專利名稱：室溫濕度自動(dòng)控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)控制裝置，具體地說(shuō)是涉及一種安全工器具室溫濕度自動(dòng)控
制儀，屬于自動(dòng)控制化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)在帶電作業(yè)方面的建設(shè)和研究起步較晚，進(jìn)展比較緩慢，尤其在安全工 器具室方面的建設(shè)管理方面還存在著不少不足。這主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面， 一方面是現(xiàn) 在還有許多工器具室沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，造成庫(kù)房加熱、除濕難度大，并且加熱、除濕條件差，有些 僅僅采用簡(jiǎn)單的烘烤技術(shù)或露天太陽(yáng)炙烤，受熱范圍不均衡，溫度和濕度的大小、時(shí)間標(biāo)準(zhǔn) 難于監(jiān)測(cè)和控制，因而同一庫(kù)房?jī)?nèi)不同范圍帶電作業(yè)用工器具的濕度偏差較大；另一方面 是庫(kù)房設(shè)計(jì)、布局不合理，諸如光線暗淡，通風(fēng)設(shè)施、除濕裝置簡(jiǎn)陋等等，無(wú)法實(shí)現(xiàn)加熱、除 濕、超限報(bào)警的自動(dòng)控制。本發(fā)明采用一種先進(jìn)的溫濕度探測(cè)技術(shù)，時(shí)時(shí)檢測(cè)工器具室內(nèi) 的溫濕度參數(shù)，超過(guò)預(yù)先設(shè)置的溫濕度值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)加熱、排風(fēng)設(shè)備，降到范圍之內(nèi)自動(dòng)關(guān) 斷，使工具室保持一個(gè)合理的溫濕度范圍，無(wú)需人為的干預(yù)，減少大量的人力、物力，財(cái)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種智能型的安全工具室溫濕度自動(dòng)控制裝置，采用先進(jìn)的微控 制器技術(shù)和進(jìn)口片式溫濕度探頭，時(shí)時(shí)檢測(cè)工具室內(nèi)的溫濕度，自動(dòng)控制加熱排風(fēng)裝置，從 而達(dá)到控制工具室溫濕度的目的。 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是本系統(tǒng)主要由1、微控制器處理部分，2、溫濕度采 集部分，3、輸出控制部分，4、輔助部分等組成。溫濕度采集核心部分采用目前國(guó)際上比 較高級(jí)的新型片式IC SHT11 ，該檢測(cè)芯片是由瑞士 Sensirion公司生產(chǎn)的具有I2C總 線接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式相對(duì)濕度和溫度傳感器。該傳感器將CMOS芯片技術(shù)與傳感 器技術(shù)結(jié)合起來(lái)，從而發(fā)揮出它們強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)作用，該傳感器將溫濕度傳感器、信號(hào) 放大調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、12C總線接口全部集成于一芯片(CMOSensTM技術(shù))，濕度值輸出分 辨率為14位，測(cè)量范圍為0-100% RH(±3% RH)，溫度值輸出分辨率為12位，測(cè)量范圍 為-45-+120°C (± 0. 4°C )，具有優(yōu)良的使用范圍， 微控制器每隔1秒鐘采集一次由該片式IC提供的溫濕度數(shù)值，該原始數(shù)據(jù)還不能 被當(dāng)作溫濕度的標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)采用，需要經(jīng)過(guò)微控制器的分析處理、修正校驗(yàn)等數(shù)據(jù)處理才能 作為實(shí)際的溫濕度值來(lái)利用，得到的數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的溫濕度極限值相比較，決定是否啟 動(dòng)加熱排風(fēng)設(shè)備。輸出控制部分采用繼電器輸出處理，控制部分的繼電器只能帶動(dòng)約1000W
左右的負(fù)載，如果大于這個(gè)值，需要外接副助繼電器。
本發(fā)明能達(dá)到的有益效果是 1、采用新型的片式溫濕度采集方式，12C總線接口，不受傳輸線路干擾的影響，不 受因信號(hào)放大濾波等造成的處理誤差，不需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的校準(zhǔn)和標(biāo)定過(guò)程，因此測(cè)量精度 高，且在線性度、重復(fù)性、互換性、一致性等方面性能優(yōu)良
