【正文】 nage, alarm, alarm。該系統(tǒng)主要能夠完成以下功能：采集空氣中的濕度狀態(tài),并送入主控模塊,主控模塊根據(jù)現(xiàn)有的濕度判斷是保持原來狀態(tài)還是進(jìn)行加濕以及加濕量的大小和加濕速度等。具有良好的人機(jī)交互性,能夠通過控制面板比較方便地進(jìn)行溫度設(shè)定、加濕量設(shè)定、進(jìn)水閥的控制、導(dǎo)風(fēng)的控制等。研究表明：濕潤的空氣才能保持生機(jī)盎然。嚴(yán)重的靜電會(huì)使人心情煩躁、頭暈胸悶、喉鼻不適。少數(shù)加濕器有自動(dòng)調(diào)節(jié)和恒濕功能，但是其濕度檢測方法單一、可信度不高，難以達(dá)到真正均勻加濕的目的。 本課題的研究就是針對目前市場上加濕器產(chǎn)品功能單一的缺點(diǎn)，利用單片機(jī)制技術(shù)對加濕器功能進(jìn)行改進(jìn)，使其既有自動(dòng)控制功能，又能夠根據(jù)用戶需要進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。其空化作用是超聲成霧的主要原因，然后通過風(fēng)動(dòng)裝置，將水霧擴(kuò)散到空氣中，達(dá)到均勻加濕空氣的目的。霧化速度還與液體表面張力、密度、粘度、蒸氣壓、溫度等因素有關(guān)。下表列出了超聲頻率與采用的換能器形狀和物粒直徑以及這種頻率下霧化器的用途的關(guān)系。 表11超聲頻率與物粒直徑的關(guān)系頻率超聲輻射器形狀霧粒直徑用途10100KHZ夾心壓電換能器磁致伸縮換能器12030um促進(jìn)燃燒金屬粉末制取100300KHZ圓形或方形金屬共振板3015um小型吸入器300800KHZ圓形壓電片厚度振動(dòng)157um醫(yī)用吸入器8003MH圓形壓電片厚度振動(dòng)72um火焰光譜分析醫(yī)用吸入超聲霧化器和家用超聲霧化加濕器工作原理基本相同，例如在霧化杯中加入一些治療藥物，在超聲霧化作用下，Hz超聲波的強(qiáng)烈作用下，藥物粉末分散到水形成的水霧中，其所形成的霧滴直徑在12微米之間，然后經(jīng)鼻或口吸入，使霧化了的藥物直接進(jìn)入支氣管末梢和肺泡，從而大大增強(qiáng)對疾病的治療效果。從對家電的控制手段來看。進(jìn)入90年代，家用電器出現(xiàn)了智能化，轉(zhuǎn)向電腦控制的智能型家電。未來家電將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,而且BluetoothRF單片機(jī)體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易，并可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)電設(shè)備過程控制、自動(dòng)檢測、家用電器和數(shù)據(jù)處理等各個(gè)方面。 改進(jìn)型加濕器的作用：隨著人們生活水平提高，空調(diào)廣泛使用，導(dǎo)致皮膚緊繃、口舌干燥、咳嗽感冒等空調(diào)病的滋生。調(diào)節(jié)和增室內(nèi)濕度，效果好預(yù)防疾病，消除靜電，養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚，養(yǎng)生保健，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。加濕器不僅能加濕，越來越多的保健技術(shù)、醫(yī)療技術(shù)已經(jīng)開始融入到象加濕器這樣的生活中常常會(huì)用到的器具中，比如：水箱中加入專用消毒液，阻擋流感、肺言等病毒的侵?jǐn)_；兌入專用藥水，給呼吸道患者一個(gè)良好的療養(yǎng)空間；加溫器產(chǎn)生的負(fù)離子使人們仿佛進(jìn)入森林、海洋，感受新鮮空氣的滋潤加溫過濾作用，在加溫的同時(shí)達(dá)到濾凈氣,使我們能夠在生活的基本環(huán)境中就能獲得更多的健康！,相對濕度調(diào)節(jié)范圍為在上述溫度和濕度的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，通過鍵盤給定參數(shù)，由PLC對空調(diào)機(jī)執(zhí)行控制以實(shí)現(xiàn)對溫度和濕度的調(diào)節(jié)和控制。用軟件實(shí)現(xiàn)了濕度檢測的溫度補(bǔ)償?！爸悄堋笨衫斫獬蔀槠淇萍己浚淇萍己扛叩头从沉似浼夹g(shù)水平。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對生活質(zhì)量和健康要求越來越高，空氣加濕器就是這樣慢慢的走進(jìn)全球的很多家庭當(dāng)中，成為干燥地區(qū)家庭不可缺少的一種小型家電產(chǎn)品空氣加濕器，在我國仍然屬于新興產(chǎn)品，據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)我國加濕器產(chǎn)品的人均占有率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國、韓國、日本等發(fā)達(dá)國家的水平，加大對空氣加濕器的研究與開發(fā)的力度將有利于國內(nèi)空氣加濕器行業(yè)的發(fā)展，有利于國民生活品質(zhì)。它通過超聲霧化加濕裝置對濕度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使環(huán)境的濕度達(dá)到適宜的范圍。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可靠，操作簡單方便，全自動(dòng)化，優(yōu)選分析軟件，智能控制，而且安裝簡便，維護(hù)簡單，不僅適用于國防工程、人防工程等，而且也可廣泛適用于大型建筑、工廠車間、倉庫(房)、溫室花棚、蔬菜塑料大棚等對濕度要求較高的場所。