CN109828617A - 一种基于物联网的智能室内湿度控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种基于物联网的智能室内湿度控制系统和方法，能智能调节与控制室内湿度，其中，人体红外传感器，将红外图像信息发送给主控制器；湿度传感器，将湿度数据发送给主控制器；主控制器用于将湿度数据发送给数据中心，并根据存储的红外图像信息判断室内是否有人；还用于定期将存储的湿度数据与预设湿度进行比较，在当前湿度大于第一预设湿度，且室内有人时，向数据中心发出告警信号；还用于控制除湿器或加湿器工作；数据中心，与处理器连接，用于存储湿度数据，还用于在收到告警信号后，将湿度数据发送给移动终端；还用于在收到移动终端发送的控制信号后，将该控制信号发送给主控制器；移动终端，使主控制器控制除湿器或加湿器工作。

Description

一种基于物联网的智能室内湿度控制系统和方法

技术领域

本发明涉及家居领域，尤其涉及一种基于物联网的智能室内湿度控制系统和方法。

背景技术

我国经济飞速发展，城市中各种居住型高楼林立。然而随着全球温室效应和环境污染的加剧，部分区域居住环境却不尽如人意。受所居住区域的地理位置、季节气候变化以及类似空调、暖气片等家用电器的影响，室内湿度变化幅度较大。长期处于过度干燥或者湿度较大的居住环境，对于人的皮肤和身体健康都有一定程度的损伤和影响，所以营造一个适宜的湿度环境很有必要。但是传统的湿度调节控制装置一般采用人工调节或者单片机控制方式，其工作稳定性差、效率低、易受外界因素影响、功能单一且费时费力，导致对于室内湿度调节与控制效果不佳。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供了一种基于物联网的智能室内湿度控制系统和方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，包括：控湿单元、数据中心和移动终端；所述控湿单元设置在室内，其包括控制器、除湿器和加湿器；

所述控制器包括主控制器、与主控制器连接的人体红外传感器、湿度传感器；

人体红外传感器，用于采集预设范围内的红外图像信息，并将红外图像信息发送给主控制器；

湿度传感器，用于采集室内的湿度数据，并将湿度数据发送给主控制器；

主控制器，与人体红外传感器、湿度传感器连接，用于将湿度数据发送给数据中心，并根据存储的红外图像信息判断室内是否有人；还用于定期将存储的湿度数据与预设湿度进行比较，在当前湿度大于第一预设湿度，且室内有人时，向数据中心发出告警信号；还用于控制除湿器或加湿器工作；

数据中心，与处理器连接，用于存储湿度数据，还用于在收到告警信号后，将湿度数据发送给移动终端；还用于在收到移动终端发送的控制信号后，将该控制信号发送给主控制器；

移动终端，与数据中心和处理器连接，能访问数据中心存储的湿度数据，用于向数据中心发送控制信号，通过数据中心转发控制信号使主控制器控制除湿器或加湿器工作。

优选地，所述主控制器的型号为TMS320F2812。

优选地，所述湿度传感器的型号为DHT-11，人体红外传感器的型号为HC－SR501。

优选地，所述控制器还包括与主控制器连接的按键输入单元，通过按键输入单元能够预设湿度。

优选地，所述控制器还包括与主控制器连接的显示单元，主控制器通过显示单元显示当前室内湿度。

优选地，所述显示单元的液晶显示屏型号为12864C-1。

优选地，所述控制器还包括与主控制器连接的报警单元，在室内湿度超过第二预设湿度，且判断室内有人时，主控制器控制所述报警单元发出报警信号。

优选地，在室内湿度超过第二预设湿度，且判断室内有人时，主控制器控制所述报警单元发出报声音和光信号。

本发明还提出来了一种基于物联网的智能室内湿度控制方法，包括以下步骤：

步骤1：通过红外传感器采集预设范围内的红外图像信息，通过湿度传感器采集室内的湿度信息；

步骤2：主控制器接收红外传感器发送来的红外图像信息、湿度传感器发送来的湿度信息，并将湿度信息发送给数据中心，还根据存储的红外图像信息判断是否有人，在判断出室内有人，且室内湿度大于第一预设湿度时，主控制器向数据中心发送告警信号；

步骤3：数据中心接收到来自于主控制器发送的告警信号，将当前室内湿度信息发送给移动终端，移动终端根据湿度信息控制除湿器或加湿器工作。

优选地，在步骤2中，若室内湿度大于第二预设湿度，主控制器控制报警单元发出报警信号。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

本发明通过湿度传感器和人体红外传感器采集室内实时湿度状况和室内人员情况的相关数据。基于检测结果和预先设置的的湿度范围，在控制器判断室内有人且超出湿度设置范围时，控制器向数据中心发出报警信号，数据中心将当前室内数据转发给移动终端，提醒室内人员通过控制器控制除湿器或加湿器的工作状态，直至室内湿度达到预先设置的湿度范围内，从而起到了智能调节与控制室内湿度状况的效果。