2、微控制器處理，設(shè)定溫濕度極限值后無(wú)需再有人工的干預(yù)，自動(dòng)化處3、理，減少 了人力、物力


圖l本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2安全工器具室溫濕度自控儀的邏輯框圖；圖2 為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本裝置工作原理詳細(xì)說(shuō)明參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，途中，U1為微控制 器，該控制器為4位單片機(jī)，每2秒鐘檢測(cè)一次溫濕度探頭，提取并處理數(shù)據(jù)，判斷是否啟動(dòng) 或關(guān)閉加熱排風(fēng)設(shè)備；U2為片式溫濕度，其LK管腳為該IC的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘信號(hào)線，分別與 單片機(jī)的I/O 口 P15， P16相連，P15、P161/0 口軟件模擬I2C接口的協(xié)議傳輸方式與SHT11 通信，SHT11功能的設(shè)置，數(shù)據(jù)的提取全部通過(guò)單片機(jī)對(duì)其寄存器的通信來(lái)完成，沒(méi)有任何 的附加電路。SHT11的濕度檢測(cè)運(yùn)用電容式結(jié)構(gòu)，并采用具有不同保護(hù)的"微型結(jié)構(gòu)"檢測(cè)電 極系統(tǒng)與聚合物覆蓋層來(lái)組成傳感器芯片的電容，除保持電容式濕敏器件的原有特性外， 還可抵御來(lái)自外界的影響。由于它將溫度傳感器與濕度傳感器結(jié)合在一起而構(gòu)成了 一個(gè)單 一的個(gè)體，因而測(cè)量精度較高且可精確得出露點(diǎn)，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生由于溫度與濕度傳感器之 間隨溫度梯度變化引起的誤差。CMOSensTM技術(shù)不僅將溫濕度傳感器結(jié)合在一起，而且還將 信號(hào)放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、標(biāo)準(zhǔn)I2C總線等電路全部集成在一個(gè)芯片內(nèi)。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。 U3為電源管理芯片MP813L，其作用有三個(gè)，一是提供單片機(jī)的上電復(fù)位，上電時(shí) 第七腳產(chǎn)生約200mS的低電平使單片機(jī)正常復(fù)位；二是提供單片機(jī)程序運(yùn)行中的外部看門(mén) 狗監(jiān)控，其第六腳與單片機(jī)的P33相連，一旦程序跑飛或受到干擾，P33不能發(fā)出正常喂狗 信號(hào)，U3便產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作使單片機(jī)復(fù)位，保證程序及系統(tǒng)的安全穩(wěn)定；三是提供手動(dòng)復(fù)位 復(fù)位功能，Kl為復(fù)位按鈕，按下Kl使系統(tǒng)進(jìn)行一次硬件復(fù)位過(guò)程。 RLY3是輸出控制繼電器，二極管Dl 1N4001并接在繼電器的控制線圈上能有效抵 消繼電器動(dòng)作時(shí)所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)對(duì)系統(tǒng)的干擾，Ql C9013為繼電器的驅(qū)動(dòng)二級(jí)管，其控 制端通過(guò)一個(gè)限流電阻R6與單片機(jī)的P34腳相連，其中R9為該管腳的上拉電阻，保證P34 能夠輸出一個(gè)確定的電平值，當(dāng)P34輸出高電平時(shí)繼電器吸合，打開(kāi)加熱排風(fēng)設(shè)備，輸出低 電平時(shí)，繼電器釋放，關(guān)閉加熱排風(fēng)設(shè)備。LED1、 LED2、 LED3分別為溫度、濕度和工作狀態(tài)指示燈，當(dāng)溫度超限時(shí)LED1亮，濕 度超限時(shí)LED2亮，正常工作時(shí)LED3閃爍，其分別被單片機(jī)的P24、 P25、 P26管腳控制。