另外，相關(guān)于智能化以及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，既有利于推動(dòng)工控技術(shù)的發(fā)展，又能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。（1）市場預(yù)測計(jì)算機(jī)測控技術(shù)是人們提高勞動(dòng)生產(chǎn)率確保產(chǎn)品質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化和生產(chǎn)過程最有控制以及為家庭提供舒適生活條件的有效手段。（2）課題的實(shí)用性及前瞻性例如：如果用戶需要不同的相對濕度，我們在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)提供了用戶濕度設(shè)定功能，這樣用戶也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活設(shè)置。本課題是以測控智能化為宗旨，旨在為工業(yè)及家庭提供有效、實(shí)用的濕度測控方法。此外，對于生產(chǎn)智能控制器的廠商來說，他們在推廣應(yīng)用這項(xiàng)成果中，將會(huì)獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。第2章動(dòng)態(tài)顯示，此種顯示的優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少，價(jià)格低，線路簡單。方案二：靜態(tài)顯示鑒于上述原因，選擇方案一。熱敏電阻的工作原理：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而成非線性急劇變化，一般具有負(fù)的溫度系數(shù)，其阻值隨溫度升高而急劇減小，只有少數(shù)具有正的溫度系數(shù)。常用的有高分子電阻式濕度傳感器、高分子電容式濕度傳感器等。當(dāng)相對濕度增加時(shí)，吸附量也增加，集團(tuán)化的吸附水就成為導(dǎo)電通道，高分子電解質(zhì)的正負(fù)離子主要起到載流子作用，另外，由吸附水自身離解出的質(zhì)子、水和氫離子也起電荷載流子作用，使高分子濕度傳感器的電阻值下降。當(dāng)被測的氣態(tài)水分子通過多孔的上電極擴(kuò)散至感濕膜表面，被極性官能團(tuán)所吸收，引起濕敏電容器介電常數(shù)的改變，從而改變了濕敏電容器的容量值。但濕、熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測要求精度高的溫濕度是不適用的。方案二：采用集成溫濕度傳感器?；贒SP設(shè)計(jì)的溫濕度控制系統(tǒng)，因?yàn)镈SP有強(qiáng)大的高速運(yùn)算能力，基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)，因?yàn)檐浖瓿杀姸嗟臄?shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的任務(wù)，簡化了傳統(tǒng)常規(guī)儀表的電子線路，增加了功能，提高了準(zhǔn)確性和可靠性?；诒敬握撐牟恍枰绱烁叩木?，決定選擇方案二。總體方案傳感器HM1500組成的數(shù)據(jù)采集模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊（ADC0809），MAX7219構(gòu)成的的數(shù)碼管顯示模塊，鍵盤控制模塊等組成。溫濕度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的硬件由AT89C51,濕度傳感器、溫度傳感器、溫濕度顯示、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。系統(tǒng)硬件配置如圖31所示。其中數(shù)據(jù)采集由相應(yīng)的傳感器(如溫度傳感器、濕度傳感器)、89C51單片機(jī)、模擬量輸入輸出通道、開關(guān)量輸出通道所組成。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元 件。其主要的特點(diǎn)為精度高、測量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測 量。在工業(yè)中用于50～180℃測溫。M檔在測溫范圍內(nèi) 非線形誤差為177。電源電壓范圍為4～30 V?！?。 使用可靠。作為電流輸出型傳感器的一個(gè)特點(diǎn)是，和電壓輸出型相比，它有很強(qiáng)的抗外界干擾能力。綜合比較方案一與方案 二、方案二更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對于溫度傳感器的選擇。 一、主要特性 AD590 是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。AD590L，AD590M 一般用于精密溫度測量電路，其電路 外形如圖 32 所示，它采用金屬殼 3 腳封裝，其中 1 腳為電源正端 V＋；2 腳為電流輸出端 I0；3 腳為管殼，一般不用。 T——熱力學(xué)溫度，單位 K。 AD590 的電源電壓范圍為 4V30V。AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。其基本電路如圖 33 所示。其中 TT2 起恒流作用，可用于使左右兩支路的集電極電流 I1 和 I2 相等；TT4 是感溫用的晶體管，兩個(gè)管的材質(zhì)和工藝完全相同，但 T3 實(shí)質(zhì)上是由 n 個(gè)晶體管并聯(lián)而成，因而其結(jié)面積是 T4 的 n倍。由于利用了恒流特性，所以輸出信號(hào)不受電源電壓和導(dǎo)線 電阻的影響。