CN111765927A - 一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法 - Google Patents

Abstract

一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法。本发明公开了一种环保型外墙温湿度预警装置，包括温湿度采集模块、数据处理模块、用户交互模块；所述温湿度采集模块，用于检测当前周围环境的温湿度；温湿度采集模块输出端口与数据处理模块输入端口连接，温湿度采集模块将采集的信息输送给数据处理模块中，所述用户交互模块是由按键电路、显示电路、蜂鸣电路组成，所述按键电路用于用户设定数据处理模块中的温湿度阈值，显示电路用于显示数据处理模块处理后的信息显示，所述蜂鸣电路用于数据处理模块处理信息超过设定值时提示用户；装置及实时工作方法不仅具有控制方便，简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温湿度控制的技术指标，并且更加智能。

Description

一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法

技术领域

本发明涉及一种温湿检测装置，具体涉及一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法。

背景技术

温度与湿度与人们的生活息息相关。在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门，经常需要对环境温度与湿度进行测量及控制。准确量温湿度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要的。传统的温度计是用水银柱来显示的，虽然结构简单、价格便宜，但是它的精确度不高，不易读数。传统的湿度计采用干湿球显示法，不仅复杂而且测量精度不高。

随着我国经济的发展,国民素养的不断提高,节能环保成为我国各行各业发展的必然趋势。近年来,我国对建筑节能要求不断提高,已有大量节能墙体技术不能满足建筑节能65%的要求。通过研究环保型复合型墙体在温度和湿度中的性能及提高预警功能，一方面保证墙体材料的稳定性，另外一方面保证一定的保温性能的实时可视化，因此，外墙温度及湿度可视化检测装置应运而生，对于提高建筑环保，及节能具有较好的效果，同时也为智慧城市建设及管理提供较好的平台。

因此，传统的温湿度测试技术在稳定性、精度等方面已经无法满足市场的需求。

发明内容

发明目的：针对技术的不足，通过数字化温湿度检测的方法为利用传温度感器和湿度传感器的阻值发生变化，将变化的电阻通过转换电路和转换信号检测为与之对应变化的电压，然后把模拟电压信号由A/D转换器转换为数字信号并送入到AT89S51单片机中，对采集到的信号单片机进行滤波处理并通过查表得到实际测量的湿度值，之后通过单片机的各外部接口电路连接到LCD1602显示屏显示该温湿度值；该系统通过按键设定最适宜的温度和湿度，传感器向中央控制系统输送监测信息，超过预设值的话，蜂鸣器就会报警提醒，用户即可做出调整。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种环保型外墙温湿度预警装置，包括温湿度采集模块、数据处理模块、用户交互模块；所述温湿度采集模块，用于检测当前周围环境的温湿度；温湿度采集模块输出端口与数据处理模块输入端口连接，温湿度采集模块将采集的信息输送给数据处理模块中，所述用户交互模块是由按键电路、显示电路、蜂鸣电路组成，所述按键电路与数据处理模块的输入端口连接，所述显示电路与蜂鸣电路分别与数据处理模块的输出端连接，所述按键电路用于用户设定数据处理模块中的温湿度阈值，显示电路用于显示数据处理模块处理后的信息显示，所述蜂鸣电路用于数据处理模块处理信息超过设定值时提示用户，所述数据处理模块采集温湿度采集模块数据以及按键电路传输的数据信息进行处理，将处理后的信息传输到显示电路进行显示，根据处理后的信息是否控制蜂鸣电路工作。

进一步的，所述环保型外墙温湿度预警的装置需要外接电源。

进一步的，所述数据处理模块是由单片机、晶振电路、复位电路组成，晶振电路、复位电路与单片机连接。

进一步的，所述单片机采用AT89S51单片机，所述温湿度采集模块为DHT11数字温湿度传感器，DHT11数字温湿度传感器的输出端口直接与单片机的输入端口连接。

进一步的，所述晶振电路是由一个晶振、两个无极电容组成，所述晶振的两个引脚分别与单片机上的XTAL1和XTAL2引脚连接，晶振的两个引脚还分别通过两个电容与电源负极连接。

