摘 要:針對(duì)大多數(shù)公共浴池或者浴室中存在的濕氣過(guò)大,容易讓人產(chǎn)生胸悶、呼吸困難,甚至出現(xiàn)“暈堂子”現(xiàn)象,以及過(guò)度的濕氣容易使建筑物及其內(nèi)的家具使用壽命減少的情況,設(shè)計(jì)了一個(gè)浴室濕度控制系統(tǒng)。通過(guò)單片機(jī)控制,實(shí)現(xiàn)了濕度值顯示和濕度報(bào)警;同時(shí),能根據(jù)濕度值自動(dòng)調(diào)節(jié)排氣扇速度,實(shí)現(xiàn)浴室濕度的智能調(diào)節(jié)。
關(guān)鍵詞: 浴室濕度控制; 單片機(jī); 智能調(diào)速
隨著人們生活水平的提高,浴室成了一個(gè)品位提升的放松場(chǎng)所。浴室內(nèi)裝修豪華,但其密封性越好,水汽多時(shí)越容易使人感到不舒服;并且過(guò)多的水汽,加上通風(fēng)不好,對(duì)浴室的裝修材料以及其中的家具、用具的使用壽命也有很大影響。通常在公共浴池中,當(dāng)有人感覺(jué)不舒服時(shí),還得去叫管理員開(kāi)排風(fēng)扇;在自家浴室里開(kāi)排風(fēng)扇,有時(shí)忘記將其關(guān)掉,既耗電又容易出現(xiàn)事故。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)浴室濕度控制系統(tǒng),控制浴室濕度值在一個(gè)適合的范圍內(nèi)。通過(guò)單片機(jī)控制濕度傳感器,對(duì)濕度值進(jìn)行監(jiān)控,然后與設(shè)定值進(jìn)行比較,以采取不同的措施控制排風(fēng)扇的風(fēng)速。同時(shí),具有高報(bào)警功能,直到濕度值下降到設(shè)定值以下,則報(bào)警器停止,排風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)串口與電腦連接,可以實(shí)時(shí)設(shè)置參數(shù),實(shí)現(xiàn)浴室溫度的智能調(diào)節(jié)。
1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
浴室濕度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)模塊:AT89S51單片機(jī)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、報(bào)警模塊、顯示模塊、排風(fēng)扇控制模塊、指示燈模塊、按鍵模塊以及電源模塊[1],如圖1所示。
濕度控制系統(tǒng)主要通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)送到單片機(jī)進(jìn)行分析處理并顯示,然后與設(shè)定值進(jìn)行比較,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)排風(fēng)扇的風(fēng)速調(diào)節(jié)和報(bào)警功能;按鍵與指示燈共同組成工作狀態(tài)與設(shè)定值的狀態(tài)切換和指示;RS232接口通過(guò)串口與電腦連接;顯示模塊用來(lái)顯示濕度值和設(shè)定值。
1.1 濕度數(shù)據(jù)采集
濕度數(shù)據(jù)主要通過(guò)濕度傳感器來(lái)采集,本文采用的是濕敏電阻型傳感器。濕敏電阻器是一種采用有機(jī)高分子材料的新型濕度敏感元器件,具有感濕范圍寬、響應(yīng)迅速、抗污染能力強(qiáng)、無(wú)需加熱清洗及長(zhǎng)時(shí)間使用性能穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。濕敏電阻隨濕度的增加,其阻值變小[2]。
根據(jù)濕度不同,電阻發(fā)生變化,則經(jīng)過(guò)555觸發(fā)電路輸出的頻率信號(hào)變化。該信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦的光電隔離,然后通過(guò)放大電路輸出,送到AT89S51單片機(jī)的P3.4口。溫度數(shù)據(jù)采集電路如圖2所示[3]。
1.2 設(shè)定值設(shè)定模塊
通過(guò)濕度設(shè)定,可將浴室的濕度控制在一定的范圍內(nèi),使人感覺(jué)舒適,同時(shí)延長(zhǎng)浴室建筑材料以及家具的使用年限。模塊設(shè)定主要通過(guò)鍵盤(pán)和電腦進(jìn)行設(shè)置,當(dāng)濕度變化較小時(shí),可以通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行設(shè)置,按鍵1切換到設(shè)置狀態(tài),通過(guò)按鍵3增加濕度,按鍵4減少濕度;當(dāng)洗澡中或洗澡后濕度過(guò)大時(shí),可以通過(guò)電腦快速設(shè)置報(bào)警值,方便快捷。
1.3 顯示模塊
濕度值顯示主要通過(guò)四位數(shù)碼管顯示,本文采用SM420501 4位共陰數(shù)碼管,電路如圖3所示[1]。
1.4 濕度報(bào)警控制模塊
當(dāng)濕度值超過(guò)設(shè)定的初始值時(shí),蜂鳴器開(kāi)始報(bào)警,且直流電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)排風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)除濕。當(dāng)濕度值較小時(shí),風(fēng)速較小;當(dāng)濕度值較大時(shí),風(fēng)速開(kāi)始變大;當(dāng)室內(nèi)濕度降到設(shè)定值時(shí),報(bào)警消除,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。報(bào)警電路(如圖4所示)接到AT89S51單片機(jī)的P2.5口,控制排風(fēng)扇電路(如圖5所示)接到P2.4口[5]。
2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制,編程語(yǔ)言通過(guò)單片機(jī)C程序來(lái)實(shí)現(xiàn)[5],主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)比較處理以及使單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的措施。主程序流程圖[6]如圖6所示,設(shè)置流程圖如圖7所示。
本設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)控制浴室內(nèi)的濕度,能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)環(huán)境濕度智能調(diào)節(jié)排風(fēng)扇的開(kāi)啟與關(guān)閉及其轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)速,體現(xiàn)了控制系統(tǒng)的優(yōu)越性。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選擇合適的設(shè)定值,可手動(dòng)和電腦設(shè)置,方便快捷。本設(shè)計(jì)能夠很好地解決浴室中濕氣過(guò)大的問(wèn)題,給人提供舒適的洗澡環(huán)境,同時(shí)保障設(shè)備在干燥的環(huán)境下正常運(yùn)行,延長(zhǎng)其使用年限和保持美觀,因此有很好的實(shí)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1] 萬(wàn)?。畣纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010.
[2] 徐天華,石星軍.第三屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].重慶:[出版者不詳],1998.
[3] 陳貴銀.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.
[4] 羅學(xué)恒.單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2010.
[5] 陳桂友,柴遠(yuǎn)斌.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.
[6] 劉坤.51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)大全[M]. 北京:人民郵電出版社,2008.