電力柜體內(nèi)溫濕度控制系統(tǒng)的研究

電力柜體內(nèi)溫濕度控制系統(tǒng)的研究

0系統(tǒng)內(nèi)溫濕度的檢測在日常生活中，溫度控制被廣泛應(yīng)用于電氣系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)中。如果傳輸系統(tǒng)的溫度過高或低，則對電氣監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸沒有影響。甚至影響到整個電網(wǎng),嚴重時可能產(chǎn)生爆炸,因此讓柜體內(nèi)恒溫恒濕至關(guān)重要。傳統(tǒng)的檢測方法,主要是人工檢測的方法,這種方法效率低,且精度也不高,檢測結(jié)果的隨機性很強。因此,本文主要采用單片機作為檢測和采用溫度傳感器和濕度傳感器分別測量,然后通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為單片機可以處理的數(shù)字信號,最后由單片機來進行處理。本設(shè)計選用數(shù)字式傳感器SHT11,其既可以采集溫度又可以采集濕度,具有高精度、抗干擾等優(yōu)點,不需要AD轉(zhuǎn)換等外部元件,適用于各種單片機。1溫濕度顯示電路溫濕度控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。本系統(tǒng)采用STC89C52單片機為控制芯片,輸入電路包括溫濕度傳感器SHT11電路、AT24C04電路、按鍵模塊、復(fù)位電路、時鐘電路等,輸出電路包括LCD顯示電路、報警電路和繼電器控制電路。SHT11電路將采集的溫濕度值傳送給單片機,單片機對采集的溫濕度數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和處理,然后再液晶顯示器LCD1602上顯示出當前的溫度值和濕度值,從而能夠?qū)崟r的顯示當前所測環(huán)境內(nèi)的濕度和溫度值。用戶可以通過鍵盤輸入模塊輸入所需的溫度值和濕度值,報警電路可以進行聲光報警,當測量值超過設(shè)定值的范圍時進行報警,繼電器電路主要用于控制降溫等執(zhí)行電路。2主要規(guī)劃和設(shè)計2.1器件地址wp口接接溫濕度閾值存儲在EEPROM芯片AT24C04中,并可以通過按鍵調(diào)節(jié)并保存,AT24C04是IIC芯片,A0為空引腳,A1,A2口為器件地址設(shè)定口,通過A1,A2口來設(shè)定AT24C04的器件地址WP口接低電平時,可以對整個AT24C04器件的512個字節(jié)進行讀寫操作。當WP口接高電平后,器件前256個地址的數(shù)據(jù)被保護,只能讀,不可寫入,后256個字節(jié)數(shù)據(jù)可進行讀寫操作。其電路如圖2所示。2.2dct11中的電路設(shè)計本設(shè)計采用的溫濕度采集元件是溫濕度傳感器DHT11。DHT11應(yīng)用專用的溫濕度傳感和數(shù)字模塊采集技術(shù),是一種含有已校準數(shù)字信號輸出的復(fù)合型傳感器,有較高的穩(wěn)定性和可靠性。在DHT11在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用時,若連接線的長度小于20米時用5千歐的上拉電阻,若連接線的長度大于20米時,則需要根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻。此外,傳感器上電后,初始狀態(tài)不太穩(wěn)定,需要等1秒左右的時間,在此期間不發(fā)送任何指令。電源和地引腳之間可增加—個100nF的電容,起去耦和濾波的作用。因此,在本設(shè)計中,溫濕度檢測電路采用了5千歐姆的上拉電阻,DHT11與單片機STC89C52的接口設(shè)計如圖3所示。2.3顯示點陣模塊本設(shè)計使用的液晶顯示屏為LCD1602,它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。1602顯示容量為16*2字符,芯片工作電壓為4.5—5.5V。2.4綠燈顯示,蜂鳴器。在現(xiàn)場,本設(shè)計采用紅綠LED燈作為光報警提示,當系統(tǒng)檢測到的數(shù)據(jù)符合給定的要求時,現(xiàn)場始終綠燈顯示;當系統(tǒng)檢測到的數(shù)據(jù)不符合給定的要求時,現(xiàn)場轉(zhuǎn)化為紅燈報警提示;本系統(tǒng)采用蜂鳴器作為聲報警提示,當系統(tǒng)檢測到的數(shù)據(jù)符合給定的要求時,現(xiàn)場沒有蜂鳴器報警提示;當系統(tǒng)檢測到的數(shù)據(jù)不符合給定的要求時,現(xiàn)場蜂鳴器報警提示。2.5繼電器2吸合設(shè)備,是熱繼電器電路主要由四個繼電器組成,當溫度超上限時,繼電器1吸合,驅(qū)動降溫的執(zhí)行設(shè)備工作,當溫度超下限時,繼電器2吸合,驅(qū)動加熱設(shè)備工作;當濕度超上限時,繼電器3吸合,驅(qū)動除濕的執(zhí)行設(shè)備工作,當溫度超下限時,繼電器4吸合,驅(qū)動增濕的執(zhí)行設(shè)備工作。3溫濕度檢測模塊軟件程序主要由定時器T0中斷、存入設(shè)定值、載入設(shè)定值、AT24C04控制、鍵盤處理、溫濕度采集、LCD1602控制等子程序以及主函數(shù)組成。主函數(shù)上電后啟動溫濕度檢測模塊,一定的測量時間后單片機接收數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理,接著將數(shù)據(jù)送液晶顯示器LCD1602進行溫濕度值的顯示,然后判別采集的溫濕度值是否超限,若超限則報警且繼電器電路工作啟動相應(yīng)的控制(加熱、降溫、除濕、增濕),若沒有超限則繼續(xù)下一輪檢測。主程序流程圖如圖4所示。定時/計數(shù)器T0中斷子函數(shù)主要用來定時,每2秒鐘進行一次溫濕度轉(zhuǎn)換;存入設(shè)定值子函數(shù)的主要功能是將設(shè)定的閾值寫入E2prom(AT24C04)中;載入設(shè)定值子函數(shù)主要功能將閾值從E2prom中讀出;AT24C04控制子函數(shù)主要功能是對E2prom進行初始化、寫入、讀出等控制;鍵盤處理子函數(shù)提供人機信息交換接口,負責溫濕度的閾值信息的設(shè)定;溫濕度采集子函數(shù)主要完成對傳感器SHT11的數(shù)據(jù)的定時采樣和處理;LCD1602控制子函數(shù)主要完成對溫濕度的LCD顯示控制。4溫濕度控制電路本文基于STC89C52單片機設(shè)計了一種溫濕度控制