进一步的，所述复位电路是由极性电容、电阻以及导线组成，所述极性电容的一端与电源的正极连接，极性电容的另一端与单片机的RST引脚连接，RST引脚还通过电阻与电源负极连接，所述极性电容与电源正极的连接端还通过导线与单片机的EA引脚连接。

进一步的，所述显示电路是由点阵式LCD模块、排阻组成，所述点阵式LCD模块的输入引脚直接与单片机上的输出引脚连接，所述排阻设置在点阵式LCD模块与单片机连接的引脚上。

进一步的，所述蜂鸣电路是由一个电阻、PNP三极管以及蜂鸣器组成，所述电阻的一端与单片机的输出端口连接，电阻的另一端与PNP三极管的B引脚连接，所述PNP三级管的E引脚与电源的正极连接，PNP三级管的C引脚通过蜂鸣器与电源负极连接。

一种环保型外墙温湿度预警装置的实时工作方法，实时工作方法如下：

在环保型外墙温湿度预警装置接通电源后，蜂鸣器首先蜂鸣，接着点阵式LCD模块初始化，显示的温湿度预设值和实时的温湿度值，根据按键电路调整加减数值进而调整湿度预设值，通过温湿度采集模块采集温湿度参数，根据数据处理模块对温湿度参数进行数据转换过来的数值，判断是否超过了预设值，等待传送的数值连续多次都超过预设值的话，蜂鸣器便会蜂鸣警报，点阵式LCD模块显示当前的温湿度值，再次循环判断，如果没有超过预设值，蜂鸣器不会蜂鸣，点阵式LCD模块正常显示。

有益效果：与现有技术相比，通过单片机对温湿度检测进行控制，不仅具有控制方便，简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温湿度控制的技术指标，该装置可以通过按键设定最适宜的温度和湿度，传感器向单片机输送监测信息，超过预设值的话，蜂鸣器就会报警提醒，用户即可做出调整，更加智能。

附图说明

图1是本发明装置的原理图；

图2是本发明不带有复位功能的装置电路图；

图3是为复位电路电路图；

图4为方法流程图；

图5为图4中按键检测调整流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明，但这些实施例并不用来限制本发明。

如图1-3所示，一种环保型外墙温湿度预警装置，包括温湿度采集模块、数据处理模块、用户交互模块；所述温湿度采集模块，用于检测当前周围环境的温湿度；温湿度采集模块输出端口与数据处理模块输入端口连接，温湿度采集模块将采集的信息输送给数据处理模块中，所述用户交互模块是由按键电路、显示电路、蜂鸣电路组成，所述按键电路与数据处理模块的输入端口连接，所述显示电路与蜂鸣电路分别与数据处理模块的输出端连接，所述按键电路用于用户设定数据处理模块中的温湿度阈值，显示电路用于显示数据处理模块处理后的信息显示，所述蜂鸣电路用于数据处理模块处理信息超过设定值时提示用户，所述数据处理模块采集温湿度采集模块数据以及按键电路传输的数据信息进行处理，将处理后的信息传输到显示电路进行显示，根据处理后的信息是否控制蜂鸣电路工作；

本实例中，进一步的，所述环保型外墙温湿度预警的装置需要外接电源。

本实例中，进一步的，所述数据处理模块是由单片机、晶振电路、复位电路组成，晶振电路、复位电路与单片机连接。

本实例中，进一步的，所述单片机采用AT89S51单片机，所述温湿度采集模块为DHT11数字温湿度传感器，DHT11数字温湿度传感器的输出端口直接与单片机的输入端口连接，DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性；DHT11数字温湿度传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该DHT11数字温湿度传感器具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11数字温湿度传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准；校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数；单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷；超小的体积、极低的功耗，使其成为给类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择；DHT11传感器为4针单排引脚封装，连接方便；所述DHT11数字温湿度传感器的采样周期间隔不得低于1秒钟。

AT89S51单片机是一款低功耗、高性能CMOS的8位单片机，其AT89S51单片机内含有4K的可编程的Flas存储器，兼容标准8051指令系统及引脚，它不仅基于使用传统的方法进行程序的下载，还可以使用在线编程的方式非常利于使用。

