CN111964200A - 一种基于单片机的智能加湿器控制系统 - Google Patents

一种基于单片机的智能加湿器控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于单片机的智能加湿器控制系统，包括单片机、湿度传感器，所述湿度传感器用于将采集的湿度信号转换成数字信号后发送至单片机中，所述单片机将接收到的湿度信号与设置的湿度信号进行比较后输出控制信号至加湿器以控制工作使得环境湿度达到设定值。本发明的优点在于：通过对加湿器进行智能化控制，使得加湿控制可以自动化进行，保证加湿始终在可控的范围内，保证室内湿度达到预设的湿度值；通过检测水箱内水位，及时发出水位提醒，避免水位过低出现的风险并能够及时停止，避免出现故障。

Description

一种基于单片机的智能加湿器控制系统
技术领域
本发明涉及智能控制领域，特别涉及一种基于单片机的智能加湿器控制系统。
背景技术
随着科学技术的发展和生活水平的提高，加湿器开始引起人们的注意，不论是工厂、仓库、车间、还是卧室，加湿器随处可见并且发挥着极其重要的作用。但是，常规的加湿器只是简单地持续加湿,对湿度的调节能力差，容易过度加湿，并且缺乏对水位的检测管理，缺乏安全性。而无论是在日常生活中还是科学试验及工业生产中，不仅要求准确有效的控制湿度，还要确保加湿的安全性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于单片机的智能加湿器控制系统，通过单片机动态调节加湿，使得加湿始终保持在设置的加湿状态下，保证使用的舒适度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于单片机的智能加湿器控制系统，包括单片机、湿度传感器，所述湿度传感器用于将采集的湿度信号转换成数字信号后发送至单片机中，所述单片机将接收到的湿度信号与设置的湿度信号进行比较后输出控制信号至加湿器以控制工作使得环境湿度达到设定值。
所述单片机与显示器连接，用于显示设定的湿度值和或当前湿度值。
所述单片机与按键模块连接，用于通过按键模块录入设置的湿度值以及控制加湿器的开启与关闭。
所述单片机与绿色发光二极管连接，用于在加湿器工作时驱动绿色发光二极管发光给出工作提示信号。
所述单片机分别连接水位传感器以及水位报警器，所述水位传感器设置在加湿器的水箱内进行水位检测，所述单片机根据检测的水位信息来控制水位报警器给出报警信号以提醒用户给加湿器加水。
所述水位报警器为蜂鸣器和或语音报警器。、
所述单片机与复位键连接，用于恢复系统默认的湿度设置值，单片机通过默认的适度设置值进行加湿控制。
所述单片机在采集的湿度低于设定的湿度值后，启动加湿，在湿度高于设定湿度值后，停止加湿。
所述单片机计算采集的湿度值与设置的湿度值之间的差值，当采集的当前湿度值大于设定的湿度值且差值大于预设湿度阈值时，单片机控制加湿器以最大功率运行，直至差值小于湿度阈值后，逐渐减小加湿器工功率。
本发明的优点在于：通过对加湿器进行智能化控制，使得加湿控制可以自动化进行，保证加湿始终在可控的范围内，保证室内湿度达到预设的湿度值；通过检测水箱内水位，及时发出水位提醒，避免水位过低出现的风险并能够及时停止，避免出现故障。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明控制系统结构原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，一种基于单片机的智能加湿器控制系统，包括单片机、湿度传感器，湿度传感器用于将采集的湿度信号转换成数字信号后发送至单片机中，单片机将接收到的湿度信号与设置的湿度信号进行比较后输出控制信号至加湿器以控制工作使得环境湿度达到设定值。单片机与显示器连接，用于显示设定的湿度值和或当前湿度值。
