CN209013410U - 一种室内智能湿度调节器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种室内智能湿度调节器，包括主控制器、按键输入模块、传感器模块、显示模块、湿度调节模块，所述按键输入模块、显示模块分别与主控制器连接，所述主控制器包括DSP芯片及其外围电路，所述外围电路包括电源电路、复位电路、时钟电路，所述湿度调节模块包括加湿电路、除湿电路，所述传感器模块包括湿度传感器和人体红外传感器，所述传感器模块与DSP芯片连接，所述DSP芯片分别与加湿电路和除湿电路连接。本实用新型的优点在于：利于DSP芯片TMS320F2812通过传感器模块检测结果和输入按键预先设置的的湿度范围，在室内有人和超出湿度设置范围时通过报警电路发出预警，给室内人员提示并自动控制加湿或除湿装置的工作状态。

Description

一种室内智能湿度调节器

技术领域

本实用新型属于家具智能控制领域，特别涉及一种室内智能湿度调节器。

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，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。随着人们生活条件的日益改善，对于居住环境的越来越重视，家居技术领域的相关研发变成了一个热点问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种室内智能湿度调节器，用于智能化的调节室内湿度。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种室内智能湿度调节器，包括主控制器、按键输入模块、传感器模块、显示模块、湿度调节模块，所述按键输入模块、显示模块分别与主控制器连接，所述主控制器包括DSP芯片及其外围电路，所述外围电路包括电源电路、复位电路、时钟电路，所述湿度调节模块包括加湿电路、除湿电路，所述传感器模块包括湿度传感器和人体红外传感器，所述传感器模块与DSP芯片连接，所述DSP芯片分别与加湿电路和除湿电路连接。

所述加湿电路包括三极管Q1、加湿继电器、加湿器，所述DSP芯片的输出端与三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过加湿继电器的线圈与电源VCC连接，所述加湿继电器的常开触点设置在加湿器的供电回路中；所述除湿电路包括三极管Q2、除湿继电器、除湿器，所述DSP芯片的输出端与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过除湿继电器的线圈与电源VCC连接，所述除湿继电器的常开触点设置在除湿器的供电回路中.

所述DSP控制器与报警电路连接。

所述按键输入模块包括5个独立按键，分别为：设置键、选择键、加一键、减一键和确定键。

所述DSP控制器通过SCI接口电路与上位机连接。

所述DSP控制器通过通信模块与智能终端连接。

DSP控制器通过SCI接口电路与室内空调控制器连接。

所述DSP芯片与延时电路连接。

本实用新型的优点在于：利于DSP芯片TMS320F2812通过传感器模块采集室内实时湿度状况和室内人员情况的相关数据。根据检测结果和输入按键预先设置的的湿度范围，在室内有人和超出湿度设置范围时通过报警电路发出预警，给室内人员提示并自动控制加湿或除湿装置的工作状态，达到了智能调节与控制室内湿度状况的效果。本湿度调节器的工作效率、稳点状况和安全系数都较高，科学性能较好。同时，本设计结构简单、成本相对低廉、对于环境适应能力强，能够明显改善室内湿度状况，有利于人的身体健康。

附图说明

下面对本实用新型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为本实用新型一种室内智能湿度调节器的硬件结构框图；

图2为本实用新型主控制器TMS320F2812芯片外部引脚图；

图3为本实用新型湿度传感器电路图；

图4为本实用新型人体红外传感器电路图；

图5是按键输入电路图；

图6是LCD显示电路图；

图7是加湿电路的电路图；

图8是除湿电路的电路图；

图9是电源电路的原理图；

图10是复位电路的原理图；

图11是报警电路的原理图；

图12是时钟电路原理图；

图13是SCI接口电路图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1-13所示，一种室内智能湿度调节器，包括主控制器、按键输入模块、传感器模块、显示模块、湿度调节模块，按键输入模块、显示模块分别与主控制器连接，主控制器包括DSP芯片及其外围电路，所述外围电路包括电源电路、复位电路、时钟电路，湿度调节模块包括加湿电路、除湿电路，传感器模块包括湿度传感器和人体红外传感器，传感器模块与DSP芯片连接，DSP芯片分别与加湿电路和除湿电路连接。根据采集的湿度以及是否人有的来控制除湿电路和加湿电路的工作。

加湿电路包括三极管Q1、加湿继电器、加湿器，DSP芯片的输出端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过加湿继电器的线圈与电源VCC连接，加湿继电器的常开触点设置在加湿器的供电回路中；除湿电路包括三极管Q2、除湿继电器、除湿器，DSP芯片的输出端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过除湿继电器的线圈与电源VCC连接，除湿继电器的常开触点设置在除湿器的供电回路中。通过DPS控制器控制继电器来控制加湿器或除湿器工作。

DSP控制器通过通信模块与智能终端连接。通过智能终端获取除湿器的工作状态同时可以通过智能终端发出控制信号至湿度调节器，从而达到远程控制的目的。DSP控制器连接延时器，当检测到人离开室内时，此时通过延时一定时间后停止除湿、加湿功能，从而可以防止出门拿快递等短暂出门而造成的湿度调节器的停止工作。DSP控制器通过SCI接口电路与室内空调控制器连接，DSP控制器可以发出控制信号至空调控制器，从而达到联动的目的，当湿度过高时，可以同时开启空调的除湿功能。

