（本实施例中为一路）和断路检测电路，温湿度传感器将实时监测的数据传送给控制主机，并通过数码管显示温湿度值；在控制主机上设有对设定的数据进行调节的控制按键；断路检测电路与风扇和加热器连接。

    控制主机能实现温湿度的实时监测，并通过数码管显示出温湿度值；用户可以针对不同环境，设置温湿度的上下限值和回差值；控制主机可以驱动两路风扇和一路加热器，并能监测风扇和加热器是否连接正确；控制主机能自动判断温湿度能否有效降低，如果判断降温或降湿无效，则进行报警处理；包含的可选配控制模块11，可以单独进行温湿度的采集，以及对多达3路风扇7和2路加热器9进行控制，并可以自动识别风扇和加热器的数量；控制模块可以选择与控制主机处于同一开关柜，也可与控制主机处于不同开关柜。在控制主机上增加了2.4GHz无线串口，无需布线，通过无线可将数据直接发送到计算机中，并可以传送控制器运行过程中是否有断路情况的信息到操作者的计算机中，安装更加灵活。

    温湿度控制器主机由单片机进行温湿度数据的采集、数码管显示、风扇和加热器的控制、断路自检功能、温湿度调节效果监测功能、可选配控制模块的控制以及按键控制；

本发明主机可以控制两路风扇和一路加热器。当检测温度高于设定温度上限或湿度高于设定湿度上限时，风扇开启；当检测湿度高于设定湿度上限或温度低于设定温度下限时，加热器开启；当检测温度低于设定温度上限减去温度回差值或湿度低于设定湿度上限减湿度回差值时，风扇关闭；当检测湿度低于设定湿度上限减湿度回差值或温度高于设定温度下限加温度回差值时，加热器关闭；其中温度上下限和温度回差、湿度上限和湿度回差均设定调节范围，防止操作人员在进行设定时，发生设定值偏大或偏小，造成设备的损坏；

本发明增加了可选择控制模块11，具有独立温度采集接口、3路风扇接口和两路加热器接口。用户可以根据实际情况的需要，选择性添加风扇和加热器数量。本发明中可选择控制模块，同样也具有断路检查功能，当监测到其中任何一路断开时，会进行报警处理，以提醒工作人员进行检查。

    本发明创新性的增加了温湿度调节效果监测功能。当温度或湿度值高于用户设定值时，开始记录温度和湿度值。在记录十个值后，以时间为横坐标，以温湿度值为纵坐标，对上述记录的十个点，当下一个温湿度值被记录时，最早记录的温湿度值将被丢弃。使用最小二乘法进行直线拟合，拟合公式为：                                               上述公式计算出的值为拟合直线的斜率,表示温湿度，表示温湿度对应的测量时间点，表示测量的总组数。如果大于零，则认为温度或湿度处于上升状态，即降温或除湿效果较差，或外界环境发生较大变化，导致现有降温和除湿设备无法正常降温或除湿，此时，主机发出报警信号，提醒工作人员检查降温和除湿设备是否故障或周围环境是否发生变化，以及时排除故障，保障供电设备的安全；

断路检测电路如图2所示，当风扇和加热器正常连接且处于停止工作时，风扇和加热器与B10S整流桥堆14和电阻13串联后，连接在220V上。此时，B10S输出端口会产生电势差，该电势差经过电平转换后，能驱动光耦17，点亮光耦内部的发光二极管，导致光耦输出端的三极管导通，单片机通过检查光耦输出端的电平为低电平，则认为电器正常连接。相反，如果加热器和风扇没有正常连接或出现短路，B10S就无法输出电势差，也就无法驱动光耦中的发光二极管，此时光耦输出端的三极管截止，单片机通过检查光耦输出端的电平为高电平，来判断电路处于断路状态。

本发明对温湿度控制器本身也增强了安全保障即断路自检报警功能，其中电路自检功能包括开机断路自检功能、运行过程中断路自检功能、和控制器断路自检功能。该功能可对风扇和加热器是否正确连接进行检查。该功能使用B10S整流桥堆与风扇和加热器串联，当风扇和加热器正常连接时，B10S输出端就会有电势差，将该电势差通过电压转换和光耦隔离，就转化成为可以作为单片机监测的信号输入到单片机端口，单片机就能判断风扇和加热器是否正常连接；当检查出风扇或加热器断路时，主机会发出报警信号，以提醒工作人员进行检查；

     按键控制，采用四个按键实现对装置的设置。A:设置按键,设置温湿度上下限和回差值；B:设置模式中使要调整的值减一，手动模式中打开或关闭加热器；C:设置模式中使要调整的值加一，手动模式中打开或关闭风扇；D:手动模式和自动模式选择。使用“手动设置”按键，能进行手动控制风扇的开关，和加热器的开、关调节，此时，可以实现人工控制风扇和加热器；使用“设置按键”可以对温湿度上下限以及温湿度回差进行调节，调节完成后，修改后的数据将保存在装置内，即使断电后，数据也不会丢失。

Claims (6)

1.一种全智能温湿度控制装置，其特征在于：该装置包括控制主机（1），在控制主机（1）上设有数码管（2）、温湿度传感器（6）、风扇（7）、加热器（9）和断路检测电路，温湿度传感器（6）将实时监测的数据传送给控制主机（1），并通过数码管（2）显示温湿度值；在控制主机（1）上设有对设定的数据进行调节的控制按键（4）；断路检测电路与风扇（7）和加热器（9）连接。

2.根据权利要求1所述的全智能温湿度控制装置，其特征在于：所述断路检测电路包括依次串联连接的电阻（13）、整流桥堆（14）、稳压二极管（15）、二极管（16）和光耦（17），电阻（13）与风扇（7）和加热器（9）连接。

3.根据权利要求1所述的全智能温湿度控制装置，其特征在于：所述风扇（7）为一组至少一个；所述加热器（9）为一组至少一个。

4.根据权利要求1所述的全智能温湿度控制装置，其特征在于：控制主机（1）通过主机接口（5）与温湿度传感器（6）、风扇（7）、加热器（9）连接。

5.根据权利要求1所述的全智能温湿度控制装置，其特征在于：在控制主机（1）上设有控制模块接口（10），控制模块接口（10）与可选配控制模块（11）连接，控制主机（1）通过可选配控制模块（11）与辅助温湿度传感器（12）、风扇（7）、加热器（9）以及无线串口连接。

6.根据权利要求1所述的全智能温湿度控制装置，其特征在于：在控制主机（1）上设有LED指示灯（3）。