PM1為電源轉(zhuǎn)換模塊，輸入220VAC，輸出系統(tǒng)電源DC5V。 目前國(guó)內(nèi)在帶電作業(yè)方面的建設(shè)和研究起步較晚，進(jìn)展比較緩慢，尤其在安全工 器具室方面的建設(shè)管理方面還存在著不少不足。這主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面， 一方面是現(xiàn) 在還有許多工器具室沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，造成庫(kù)房加熱、除濕難度大，并且加熱、除濕條件差，有些 僅僅采用簡(jiǎn)單的烘烤技術(shù)或露天太陽(yáng)炙烤，受熱范圍不均衡，溫度和濕度的大小、時(shí)間標(biāo)準(zhǔn) 難于監(jiān)測(cè)和控制，因而同一庫(kù)房?jī)?nèi)不同范圍帶電作業(yè)用工器具的濕度偏差較大；另一方面 是庫(kù)房設(shè)計(jì)、布局不合理，諸如光線暗淡，通風(fēng)設(shè)施、除濕裝置簡(jiǎn)陋等等，無(wú)法實(shí)現(xiàn)加熱、除濕、超限報(bào)警的自動(dòng)控制。本發(fā)明采用一種先進(jìn)的溫濕度探測(cè)技術(shù)，時(shí)時(shí)檢測(cè)工器具室內(nèi) 的溫濕度參數(shù)，超過(guò)預(yù)先設(shè)置的溫濕度值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)加熱、排風(fēng)設(shè)備，降到范圍之內(nèi)自動(dòng)關(guān) 斷，使工具室保持一個(gè)合理的溫濕度范圍，無(wú)需人為的干預(yù)，減少大量的人力、物力，財(cái)力。
而本發(fā)明采用新型的片式溫濕度采集方式，I2C總線接口，不受傳輸線路干擾的影 響，不受因信號(hào)放大濾波等造成的處理誤差，不需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的校準(zhǔn)和標(biāo)定過(guò)程，因此測(cè)量 精度高，且在線性度、重復(fù)性、互換性、一致性等方面性能優(yōu)良；設(shè)定溫濕度極限值后無(wú)需再 有人工的干預(yù)，自動(dòng)化處理，減少了人力、物力，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。
權(quán)利要求
一種室溫濕度自動(dòng)控制儀，包括微控制器處理部分、溫濕度采集部分、輸出控制部分，其特征在于所述的溫濕度采集部分的核心芯片為具有I2C總線接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式相對(duì)濕度和溫度傳感器，該單片全校準(zhǔn)數(shù)字式相對(duì)濕度和溫度傳感器將溫濕度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、I2C總線接口全部集成于一體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室溫濕度自動(dòng)控制儀，其特征在于所述的核心芯片為檢測(cè) 式IC SHTll。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室溫濕度自動(dòng)控制儀，其特征在于所述的濕度值輸出分辨 率為14位，測(cè)量范圍為0-100% RH，溫度值輸出分辨率為12位，測(cè)量范圍為-45—+120°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3所述的室溫濕度自動(dòng)控制儀，其特征在于所述的輸出控制部分 采用繼電器輸出處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了室溫濕度自動(dòng)控制儀，包括微控制器處理部分、溫濕度采集部分、輸出控制部分，所述的溫濕度采集部分的核心芯片為具有I2C總線接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式相對(duì)濕度和溫度傳感器，該單片全校準(zhǔn)數(shù)字式相對(duì)濕度和溫度傳感器將溫濕度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、I2C總線接口全部集成于一體；所述的核心芯片為檢測(cè)式IC SHT11；所述的濕度值輸出分辨率為14位，測(cè)量范圍為0-100％RH，溫度值輸出分辨率為12位，測(cè)量范圍為－45－+120℃；所述的輸出控制部分采用繼電器輸出處理。本發(fā)明不受傳輸線路干擾的影響，不受因信號(hào)放大濾波等造成的處理誤差，因此測(cè)量精度高減少了人力、物力，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。
文檔編號(hào)G05D27/02GK101739048SQ20081018008
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者周麗紅 申請(qǐng)人:周麗紅