附图说明

图1是本发明提出的的结构示意图。

图2是主控制器TMS320F2812芯片外部引脚图。

图3(a)是湿度传感器电路图；图3(b)是人体红外传感器电路图。

图4是按键输入电路图。

图5是LCD显示电路图。

图6(a)是加湿电路图；图6(b)是除湿电路图。

图7(a)是电源电路图；图7(b)是复位电路图。

图8(a)是报警电路图；图8(b)是时钟电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整性地描述。当然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

结合图1，本发明提出的一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，包括：控湿单元、数据中心和移动终端；所述控湿单元设置在室内，其包括控制器、除湿器和加湿器；

所述控制器包括主控制器、与主控制器连接的人体红外传感器、湿度传感器；人体红外传感器，用于采集预设范围内的红外图像信息，并将红外图像信息发送给主控制器；湿度传感器，用于采集室内的湿度数据，并将湿度数据发送给主控制器；主控制器，与人体红外传感器、湿度传感器连接，用于将湿度数据发送给数据中心，并根据存储的红外图像信息判断室内是否有人；还用于定期将存储的湿度数据与预设湿度进行比较，在当前湿度大于第一预设湿度，且室内有人时，向数据中心发出告警信号；还用于控制除湿器或加湿器工作；数据中心，与处理器连接，用于存储湿度数据，还用于在收到告警信号后，将湿度数据发送给移动终端；还用于在收到移动终端发送的控制信号后，将该控制信号发送给主控制器；移动终端，与数据中心和处理器连接，能访问数据中心存储的湿度数据，用于向数据中心发送控制信号，通过数据中心转发控制信号使主控制器控制除湿器或加湿器工作。

结合图2，所述主控制器的型号为TMS320F2812，此芯片主频率高、拥有32位定点结构、运算性能好、外设丰富、性能强大。

结合图3，所述湿度传感器的型号为DHT-11，湿度测量范围20％～90％RH、精度±5％RH、采样周期1s，信号传输距离可达20m以上。所述人体红外传感器型号为HC－SR501，通过两个旋钮调节检测范围(3～7米)，时间延迟设置为5s～5min，还可以通过跳线来选择单次触发以及重复触发模式。它们分别接主控制器TMS320F2812芯片的GPIOF8与GPIOF13引脚。

为了方便预设预设湿度，所述控制器还包括与主控制器连接的按键输入单元。结合图4，按键输入单元采用5个相互独立的按键，其一端分别和TMS320F2812芯片的I/O口(KEY1～KEY5)相连接，并且通过电阻值为10kΩ的上拉电阻接入D3V3电压，其另一端相互并联且接地。当有其中一个按键被按下的时候，该按键相对应的I/O口将会被强制性的拉低，在检测到低电平的时候，表明该按键被按下。所述5个相互独立的按键，分别为设置键S1、选择键S2、加一键S3、减一键S4和确定键S5。当长按S1键达2S及以上时，会在LCD显示屏上显示进入湿度值范围设置状态，然后通过S2键选择设置湿度最大上限值或最小下限值，在选择其中之一后使用S3或S4键设置具体数值，最后按下S5键确定保存。重复上述过程一次，再设置另外一个限值，整个湿度范围设置即可完成。

所述控制器还包括与主控制器连接的显示单元，主控制器通过显示单元显示当前室内湿度。结合图5，所述显示单元的液晶显示屏型号为12864C-1，12864C-1液晶显示屏的数据接口DB0～DB7(即引脚7～14)分别与TMS320F2812芯片的GPIOB4～GPIOB11相连接，此引脚的功能是指令数据选择，其高电平是数据模式，低电平时指令模式；E引脚(即引脚6)与TMS320F2812芯片的GPIOB11相连接，此引脚为芯片的使能端，使能为高电平，下降沿所存。

结合图8，所述控制器还包括与主控制器连接的报警单元，在室内湿度超过第二预设湿度，且判断室内有人时，TMS320F2812芯片的BELL口输出高电平，BELL口连接的三极管导通，发光二极管及蜂鸣器同时工作，发出声光警报；而湿度处于设定范围值时，BELL口输出低电平，三极管截止不导通，发光二极管及蜂鸣器不工作。

TMS320F2812芯片的正常运行需要提供合适的时钟信号，本实施例利用TMS320F2812芯片内部已经提供的晶振电路，在芯片的X1和X2/CLOCKIN之间连接石英晶体即可启动内部振荡器；对于使用封装好的晶体振荡器，芯片内部具有PLL时钟模块可以达到倍频或者分频外部时钟的效果；由于本次设计的TMS320F2812芯片工作在40MHz频率之下，而采用的是10MHz晶振，所以通过内部倍频增加到40MHz。