智能加湿器控制系统有效的调节控制加湿，当环境湿度偏低则开始加湿，达到设定的湿度时就停止加湿，总是把湿度控制在适宜的状态下。并且能够通过显示屏显示设置的湿度值以及采集的当前湿度值。
设定的湿度值可以通过按键来进行设置或直接通过默认设置来进行，单片机与按键模块连接，用于通过按键模块录入设置的湿度值以及控制加湿器的开启与关闭。单片机与复位键连接，用于恢复系统默认的湿度设置值，单片机通过默认的适度设置值进行加湿控制。这样当按下复位键后，单片机根据默认的湿度阈值来进行控制加湿器的工作，当低于设定的湿度阈值时启动工作，高于默认湿度值时，停止加湿工作。当通过按键来进行输入手动设置的湿度值时，此时单片机以输入的设定值来进行控制。
单片机与绿色发光二极管连接，用于在加湿器工作时驱动绿色发光二极管发光给出工作提示信号。通过设置工作的指示灯方便用户查看此时的加湿器的工作状态。
单片机分别连接水位传感器以及水位报警器，所述水位传感器设置在加湿器的水箱内进行水位检测，单片机根据检测的水位信息来控制水位报警器给出报警信号以提醒用户给加湿器加水。水位报警器为蜂鸣器和或语音报警器。水位低时自动报警并且停止加湿，确保加湿的安全性。有效地防干烧和过度加湿，实现加湿器的智能化。通过设置的水位阈值来进行比较，当水位低于设定值，单片机控制发出报警信号。
单片机在采集的湿度低于设定的湿度值后，启动加湿，在湿度高于设定湿度值后，停止加湿。单片机计算采集的湿度值与设置的湿度值之间的差值，当采集的当前湿度值大于设定的湿度值且差值大于预设湿度阈值时，单片机控制加湿器以最大功率运行，直至差值小于湿度阈值后，逐渐减小加湿器工功率。
基于单片机的智能加湿器系统，以STC89C52和温湿度传感器DHT11为设计核心，利用湿度传感器将温湿度信号进行采集并转换成数字信号，利用单片机进行数据分析和处理，实现智能开启和关闭加湿功能,用LED灯的亮灭模拟控制以达到对湿度的调节。外接辅助电路实现加湿器的防干烧以及室内相对湿度的实时显示功能。系统电路简单、读取方便、检测精度高，具有较高的可靠性和实用价值。
以STC89C52单片机为核心，设计一个智能温湿度控制系统。可以在一定的范围内设置最佳相对湿度值，并且能在环境湿度变化时自动调整，以保持在设定的湿度基本不变。温湿度信号通过温湿度传感器进行信号的采集并且转换成数字信号，再利用单片机STC89C52进行数据分析和处理，并在1602LCD上显示出当前湿度和设定的湿度值。外加时钟电路、键盘电路和报警电路。除了可以用键盘切换手动/自动模式，设置最佳相对湿度值外，还可以通过按键输入，驱动绿色发光二极管发光进行工作状态提醒，提醒加湿水位，驱动蜂鸣器报警，防止在水位低时的防干烧功能。
硬件中一个开关为手动/自动转换键，选择自动后，相当于按下复位键，系统恢复默认最佳相对湿度，DHT11开始进行对温湿度进行测量和计算，最后通过液晶屏显示出所测相对湿度，如果低于最佳相对湿度就加湿，高于最佳相对湿度停止加湿。
通过键盘按键对最佳相对湿度值进行了设定，当测量的湿度超过设定的值时，停止加湿；在加湿前先检测水位信号，一旦输入水位低信号，通过报警电路蜂鸣报警并且停止加湿，达到防干烧的目的。
显示部分单片机的P0口接到LCD的数据输入口D1到D8，P1.0，P.1口分别接到LCD的的RS,E口，RW接地表示数据写入，本次设计只设计对LCD的数据写入，RS接低电平时表示选择写指令操作，接高电平时表示写数据操作，E接高脉冲表示读取信息，在下降沿执行指令。传感器DATA口接到单片机的P2.7口，串口接口数据是单项双向传输的，采用单总线数据格式，一次性完整的输出40bit高位先输出，单片机只读取表示前八位湿度整数部分。
