智能温湿度控制仪的设计与实现

张 霞，郑耐琴，段彦丰

（陇东学院 电气工程学院，甘肃 庆阳 745000）

从目前经济的发展形式来看，有色金属的需求量持续增加，对金属工业的安全生产要求也在不断提高，而矿井下环境复杂且极其不稳定、安全事故频频发生，这无疑对安全生产提出了更大的挑战，对矿下多参数检测仪的研究，可以对矿井下的实时环境进行监控，提前做出反应，并及时告知相关的工作人员，做到防患于未然，降低事故的发生率，使生产更加安全[1，2]。

1 系统方案设计

本设计以STC90C516RD+为主控芯片，利用DHT11数字温湿度传感器模块数据采集，将采集回来的数据，送给微控制器处理，并且发出相应命令对系统外围设备加以控制来调节环境的温湿程度，并在液晶显示器LCD1602直观的显示采集模块采集回来的温度和湿度数据，当前环境温度和湿度超出理论设定的标准时，通过蜂鸣器的报警和红色指示灯亮对用户进行提醒，方便于用户及时的通过手动控制或其他方式来干预环境，减少因为环境因素对生产或者贵重器具带来的伤害。系统总体设计方案如图1所示。

2 系统设计

2.1 测量模块的设计

为了保证测量的准确性，采用数字温湿度传感器DHT11模块采集温度，是硬件电路设计更加简单，DHT11采集外界环境的温湿度值，并送给STC90C516RD+微控制器处理。

图1 总体设计方案框图

2.2 控制模块的设计与实现

控制模块的整体结构主要由MCU、拨码开关、继电器、温湿控制模块、报警等五大部分。LS1为蜂鸣器报警电路，R和G分别是红灯和绿灯，D0控制加湿继电器、D1控制抽湿继电器、D2控制加热继电器、D3控制制冷继电器。

温湿度控制模块通过继电器的断开和闭合来对加热器、制冷器、加湿器、抽湿器和报警器进行控制，继电器控制部分电路如图2所示[3]。每个继电器动作时，都有一个对应的LED灯点亮或熄灭，这样可以方便操作人员对执行设备的开关状态进行把握[4]。

报警电路则是当MCU接收到的测量温度或湿度超出了设定的温度和湿度范围的时候，将P0.4引脚置为高电平，触发报警蜂鸣器发出报警的信号。

图2 继电器控制部分电路

2.3 系统软件设计

图3 主程序流程框图

通过按键设置好当前环境中最佳温湿度值，利用数字温湿度传感器模块DHT11来采集环境的实际温度和湿度的值，再把采集回来的实际温度和湿度的值送入微处理器，微处理器经过数据处理并与理论值进行对比。若实际的温度或湿度值超出了理论值的范围，智能温湿度控制仪将报警并且做会做出相应的调整，使当前环境的温湿度值回归并且保持在理论环境的温湿度值范围内，假如实际温湿度值在设定的范围之内，温湿度控制仪将继续监测实际环境温湿度值，不做出任何动作，直到发生异常[5-7]。系统软件总体过程如图3所示。

3 结语

在硬件方面使用字符型的液晶显示器LCD1602、数字温湿度传感器模块DHT11、继电器、加湿器、加热器、抽湿器、制冷器、按键、拨拨码开关等一系列相关器件。软件方面是以STC90C516RD+单片机为主控芯片，EEPROM为存储芯片，存储用户设定的温湿度值，将DHT11采集来的温湿度值，送入STC90C516RD+单片机中进行数据处理，判断采集值是否大于或者小于用户的设定值，如大于设定值，则启动抽湿器或者制冷器工作，否则启动加湿器或者加热器工作。本设计的测量精度高，测量误差小，有很好的利用价值。