智能湿度控制系统

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1、智能湿度控制系统1．概述在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天以及现代生活的各个方面，经常需要对环境湿度进行测量及控制。对于生物制药、食品加工、造纸等行业，准确的测量湿度更是至关重要的。此外，湿度还直接影响到人们的舒适程度和身体健康，但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测量的一个参数。这是因为测量湿度要比测量温度复杂得多，温度是个独立的被测量，而湿度却受其它因素的影响，湿度与大气压、温度呈函数关系。此外，湿度的校准也是一个难题。本设计提出一种基于AT89C51单片机控制的比较简单而实用的湿度检测及控制方法

2、。文中讨论了一种测量湿度的简单方法，利用我们常用的电子元器件来组成简单而实用的湿度检测电路，并在此基础上讨论湿度检测影响条件呵环境因数的作用以及湿度检测的精确性问题；在湿度检测的基础上，讨论湿度的控制问题，分析湿度调节的可行性以及怎么样调节的问题。2．系统总体方案2.1湿度测量的名词术语湿度：湿度是表示空气中水蒸气的含量。湿度又分为绝对湿度和相对湿度两种。绝对湿度：绝对湿度亦称水蒸气密度，它表示水蒸气的质量与总容积的比值，有公式（2.1）式中,dv代表绝对湿度,它表示每立方米干燥空气与水蒸气的混合物中所含水分

3、的克数；p为水蒸气的压强(单位是Pa)；Ｔab为干燥空气的温度值（单位是℃）．需要指出，国内也有人将空气中所含水蒸气的压强理解为绝对湿度，这与国外关于绝对湿度的定义不相符。相对湿度：相对湿度表示在相同湿度下大气中水蒸气的实际压强与饱和水蒸气的压强之比，通常用百分数来表示。相对湿度的英文缩写为ＲＨ(RelativeHumidity)，有公式：（2.2）式中，p1(T)代表温度为Ｔ时的水蒸气压强，p2(T)表示在温度Ｔ下的饱和压强。显然，相对湿度是压强和温度的函数。露点：在水蒸气冷却过程中最初发生结露的温度。若气

4、温低于露点，水蒸气开始凝结。湿度比：它表示水蒸气的质量与干燥空气的质量比。大气压强：在单位面积上大气的压力。通常将海平面高度的大气压强称为１个标准大气压，p0=101.325Pa。大气压强随高度的增加而降低。设Ａ、Ｂ两点的高度差h2-h1=h,这两点的大气压强分别为p1,p2。有公式（2.3）当距海面高度为1000M、2000M、4000M、8000M时，大气压强就依次降成0.88p0﹑0.78p0、16p0﹑0.37p0。水蒸气压强：当空气和水蒸气的混合物与水（或冰）保持平衡时，就处于饱和状态，相对湿度达到

5、100%，此时水蒸气对水（或冰）的饱和压强就称做水蒸气压强。其计算公式比较复杂，并且计算水和冰的饱和压强的公式也不同。2.2系统功能要求（1）自动检测室内空气的湿度。（2）当室内空气湿度过高时，控制系统自动启动抽风机，减少室内空气中的水蒸气，以达到降低空气湿度的目的；当室内空气湿度过低时，控制系统自动启动蒸汽机，增加空气的水蒸气，以达到增加湿度的目的，使空气湿度保持在理想的状态。（3）数码管显示当前的湿度。（4）键盘设置及调整湿度的初始值。2.3系统总体架构（1）湿度检测电路。用于检测空气的湿度。（2）微控制

6、器。采用ATMEL公司的89C51单片机，作为主控制器。（3）电源稳压电路。用于对输入的200V交流电压进行变压、整流。（4）键盘输入电路。用于设定初始值等。（5）LED显示电路。用于显示湿度。（6）功率驱动电路（湿度调节电路）。AT89C51电源电压的设计按键输入电路LED显示电路功率驱动电路吹风机功率驱动电路蒸汽机湿度检测电路湿度传感器图2.1系统结构图2.4系统设计原理该湿度控制系统由湿度检测电路、CPU监控电路、显示电路、A/D转换电路、排风与加热控制电路和微处理器等组成，其中微处理器AT89C51是

7、整个系统的控制核心，它的原理电路如图2.l所示。工作原理如下：湿度检测电路将当前环境湿度信号通过A/D转换后，送到处理器AT89C51中，然后处理器通过软件的运行，将当前湿度信号通过LED显示出来（显示相对湿度值），并且处理器通过程序的运行，判断当前湿度值是否在预先设定的范围之内。假设不是，系统就会自动进行湿度的调节：当湿度检测电路检测到当前环境湿度高于设定值的上限的时候，微处理器将使P2.6输出低电平，起动减湿控制电路使吹风机开始工作，开始排风散热降温；当湿度检测电路检测到当前环境湿度低于湿度设定下限时，P

8、2.7输出低电平，使蒸汽机控制电路工作，开始加热增加湿度。3．系统硬件设计及实现3.1电源电路设计稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。稳压电源是以78XX和79XX系列稳压器为基础的，这类电源能够产生±5V，±15V。它是先将来自交流电的电压通过变压器（即将