室内智能湿度调节器硬件结构框图中，它包括主控制器、按键输入模块、传感器模块、显示模块、湿度调节模块，还包含电源电路、复位电路、时钟电路、以及报警电路。所述传感器模块包含湿度传感器和人体红外传感器，湿度调节模块包含加湿电路和除湿电路。电源电路、复位电路、时钟电路以及其它电路和模块直接与控制器相连。

本湿度控制器在工作时，首先要根据实际情况，由按键输入模块设置合适的湿度范围(湿度范围可更改，但有限度)；然后湿度传感器DHT-11和人体红外传感器HC-SR501分别实时采集和监测室内湿度情况和人员状况，通过显示屏LCD12864C-1将所得数据信息显示出来；根据检测结果和输入按键预先设置的湿度范围，在室内有人和超出湿度设置范围时通过报警电路发出预警，提醒室内人员关好门窗，降低外界因素的干扰；自动控制除湿器或者加湿器的工作状态，提高其效率，达到智能调节与控制室内湿度状况的效果。

在湿度传感器和人体红外传感器电路图中，数字湿度传感器DHT－11它湿度测量范围20％～90％RH、精度±5％RH、采样周期1s，信号传输距离可达20m以上；人体红外传感器HC－SR501可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。

在按键输入电路图中，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。

在LCD显示电路图中，选用12864C-1作为显示器。12864C-1液晶显示器的数据接口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。

在加湿电路和除湿电路图中，湿度调节模块中加湿电路和除湿电路采用三极管和继电器协同控制方式,其中继电器选用国产腾飞电子JQX-3FF产品。当采集到的湿度高于或低于设定的最大值或最小值时，三极管Q1基极输入高电平，三极管Q1和继电器导通，除湿器或加湿器通电工作，使环境湿度逐步下降或上升；直到被测湿度达到设定范围，三极管Q1基极为低电平，三极管Q1不导通，除湿器或加湿器断电停止工作。

在电源电路和复位电路中，由于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。该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。这两种电路的加入和协同使用使得本湿度调节器的安全性、稳定性和效率性得到很大提升。

在报警电路和时钟电路图中，报警电路采用发光二极管和蜂鸣器协同工作的声光报警方式。当湿度高于或低于设定范围值时，TMS320F2812芯片的BELL口输出高电平，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，本设计利用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。

在SCI接口电路图中，由于TMS320F2812芯片的SCI模块采用标准非归零数据格式，可通过SCI串行接口与CPU或者其他的异步外设进行RS232或RS422/RS485通信。故本设计设选用MAX3232芯片RS232协议，且对应电路结构简单易设计。加入此电路结构后，首先可在对应开发环境CCS上对本湿度调节器进行调试，检测相关电路设计和连接方式的科学性与合理性，使其能够进一步优化；其次为本设计与CPU或者其他的异步外设通讯留下了条件，增加了本湿度调节器进一步开发的可能性。

利于DSP芯片TMS320F2812的高运算性能、丰富的外设接口、强大的稳定性以及自动控制技术和显示技术，通过传感器模块采集室内实时湿度状况和室内人员情况的相关数据。根据检测结果和输入按键预先设置的的湿度范围，在室内有人和超出湿度设置范围时通过报警电路发出预警，给室内人员提示并自动控制加湿或除湿装置的工作状态，达到智能调节与控制室内湿度状况的效果。

显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种室内智能湿度调节器，其特征在于：包括主控制器、按键输入模块、传感器模块、显示模块、湿度调节模块，所述按键输入模块、显示模块分别与主控制器连接，所述主控制器包括DSP芯片及其外围电路，所述外围电路包括电源电路、复位电路、时钟电路，所述湿度调节模块包括加湿电路、除湿电路，所述传感器模块包括湿度传感器和人体红外传感器，所述传感器模块与DSP芯片连接，所述DSP芯片分别与加湿电路和除湿电路连接。

2.如权利要求1所述的一种室内智能湿度调节器，其特征在于：所述加湿电路包括三极管Q1、加湿继电器、加湿器，所述DSP芯片的输出端与三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过加湿继电器的线圈与电源VCC连接，所述加湿继电器的常开触点设置在加湿器的供电回路中；所述除湿电路包括三极管Q2、除湿继电器、除湿器，所述DSP芯片的输出端与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过除湿继电器的线圈与电源VCC连接，所述除湿继电器的常开触点设置在除湿器的供电回路中。

3.如权利要求1所述的一种室内智能湿度调节器，其特征在于：所述DSP芯片与报警电路连接。

4.如权利要求1-3任一所述的一种室内智能湿度调节器，其特征在于：所述按键输入模块包括5个独立按键，分别为：设置键、选择键、加一键、减一键和确定键。

5.如权利要求1-3任一所述的一种室内智能湿度调节器，其特征在于：所述DSP芯片通过SCI接口电路与上位机连接。

6.如权利要求1-3任一所述的一种室内智能湿度调节器，其特征在于：所述DSP芯片通过通信模块与智能终端连接。

7.如权利要求1-3任一所述的一种室内智能湿度调节器，其特征在于：所述DSP芯片通过SCI接口电路与室内空调控制器连接。

8.如权利要求1-3任一所述的一种室内智能湿度调节器，其特征在于：所述DSP芯片与延时电路连接。