结合图7，TMS320F2812芯片所需要的电压等级有多种，分别是1.9V，3.3V，外围电路电压分别有正负10V，正负15V，模拟5V，数字5V。在本设计中采用TPS7333作为电源芯片。TPS7333除了可以稳定输出3.3V电压外，同时具有复位功能，TPS7333复位脚与TMS320F2812芯片复位脚相连接，当电源电路出现波动时，其复位脚可以输出200ms的复位信号，这样，确保TMS320F2812芯片复位。复位电路是一种保护电路，因为硬件上最有效的保护措施就是采用具备监视功能的自动复位电路。自动复位电路除了具有监视系统运行并且在系统发生故障或其他非正常运行时进行再次复位的能力，还具备上电复位的功能，这两种电路协同使用能够提高控制器的安全性、稳定性和效率性。

数据中心通过公网与主控制器连接，其是由服务器、操作站、局域网等组成数据处理平台，用于根据主控制器的告警，将当前湿度数据功通过短信发送给移动终端，使相关人员能够及时进行相关处理。如：室内湿度过高，相关人员通过移动终端向数据中心发送除湿指令，数据中心将该指令转发给主控制器，主控制器控制除湿器运转，直至室内湿度达到第一预设湿度范围内。在室内湿度过低时，相关人员通过移动终端向数据中心发送加湿指令，数据中心将该指令转发给主控制器，主控制器控制加湿器运转，直至室内湿度达到第一预设湿度范围内。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例基于实施例1，提出了一种基于物联网的智能室内湿度控制方法，该包括以下步骤：

步骤1：通过红外传感器采集预设范围内的红外图像信息，通过湿度传感器采集室内的湿度信息；

步骤2：主控制器接收红外传感器发送来的红外图像信息、湿度传感器发送来的湿度信息，并将湿度信息发送给数据中心，还根据存储的红外图像信息判断是否有人，在判断出室内有人，且室内湿度大于第一预设湿度时，主控制器向数据中心发送告警信号；若室内湿度大于第二预设湿度，主控制器控制报警单元发出报警信号；第二预设湿度大于第一预设湿度；

步骤3：数据中心接收到来自于主控制器发送的告警信号，将当前室内湿度信息发送给移动终端，移动终端根据湿度信息控制除湿器或加湿器工作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，其特征在于，包括：控湿单元、数据中心和移动终端；所述控湿单元设置在室内，其包括控制器、除湿器和加湿器；

所述控制器包括主控制器、与主控制器连接的人体红外传感器、湿度传感器；

人体红外传感器，用于采集预设范围内的红外图像信息，并将红外图像信息发送给主控制器；

湿度传感器，用于采集室内的湿度数据，并将湿度数据发送给主控制器；

主控制器，与人体红外传感器、湿度传感器连接，用于将湿度数据发送给数据中心，并根据存储的红外图像信息判断室内是否有人；还用于定期将存储的湿度数据与预设湿度进行比较，在当前湿度大于第一预设湿度，且室内有人时，向数据中心发出告警信号；还用于控制除湿器或加湿器工作；

数据中心，与处理器连接，用于存储湿度数据，还用于在收到告警信号后，将湿度数据发送给移动终端；

移动终端，与数据中心和处理器连接，能够访问数据中心存储的湿度数据，用于向数据中心发送控制信号，通过数据中心转发该控制信号，使主控制器控制除湿器或加湿器工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，其特征在于，所述主控制器的型号为TMS320F2812。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，其特征在于，所述湿度传感器的型号为DHT-11，人体红外传感器的型号为HC－SR501。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，其特征在于，所述控制器还包括与主控制器连接的按键输入单元，通过按键输入单元能够预设湿度。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，其特征在于，所述控制器还包括与主控制器连接的显示单元，主控制器通过显示单元显示当前室内湿度。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，其特征在于，所述显示单元的液晶显示屏型号为12864C-1。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，其特征在于，所述控制器还包括与主控制器连接的报警单元，在室内湿度超过第二预设湿度，且判断室内有人时，主控制器控制所述报警单元发出报警信号。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的智能室内湿度控制系统，其特征在于，在室内湿度超过第二预设湿度，且判断室内有人时，主控制器控制所述报警单元发出报声音和光信号。

9.一种基于物联网的智能室内湿度控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：通过红外传感器采集预设范围内的红外图像信息，通过湿度传感器采集室内的湿度信息；

步骤2：主控制器接收红外传感器发送来的红外图像信息、湿度传感器发送来的湿度信息，并将湿度信息发送给数据中心，还根据存储的红外图像信息判断是否有人，在判断出室内有人，且室内湿度大于第一预设湿度时，主控制器向数据中心发送告警信号；

步骤3：数据中心接收到来自于主控制器发送的告警信号，将当前室内湿度信息发送给移动终端，移动终端根据湿度信息控制除湿器或加湿器工作。

10.根据权利要求9所述的一种基于物联网的智能室内湿度控制方法，其特征在于，在步骤2中，若室内湿度大于第二预设湿度，主控制器控制报警单元发出报警信号。