单片机作为主控制器，主要负责处理由温湿度传感器送来数据，并把处理好的数据发送给显示器模块，温湿度传感器主要用来采集家居环境的温湿度参数，并把所采集到得数据送向单片机，按键电路主要是用来完成单片机的复位操作和温湿度预警值的设定。蜂鸣器电路就是用三极管来实现的，用来通知用户可以调墙体所处的温湿度状态，显示电路主要用来显示当前的温湿度。

本实例中，进一步的，所述晶振电路是由一个晶振、两个无极电容组成，所述晶振的两个引脚分别与单片机上的XTAL1和XTAL2引脚连接，晶振的两个引脚还分别通过两个电容与电源负极连接。

本实例中，进一步的所述复位电路是由极性电容、电阻以及导线组成，所述极性电容的一端与电源的正极连接，极性电容的另一端与单片机的RST引脚连接，RST引脚还通过电阻与电源负极连接，所述极性电容与电源正极的连接端还通过导线与单片机的EA引脚连接。

由于单片机本身是高电平触发的系统复位，在设计时设计的上电复位电路采取了上电复位的形式，当复位引脚RST出现多个周期以上的高电平时，单片机本身就会触发内部复位，这里的EA端与复位电路无关，由于数据都放在了内部存储器，所以连接EA只是直接拉高引脚。

本实例中，进一步的，所述显示电路是由点阵式LCD模块、排阻组成，所述点阵式LCD模块的输入引脚直接与单片机上的输出引脚连接，所述排阻设置在点阵式LCD模块与单片机连接的引脚上，所述点阵式LCD模块选用LCD1602液晶模块。

本实例中，进一步的，所述蜂鸣电路是由一个电阻、PNP三极管以及蜂鸣器组成，所述电阻的一端与单片机的输出端口连接，电阻的另一端与PNP三极管的B引脚连接，所述PNP三级管的E引脚与电源的正极连接，PNP三级管的C引脚通过蜂鸣器与电源负极连接。

数字温湿度传感器的DHT11的DATA口连接单片机AT89S51的P3.0口；显示电路就是把LCD1602和单片机的P0口分别相连，当温度或湿度高于预设值的时候预警装置报警，增加单片机的输出能力，增加单片机的输出电流，故使用电阻排来完成。本装置采用的是上电复位，充电之后，RST被拉至高电平，单片机进入工作状态。

AT89S51中有一个用于构成内部正当其的放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端；这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器构成自激振荡器，它们与无极电容接在放大器的反馈电路中构成并联震荡电路；

温湿度采集模块采用DHT11数字温湿度传感器，该长安器是集成的数字型芯片，单片机可以通过按照其规格书的通信协议要求，编写相关程序，然后直接读取温湿度传感器DHT11采集到的当前环境的温湿度；该传感器最为方便的是，除了电源供电之外，温湿度传感器DHT11是单总线通信协议，单片机与其只要一个管脚就可以。

为了安全起见，对于一些重要的参数或系统，都设定有紧急状态报警系统，以便于提醒操作人员注意，或者采取紧急措施，本装置采用把单片机采集的数据进行数据处理、标度变换、数字滤波之后，与该参数上下限与给定值进行比较，如果高于上限值则进行报警，否则就作为采样的正常值，进行显示。

装置采用峰鸣音报警电路。蜂鸣器额定电流≤30Ma,而对于AT89S51单片机，P3口的灌电流为15mA,由此可见，仅靠单片机的P3口电流是不能驱动蜂鸣器的，必须使用晶体管放大电路，为了使单片机的功率更小，所以使用PNP型晶体管,当外部环境的温度或者湿度超过预设值的时候，基级变为低电平，蜂鸣器导通鸣叫。