圖 34 AD590 內(nèi)部電路圖 34 所示是 AD590 的內(nèi)部電路，圖中的T1～T4 相當(dāng)于圖33 中的TT2，而 T9，T11相當(dāng)于圖 33 中的 TTRR6 是薄膜工藝制成的低溫度系數(shù)電阻，供出廠前調(diào)整之用。TT12 和 T10 為啟動(dòng)電路，其中 T5 為恒定偏置二極管。R1，R2 為發(fā)射極反饋電阻，可用于進(jìn)一步提高阻抗。而 C1 和 R4 則可用來防止寄生振蕩。T9 和 T11 的發(fā)射結(jié)面積比為 8：1，T10 和 T11 的發(fā)射結(jié)面積相等。實(shí)際上就是利用激光修正 R5 以進(jìn)行粗調(diào)，修正 R6 以實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)，最終使其在 250℃ 之下使總電流 I 達(dá)到 1μA／K。因?yàn)榱鬟^ AD590 的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R1和電位器 R2的電阻之和為 1kΩ時(shí)，輸出電壓 V0隨溫度的變化為 1mV/K。但這樣調(diào)整只保證在 0℃或 25℃附 近有較高的精度。調(diào)整方法如下：在 0℃時(shí)調(diào)整 R2，使輸出 V0=0，然后在100℃時(shí)調(diào)整 R4使 V0=100mV。最后在室溫下進(jìn)行校驗(yàn)。 冰水混合物是 0℃環(huán)境，沸水為 100℃環(huán)境。該電 路的溫度測量范圍為10～+500℃。該電壓由TL431提供。根據(jù)AD590的特性，在10℃時(shí)，設(shè)計(jì)使這部分電流全部流過RR2，而其后增加的電流均流過R3，OUT端的輸出電壓為：當(dāng)溫度在10～+50℃之間變化時(shí)，～0V之間反向線性變化，調(diào)節(jié)R1的阻值大小可以消除不同傳感器的零點(diǎn)誤差。電容式、電阻式和濕漲式濕敏 原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測量的。HOS201 濕敏傳感器為高濕度開關(guān)傳感器，它的工作電 壓為交流 1V 以下，頻率為50HZ～1KHZ，測量濕度范圍為 0～100%RH，工作溫度范圍為 0～50℃， 阻抗在 75%RH（25℃）時(shí)為 1MΩ。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。而且還不具備在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中對溫度 30～50℃的要求，因此，我們選擇方案二來作為本設(shè)計(jì)的濕度傳感器。該儀表采用 +5V 電源，配 4 只共陰極 LED 數(shù)碼管。PIC16F874 是一種高性價(jià)比的 8 位單片機(jī)，內(nèi)含 8 路逐次逼近式 10 位 A／D 轉(zhuǎn)換器，最多可對 8 路濕度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，現(xiàn)僅用其中一路。PIC16F874 的電源電壓范圍較寬 (+2．5～+5V)，適合低壓供電，靜態(tài)電流小于 2mA。PA1～PA4 輸出位掃描信號(hào)，經(jīng)過 MC1413 獲得反相后的位驅(qū)動(dòng)信號(hào)。PIC16F874 還具有掉電保護(hù)功能，MCLR 為掉電復(fù)位鎖存端。一旦電源電壓又恢復(fù)正常，必須經(jīng)過 72ms 的延遲時(shí)間才脫離復(fù)位狀態(tài)，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。 一、特點(diǎn) 不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時(shí)間，專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過程等。相對濕度在 0%100%RH 范圍內(nèi)；電容量由 16pF 變到 200pF，其誤差不大于177?？梢娋仁禽^高的。如何將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于接受的信號(hào)，常有兩種方法：一是將該濕敏電容置于運(yùn)方與租蓉組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直流放大、再 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；另一種是將該濕敏電容置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之成 反比的電壓頻率信號(hào)，可直接被計(jì)算機(jī)所采集。集成定時(shí)器 555 芯片外接電阻 RR2 與濕敏 電容 C，構(gòu)成了對 C 的充電回路。另外， R3 是防止輸出短路的保護(hù)電阻，R1 用于平衡溫度系數(shù)。濕度測量電路設(shè)計(jì) ：集成濕度傳感器HM1500的輸出電壓在1～4 V間隨濕度線性變化，考慮到本系統(tǒng)的單電源特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的濕度信號(hào)采集電路如圖 36 所示，該電路的測濕范圍為 0～100％圖 39 濕度測量電路由于該電路中沒有負(fù)壓，電路的主體采用差分式減法電路，精密電阻R8=R11 =，R9=R12=2kΩ，用這四個(gè)電阻可調(diào)節(jié)增益。差分的另一側(cè)輸入Vs。并由此可以得到輸出電壓的計(jì)算公式為：當(dāng)溫度在10～+50℃之間變化時(shí)，～0V之間反向線性變化，調(diào)節(jié)R1的阻值大小可以消除不同傳感器的零點(diǎn)誤差。在