具体实现步骤为；根据用户需求选择自动/手动加湿模式(复位按键进入默认驾驶设定值、或输入湿度设定值)，确定最佳相对湿度值；采集周围空气的湿度数据，送入主控模块，主控模块将实时的湿度和最佳相对湿度进行比较判断是否开始加湿；能够在水位低的时候通过主控模块控制报警，并且停止加湿；液晶显示器LCD用于显示室内相对温湿度和最佳相对温湿度，用户通过按键输入的最佳相对温湿度，也通过LCD演示出来；利用LED灯提醒加湿工作与否和水位高低等。
采用实时测量湿度，有自动/手动两档，可以根据用户需要设置最佳相对湿度。室内相对温湿度的检测选取数字湿度传感器DHT11，单片机读取传感器输入的相对湿度数据，通过LCD显示出来同时也将测得值与默认或用户输入的最佳相对湿度值进行比较，进而控制加湿功能的实现。当湿度达到最佳相对湿度值后停止加湿，以达到防止过度加湿的目的。在整个过程中如果输入水位低信号，则与水位监测配套的蜂鸣器报警、加湿器停止加湿，达到防干烧的目的。设置了模式输入、水位输入和湿度的按键输入方便用户操作，同时用指示灯显示各状态便于用户查阅。
单片机是系统的控制核心，因此单片机的性能关系到整个系统硬件和软件的设计。单片机采用烧写容易的STC89C51。由于SHT11不方便手工焊接，焊接的时候很容易因为温度过高损害传感器，因此传感器选择性能基本一样但是焊接方便的DHT11。显示部分选用1602LCD。报警采用蜂鸣报警。加湿通过绿色LED小灯进行模拟，灯亮代表开始加湿。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于单片机的智能加湿器控制系统，其特征在于：包括单片机、湿度传感器，所述湿度传感器用于将采集的湿度信号转换成数字信号后发送至单片机中，所述单片机将接收到的湿度信号与设置的湿度信号进行比较后输出控制信号至加湿器以控制工作使得环境湿度达到设定值。
2.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能加湿器控制系统，其特征在于：所述单片机与显示器连接，用于显示设定的湿度值和或当前湿度值。
3.如权利要求1或2所述的一种基于单片机的智能加湿器控制系统，其特征在于：所述单片机与按键模块连接，用于通过按键模块录入设置的湿度值以及控制加湿器的开启与关闭。
4.如权利要求1或2所述的一种基于单片机的智能加湿器控制系统，其特征在于：所述单片机与绿色发光二极管连接，用于在加湿器工作时驱动绿色发光二极管发光给出工作提示信号。
5.如权利要求1或2所述的一种基于单片机的智能加湿器控制系统，其特征在于：所述单片机分别连接水位传感器以及水位报警器，所述水位传感器设置在加湿器的水箱内进行水位检测，所述单片机根据检测的水位信息来控制水位报警器给出报警信号以提醒用户给加湿器加水。
6.如权利要求5所述的一种基于单片机的智能加湿器控制系统，其特征在于：所述水位报警器为蜂鸣器和或语音报警器。
7.如权利要求1-5任一所述的一种基于单片机的智能加湿器控制系统，其特征在于：所述单片机与复位键连接，用于恢复系统默认的湿度设置值，单片机通过默认的适度设置值进行加湿控制。
8.如权利要求1-5任一所述的一种基于单片机的智能加湿器控制系统，其特征在于：所述单片机在采集的湿度低于设定的湿度值后，启动加湿，在湿度高于设定湿度值后，停止加湿。
9.如权利要求8所述的一种基于单片机的智能加湿器控制系统，其特征在于：所述单片机计算采集的湿度值与设置的湿度值之间的差值，当采集的当前湿度值大于设定的湿度值且差值大于预设湿度阈值时，单片机控制加湿器以最大功率运行，直至差值小于湿度阈值后，逐渐减小加湿器工功率。
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