一種基于生活場(chǎng)景的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李德路 侯文寶 張寶軍 徐偉江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

?

一種基于生活場(chǎng)景的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李德路 侯文寶 張寶軍 徐偉
江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

摘要：隨著家用電器種類的增多，家庭用電節(jié)能的重要性越發(fā)凸顯。文章針對(duì)家庭空調(diào)控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)人體不同活動(dòng)場(chǎng)景的溫度需求調(diào)查，提出一種相適應(yīng)的基于生活場(chǎng)景的溫度調(diào)節(jié)方案。采用STC89C52單片機(jī)以及DS18B20進(jìn)行了簡(jiǎn)單的硬件設(shè)計(jì)，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了有益參考。

關(guān)鍵字：溫度調(diào)節(jié) DS18B20 STC89C52

評(píng)價(jià)指標(biāo)，代表處于一個(gè)熱環(huán)境下的人們的冷熱感受的平均。PPD代表對(duì)當(dāng)前溫度環(huán)境感覺(jué)不滿意度的比例，原因在于每個(gè)人的熱反應(yīng)多少存在著生理上的差異。 PMV指標(biāo)基于熱平衡理論和體溫調(diào)節(jié)，綜合了人體蓄熱率、人體所作的有用功、新陳代謝速率、人體外表面與環(huán)境的對(duì)流換熱量、人體表面與環(huán)境的輻射換熱量、著裝人體外表面與環(huán)境的輻射換熱量、皮膚通過(guò)汗液蒸發(fā)、擴(kuò)散蒸發(fā)和呼吸所造成的散熱量等。 Fanger教授進(jìn)行了1400多名志愿者的數(shù)據(jù)采樣，得到PMV熱舒適模型。該模型指出，空氣的溫度越高、相對(duì)濕度越大、平均輻射溫度越高、風(fēng)速越小、PMV的值就越大，人會(huì)感到越熱。反之PMV越小，人會(huì)感到冷。因此，根據(jù)人體的平時(shí)活動(dòng)量大小，不同季節(jié)穿衣服多少、家庭成員的家庭活動(dòng)類型，粗略地進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，可得到幾種場(chǎng)景下人體感到舒服狀態(tài)所要設(shè)定的室內(nèi)溫度空氣溫度。

1　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 傳感器及其電路設(shè)計(jì)

美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20是世界上第一片單總線接口溫度傳感器，具有微型化、高性能、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)、易于配置處理器等優(yōu)點(diǎn)。其測(cè)溫范圍很寬，-55～+125℃，在-10～+85℃之間精度可達(dá)±0.5℃，其可編程分辨率為9～12位，分別對(duì)應(yīng)0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，能夠?qū)崿F(xiàn)精度測(cè)溫。

1.2 繼電器輸出控制系統(tǒng)電路

采用一路繼電器模擬溫度控制器。由P0.1口輸出低電平，繼電器線圈得電，13閉合而12斷開從而通過(guò)P8控制控制相應(yīng)電氣設(shè)備供電通斷。與此同時(shí)，P0.1口低電平使D2正向?qū)ǎl(fā)出燈光狀態(tài)信號(hào)。

2　系統(tǒng)安裝與程序調(diào)試

根據(jù)以上硬件電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行PCB制作及安裝。經(jīng)過(guò)程序下載及調(diào)試，本系統(tǒng)可以按照既定場(chǎng)景對(duì)周圍溫度進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。本文首先介紹了PMV評(píng)價(jià)指標(biāo)，并由此回歸到溫度測(cè)量的軟硬件設(shè)計(jì)上，簡(jiǎn)單地對(duì)DS18B20進(jìn)行了介紹，詳細(xì)分析了本系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，給出了溫度轉(zhuǎn)換采集以及控制系統(tǒng)的流程圖。這種溫度控制系統(tǒng)具有舒適度高、節(jié)能效果好、成本低廉等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用范圍，在空調(diào)溫度控制調(diào)節(jié)中具有很好的實(shí)用意義。

參考文獻(xiàn)

［1］ 黃金龍.基于行為分析的家居節(jié)能系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)［D］.杭州：杭州電子科技大學(xué)，2014.

［2］ 申長(zhǎng)安.基于DS18B20的溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警與智能控制系統(tǒng)［J］.安陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，（2）：11-13，32.

［3］ 李德路，謝歡.基于DS18B20的室內(nèi)溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.電子制作，2014（3）：2-4.

［4］ 王懷光，任國(guó)全，范紅波.基于DS18B20溫度傳感器的半導(dǎo)體制冷裝置研制［J］.中國(guó)測(cè)試，2014（1）：73-77.