如图4所示，一种环保型外墙温湿度预警装置的实时工作方法，实时工作方法如下：

在环保型外墙温湿度预警装置接通电源后，蜂鸣器首先蜂鸣，接着点阵式LCD模块初始化，显示的温湿度预设值和实时的温湿度值，根据按键电路调整加减数值进而调整湿度预设值，通过温湿度采集模块采集温湿度参数，根据数据处理模块对温湿度参数进行数据转换过来的数值，判断是否超过了预设值，设计温度初试值设定为32℃，湿度初始设定为34%，等待传送的数值连续20次都超过预设值的话，蜂鸣器便会蜂鸣警报，点阵式LCD模块显示当前的温湿度值，再次循环判断，如果没有超过预设值，蜂鸣器不会蜂鸣，点阵式LCD模块正常显示。

其中的按键电路调整加减数值进而调整湿度预设值，具体按键检测调整流程中如图5所示。

需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法，其特征在于：所述环保型外墙温湿度预警装置包括温湿度采集模块、数据处理模块、用户交互模块；所述温湿度采集模块，用于检测当前周围环境的温湿度；温湿度采集模块输出端口与数据处理模块输入端口连接，温湿度采集模块将采集的信息输送给数据处理模块中，所述用户交互模块是由按键电路、显示电路、蜂鸣电路组成，所述按键电路与数据处理模块的输入端口连接，所述显示电路与蜂鸣电路分别与数据处理模块的输出端连接，所述按键电路用于用户设定数据处理模块中的温湿度阈值，显示电路用于显示数据处理模块处理后的信息显示，所述蜂鸣电路用于数据处理模块处理信息超过设定值时提示用户，所述数据处理模块采集温湿度采集模块数据以及按键电路传输的数据信息进行处理，将处理后的信息传输到显示电路进行显示，根据处理后的信息是否控制蜂鸣电路工作；所述环保型外墙温湿度预警的装置需要外接电源；

装置的实时工作方法如下：

在环保型外墙温湿度预警装置接通电源后，蜂鸣器首先蜂鸣，接着点阵式LCD模块初始化，显示的温湿度预设值和实时的温湿度值，根据按键电路调整加减数值进而调整湿度预设值，通过温湿度采集模块采集温湿度参数，根据数据处理模块对温湿度参数进行数据转换过来的数值，判断是否超过了预设值，等待传送的数值连续多次都超过预设值的话，蜂鸣器便会蜂鸣警报，点阵式LCD模块显示当前的温湿度值，再次循环判断，如果没有超过预设值，蜂鸣器不会蜂鸣，点阵式LCD模块正常显示。

2.根据权利要求1所述的一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法，其特征在于：所述数据处理模块是由单片机、晶振电路、复位电路组成，晶振电路、复位电路与单片机连接。

3.根据权利要求2所述的一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法，其特征在于：所述单片机采用AT89S51单片机，所述温湿度采集模块为DHT11数字温湿度传感器，DHT11数字温湿度传感器的输出端口直接与单片机的输入端口连接。

4.根据权利要求3所述的一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法，其特征在于：所述晶振电路是由一个晶振、两个无极电容组成，所述晶振的两个引脚分别与单片机上的XTAL1和XTAL2引脚连接，晶振的两个引脚还分别通过两个电容与电源负极连接。

5.根据权利要求4所述的一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法，其特征在于：所述复位电路是由极性电容、电阻以及导线组成，所述极性电容的一端与电源的正极连接，极性电容的另一端与单片机的RST引脚连接，RST引脚还通过电阻与电源负极连接，所述极性电容与电源正极的连接端还通过导线与单片机的EA引脚连接。

6.根据权利要求5所述的一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法，其特征在于：所述显示电路是由点阵式LCD模块、排阻组成，所述点阵式LCD模块的输入引脚直接与单片机上的输出引脚连接，所述排阻设置在点阵式LCD模块与单片机连接的引脚上。

7.根据权利要求6所述的一种环保型外墙温湿度预警装置实时工作方法，其特征在于：所述蜂鸣电路是由一个电阻、PNP三极管以及蜂鸣器组成，所述电阻的一端与单片机的输出端口连接，电阻的另一端与PNP三极管的B引脚连接，所述PNP三级管的E引脚与电源的正极连接，PNP三级管的C引脚通过蜂鸣器与电源负极连接。

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