基于單片機的空氣智能加濕器的設(shè)計

李東蛟

摘 要：當前的生活中加濕器越來越受人們喜愛，尤其是北方的冬天寒冷干燥。現(xiàn)在絕大多數(shù)的加濕器都是手動控制開關(guān)的，而且也不夠智能化，不能監(jiān)測室內(nèi)的溫度和濕度，這樣的加濕器在使用過程中存在濕度過大或者沒有水繼續(xù)通電的問題，這樣會給室內(nèi)舒適度造成影響，影響人的身體健康并且還存在嚴重的安全隱患。開發(fā)設(shè)計出一種低價、省電、具有自動控制功能的加濕器勢在必行。本設(shè)計采用單片機智能控制，使用AT89C51單片機作為核心，外設(shè)一些輔助電路，可以實現(xiàn)加濕器的無水過度通電加熱、聲光報警功能、智能開關(guān)加濕器、以及對室內(nèi)溫濕度的監(jiān)測，實現(xiàn)智能化控制。

關(guān)鍵詞：單片機；智能化；加濕器；監(jiān)測；傳感器

中圖分類號：TM925 文獻標識碼：A

0.引言

隨著科技的發(fā)展和生活質(zhì)量的提高，人們開始對加濕器產(chǎn)生關(guān)注，不論是企業(yè)、辦公室、還是家庭里，到處都有加濕器的身影出現(xiàn)，并且它發(fā)揮著極其重要的作用。然而，普通的加濕器僅僅只是簡單地增加空氣濕度，并沒有對濕度的調(diào)節(jié)能力，容易出現(xiàn)過度加濕，并且不能檢測加濕器水位的情況，存在安全隱患。而無論是在日常生活中還是科學(xué)試驗及工業(yè)生產(chǎn)中，不僅要求準確有效地控制濕度，還要確保加濕的安全性。因此，設(shè)計一款智能加濕器來有效地調(diào)節(jié)控制加濕尤為重要，當環(huán)境濕度偏低則開始加濕，達到設(shè)定的濕度時就停止加濕，總是把濕度控制在適宜的狀態(tài)下。水位低時自動報警并且停止加濕，確保加濕的安全性，有效地防干燒和過度加濕，實現(xiàn)加濕器的智能化。

1.智能加濕器的功能簡述

系統(tǒng)由一個DHT11溫濕度傳感器和一個水位傳感器、89C51型單片機、1602LCD液晶顯示屏、聲光報警器等部分組成。溫濕度傳感器用于收集室內(nèi)空氣的溫濕度，并把收集的溫度傳送至89C51型單片機。單片機針對收集的信息進行參數(shù)控制，對加濕器進行開啟和閉合。水位傳感器用于監(jiān)測水位限位，單片機可以根據(jù)水位的高低控制聲光報警裝置。自動加濕器包含了加濕模塊、報警模塊、自動斷電模塊。系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。

2.智能加濕器的硬件設(shè)計

主控制器采用89C51單片機設(shè)計整個系統(tǒng)全都由它來控制，單片機對所有外部元件進行調(diào)配協(xié)調(diào)工作，進而完成相對應(yīng)的特定功能。硬件采用了模塊化的設(shè)計，每一個模塊實現(xiàn)一個特定的功能，最后再將各個模塊聯(lián)系在一起。此設(shè)計方式可以讓系統(tǒng)的復(fù)雜性降到最低。此系統(tǒng)的電路原理圖如圖2所示。

設(shè)計中的顯示模塊是使用的1602 LCD液晶模塊，是控制系統(tǒng)中比較常見的一種模塊。1602LCD液晶模塊的優(yōu)點為點陣型液晶，驅(qū)動很方便，編碼顯示多樣化。在本控制系統(tǒng)中信號主要由溫濕度傳感器的輸入信號和單片機輸出的控制信號兩部分組成。首先由51單片機向DHT11發(fā)出讀取信號，隨后DHT11做出響應(yīng)，51單片機待DHT11完成后，收集得到溫度信息和濕度信息進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并存儲為數(shù)字信號后，讀取溫度值和濕度值，然后通過液晶屏顯示溫濕度值。此外在系統(tǒng)運行過程中還專門設(shè)置了控制聲光報警系統(tǒng)的控制信號。

人體體感比較舒適的濕度范圍是在40%～60%之間，考慮到此項需求，在功能設(shè)計過程中以50%為最適合濕度的參考值。單片機在工作時通過監(jiān)測加濕器內(nèi)部的水位，防止加濕器過度無水情況下通電，加濕器只有在水位下限以上時才通電工作。通過處理DHT11測得的溫度和濕度和人體感覺最適合的值進行比較。在水位符合要求的前提下，若室內(nèi)濕度高于人體最適值則控制加濕器不工作，反之則對加濕器通電開始加濕，直到室內(nèi)空氣達到最適合濕度時斷電。另外，單片機通過聲光報警器以及1602LCD顯示屏，可以進行監(jiān)控。通過以上的基本功能此設(shè)計可以達到加濕器的智能化控制。

3.系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計

程序流程圖如圖3所示。

首先初始化，載入程序后，根據(jù)顯示數(shù)據(jù)讀取溫濕度，然后讀出顯示的水位H，判斷水位H是否大于最小水位Ho：若H<=Ho，則聲光報警并關(guān)閉加濕器，然后顯示溫濕度，再重新讀取溫濕度，讀出水位H循環(huán)，直至H>Ho成立后，判斷濕度D與最小濕度Do的大小比較，若D<=Do則開啟加濕器，顯示溫濕度，循環(huán)直至相對濕度D>Do，關(guān)閉加濕器，然后顯示溫濕度過程循環(huán)。

結(jié)論

本文設(shè)計的空氣智能加濕器能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的工作方式，為生活提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。本設(shè)計采用加濕器的智能化控制可以加濕器的水位低防干燒、聲光報警、智能開啟和關(guān)閉以及室內(nèi)溫濕度的顯示功能，而且制作比較節(jié)約成本，結(jié)構(gòu)簡單，使用維修也比較方便。

參考文獻

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