CN216118536U - 一种智能化的温湿度智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能化的温湿度智能控制系统，属于温湿度智能控制技术领域，包括下位机控制器和上位机监控系统，下位机控制器的输出端分别与LCD显示模块、温度控制模块、湿度控制模块、报警模块和备用控制接口连接，下位机控制器的输入端分别与温度检测模块、湿度检测模块、键盘输入模块和扩展通用接口连接。本实用新型提出的一种智能化的温湿度智能控制系统，采用节省能源的模糊控制算法，结合AT89S51单片机技术研制了一种稳定性高、成本低的温、湿度智能控制方式，大大提高了生产率及设备系统的稳定性，实现全方位智能化的管理控制系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及温湿度智能控制技术领域，特别涉及一种智能化的温湿度智能控制系统。
背景技术
温、湿度控制广泛应用于人们的生产和生活中，对于农产品种子来说，对环境温度与湿度有着比较严格的要求。人们通常使用温度计、湿度计来测量的温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温等方法来控制温、湿度，这种方法不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。由于温、湿度变化规律性不强，被检测对象的温、湿度具有非线性、热惯性、时变性等特点，较难建立精确的数学模型。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种智能化的温湿度智能控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能化的温湿度智能控制系统，包括下位机控制器和上位机监控系统，下位机控制器的输出端分别与LCD显示模块、温度控制模块、湿度控制模块、报警模块和备用控制接口连接，下位机控制器的输入端分别与温度检测模块、湿度检测模块、键盘输入模块和扩展通用接口连接；
所述下位机控制器与RS485通信模块连接，RS485通信模块接在上位机监控系统上。
进一步地，温度检测模块中的DS18B20芯片的DQ引脚并联DS18B20 传感器与电阻R1接在下位机控制器1上，将多个DS18B20并连在唯一的三线上，实现多点温度检测，其测温范围为-55～+125，固有测温分辨率为0.5，工作电源为DC3～5V，测量结果以9～12位数字量的方式串行传送。
进一步地，SHIT1芯片进行线性补偿和温度补偿后才能得到较为准确的湿度值。由于相对湿度数字输出特性呈一定的非线性，因此为了补偿湿度传感器的非线性，可按下式修正湿度值：
式中：RHlinear为经过线性补偿后的湿度值；SORH为相对湿度测量值；C1， C2，C3为线性补偿系数；
所以对线性补偿后的湿度值进行温度补偿很有必要，补偿公式如下：
RHtrue＝(T-25)×(t1+t2×SORH)+RHlinear
式中：RHtrue为经过线性补偿和温度补偿后的湿度值；T为测试湿度值时的温度，t1和t2为温度补偿系数。
进一步地，湿度检测模块的SHIT1芯片的引脚1与电容C1一端共接地，电容C1另一端与SHIT1芯片的引脚4接电阻R2和+5V电压的并联接口，电阻R2的另一端接SHIT1芯片引脚2和端口P1.1的并联接口，SHIT1芯片引脚3接端口P1.2的并联接口。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提出的一种智能化的温湿度智能控制系统，采用节省能源的模糊控制算法，结合AT89S51单片机技术研制了一种稳定性高、成本低的温、湿度智能控制方式，大大提高了生产率及设备系统的稳定性，实现全方位智能化的管理控制系统。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构图；
图2为本实用新型的温度检测模块图；
图3为本实用新型的温度检测模块图；
图中：1、下位机控制器；2、LCD显示模块；3、温度控制模块；4、湿度控制模块；5、报警模块；6、温度检测模块；7、湿度检测模块；8、键盘输入模块；9、扩展通用接口；10、上位机监控系统；11、备用控制接口；12、 RS485通信模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，一种智能化的温湿度智能控制系统，包括下位机控制器1和上位机监控系统10，下位机控制器1的输出端分别与LCD显示模块2、温度控制模块3、湿度控制模块4、报警模块5和备用控制接口11连接，下位机控制器1的输入端分别与温度检测模块6、湿度检测模块7、键盘输入模块8 和扩展通用接口9连接。
通过定值的设置来调整密闭空间温、湿度控制范围，温度控制模块3、湿度控制模块4将密闭空间内的温、湿度信息传到下位机控制器1，下位机控制器1根据实际情况发出控制信号驱动控制模块进行相应操作，同时将当前信息存储到下位机控制器1单片机相应内存单元中并上传数据到上位机监控系统10及保存。当温度或者湿度超过设定的范围上下限时，下位机控制器1将会启动或者停止相应设备来调整环境湿度和温度，同时将各种调整信息LCD 显示模块2上显示，报警模块5报警信号。建立控制日志保存。另外还可以设计一些扩展通用接口9，为以后设备功能扩展提供方便。
下位机控制器1与RS485通信模块12连接，RS485通信模块12接在上位机监控系统10上。
请参阅图2，温度检测模块6中的DS18B20芯片的DQ引脚并联DS18B20 传感器与电阻R1接在下位机控制器1上，此系统的温度检测模块根据空间面积的大小可增加多处检测点，而DS18B20芯片就具有支持多点组网的功能，可将多个DS18B20并连在唯一的三线上，实现多点温度检测，其测温范围为-55～+125，固有测温分辨率为0.5，工作电源为DC3～5V，测量结果以9～12位数字量的方式串行传送。其检测电路如图2所示。
使用数字温度传感器DS18B20测量空间的温度，控制信号由单片机控制器提供，通过光电隔离器传送信号到继电器控制各执行加热风机动作来调节空间的温、湿度，AT89S51单片机的P2.0～P2.4接口分别作为驱动空调加热制冷、循环风机、排湿窗风门的I/O接口。
在I/O接口输出电平为0时，K1开关断开，相应执行电机不工作；在I/O 接口输出电平为1时，光电隔离器输出信号使K1开关闭合，相应执行电机工作。键盘输入模块8和RS485通信模块12采用查询方式实现对控制系统的设置，从而达到对系统温、湿度值和其限定范围的及时调节。如果出现异常情况，设备将立即通RS485通信模块12将事件传送给上位机监控系统10，发出报警信号。
此传感器是高度集成，将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上，提供二线数字串行接口SCK和DATA，接口简单，支持CRC传输校验，传输可靠性高，测量精确度高，由于同时集成温、湿度传感器，可以提供温度补偿的湿度测量值和高质量的露点计算功能，SHT11芯片可通过DATA数据总线直接输出数字量湿度值。该湿度值称为相对湿度！的进行线性补偿和温度补偿后才能得到较为准确的湿度值。由于相对湿度数字输出特性呈一定的非线性，因此为了补偿湿度传感器的非线性，可按下式修正湿度值：
式中：RHlinear为经过线性补偿后的湿度值；SORH为相对湿度测量值； C1，C2，C3为线性补偿系数，取值如表1所列。
表1湿度线性补偿系数
所以对线性补偿后的湿度值进行温度补偿很有必要，补偿公式如下：
RHtrue＝(T-25)×(t1+t2×SORH)+RHlinear
式中：RHtrue为经过线性补偿和温度补偿后的湿度值；T为测试湿度值时的温度，t1和t2为温度补偿系数。
表2湿度值温度补偿系数
请参阅图3，湿度检测模块7的SHIT1芯片的引脚1与电容C1一端共接地，电容C1另一端与SHIT1芯片的引脚4接电阻R2和+5V电压的并联接口，电阻R2的另一端接SHIT1芯片引脚2和端口P1.1的并联接口，SHIT1芯片引脚3接端口P1.2的并联接口。
输出驱动控制模块通过控制芯片产生电信号，控制相应的设备运转或者停止，可实现空间温度和湿度的自动调节。当检测到的温度和湿度值大于或小于设定值时，报警模块5同时会发生报警信号通知用户注意当前状况，必要时需采取相应人工措施。
该设备具备一定的通用性，经过简单的改进，也能应用于码头各种设备实时监控，有效提高码头的作业效率，大大降低设备作业时的故障率。
综上所述；本实用新型的本智能化的温湿度智能控制系统，采用节省能源的模糊控制算法，结合AT89S51单片机技术研制了一种稳定性高、成本低的温、湿度智能控制方式，大大提高了生产率及设备系统的稳定性，实现全方位智能化的管理控制系统。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种智能化的温湿度智能控制系统，包括下位机控制器(1)和上位机监控系统(10)，其特征在于，下位机控制器(1)的输出端分别与LCD显示模块(2)、温度控制模块(3)、湿度控制模块(4)、报警模块(5)和备用控制接口(11)连接，下位机控制器(1)的输入端分别与温度检测模块(6)、湿度检测模块(7)、键盘输入模块(8)和扩展通用接口(9)连接；
所述下位机控制器(1)与RS485通信模块(12)连接，RS485通信模块(12)接在上位机监控系统(10)上。
2.如权利要求1所述的一种智能化的温湿度智能控制系统，其特征在于，温度检测模块(6)中的DS18B20芯片的DQ引脚并联DS18B20传感器与电阻R1接在下位机控制器(1)上，将多个DS18B20并连在唯一的三线上，其测温范围为-55～+125，固有测温分辨率为0.5，工作电源为DC3～5V，测量结果以9～12位数字量的方式串行传送。
3.如权利要求1所述的一种智能化的温湿度智能控制系统，其特征在于，湿度检测模块(7)的SHIT1芯片的引脚1与电容C1一端共接地，电容C1另一端与SHIT1芯片的引脚4接电阻R2和+5V电压的并联接口，电阻R2的另一端接SHIT1芯片引脚2和端口P1.1的并联接口，SHIT1芯片引脚3接端口P1.2的并联接口。
4.如权利要求3所述的一种智能化的温湿度智能控制系统，其特征在于，SHIT1芯片对湿度传感器的非线性补偿，采用下式：
式中：RHlinear为经过线性补偿后的湿度值；SORH为相对湿度测量值；C1，C2，C3为线性补偿系数；
对线性补偿后的湿度值进行温度补偿公式如下：
RHtrue＝(T-25)×(t1+t2×SORH)+RHlinear
式中：RHtrue为经过线性补偿和温度补偿后的湿度值；T为测试湿度值时的温度，t1和t2为温度补偿系数。
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