一種溫溼測控系統的製作方法
2023-12-11 23:05:52 1
專利名稱：一種溫溼測控系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於單片機領域，具體涉及一種溫溼測控系統。
背景技術：
溫度和溼度是兩個與人們的生活生產息息相關的參數，在適宜的溫度和溼度條件下人們的健康水平，以及各種工農業生產(養殖、種植、生化實驗等)水平都可以得到較大的提高，研究和設計一套適合我國國情的溫度溼度測控系統對改善我們的生活質量和提高生產水平有著很大的意義。本文利用混合信號微控制器C8051F330設計了一套小型溫溼度測控系統，能夠滿足家庭、溫室、實驗室等封閉環境內的溫度溼度控制。C8051F330是完全集成的混合信號片上系統型MCU，其微控制器內核與MCS-51指令集完全兼容。由於它具備混合信號處理能力，所以對多重信號的信號處理只需最少的外圍電路。C8051F330採用流水線結構，當其工作在最大系統時鐘頻率25MHz時，其峰值速度達到25MIPS。所以特別適用對 實時性要求極高的控制體系中。C8051F330有17個I/O引腳(兩個8位口和一個I位口)。F330埠的工作情況與標準8051相似，但有一些改進。每個埠引腳都可以被配置為模擬或數字I/o。被選擇作為數字I/O的引腳還可以被配置為推挽或漏極開路輸出。數字交叉開關允許將內部數字系統資源映射到埠 I/o引腳。可通過設置交叉開關控制寄存器將片內的計數器/定時器、串行總線、硬體中斷、比較器輸出以及微控制器內部的其他數位訊號配置為出現在I/o埠引腳。這一特性允許用戶根據自己的特定應用選擇通用埠 I/O和所需數字資源的組合。內置的10位A/D轉換器使控制器具備了處理模擬信號的能力，與傳統的8051系列MCU單片機相比較其能夠極大的簡化外圍電路和硬體結構，降低成本提高可靠性。
發明內容
本發明的目的在於提供一種基於C8051F330的溫溼測控系統，本系統由以C8051F330混合信號微控制器為核心，充分使用單片機自身的軟硬體資源，能夠準確的測控
環境溫溼度。實現本發明目的的技術方案是一種基於C8051F330的溫溼測控系統,該系統基於混合信號微控制器系列的C8051F330為控制核心器件,該系統包括
溫溼傳感器採用霍尼韋爾HIH3602-A型溫溼度傳感器；
信號輸入，信號輸入模塊主要對溫溼度傳感器的信號進行降壓，濾波處理；
人機界面模塊，人機界面模塊包括了 LED顯示器和人工操作所需的鍵盤來設定需要的溫度和溼度狀態以及報警限制；
微控制器，控制核心器件為C8051F330混合信號微控制器,對信號輸入及人機界面模塊產生的信號進行處理；
信號輸出模塊，信號經微控制器處理後，信號輸出模塊輸出加降溫溼度的調節設備的控制信號；超限報警模塊，在設備故障或者其他狀況下環境狀態超過設定限制時進行報警。作為本發明的進一步改進，為了防止操作器在工作中處理器死機造成停止工作，採用F330的片內看門狗，在編程時在程序段中插入改變看門狗寄存器值的語句來保證程序的執行，在系統死機時則會自動復位。作為本發明的進一步改進，採用中值濾波法對輸入信號進行了處理來防止幹擾對系統的影響，有效的保證了信號的準確，提高了系統的抗幹擾能力。作為本發明的進一步改進，系統控制執行下列步驟
(1)為系統復位後首先判斷是否有新的設置，如果有則通過人機通道得到設定新的溫度溼度和上下限，如果沒有新設定則調用片內FLASH中存儲的最近設定；
(2)採集當前溫度溼度值，如果不滿足設定則啟動相應的調節設備；
(3)控制決策算法解決啟動設備數目最少的問題，延遲處理算法解決啟動設備次數最少的問題，可以實現節能和保護設備的要求。本發明提供了基於混合信號微控制器系列的溫度溼度測控系統設計與實現，使整個測控系統在結構簡單，成本低廉的情況下保證系統的可靠性和提高檢測精度，通過安裝較多數目的傳感器可以進一步提高測控面積和精度，適用範圍廣能夠滿足多數溫度溼度測控場合的應用。本發明的有益效果在於
(1)本系統以C8051F330混合信號微控制器為核心，充分應用單片機自身的軟硬體資源，能夠準確的測控環境溫溼度，且具有智能化、低成本、高可靠性等優點；
(2)採用中值濾波法對輸入信號進行了處理，保證了信號的準確，提高了系統的抗幹擾能力；
(3)過零觸發器接通後是從較低的電壓逐漸升至峰值電壓，具有保護線路上元件的功
倉泛;
(4)使用了F330的片內看門狗，只需要在編程時在程序段中插入改變看門狗寄存器值的語句就可以保證程序的執行，在系統死機時則會自動復位。
圖I是本發明實施例I的設計參考模型；
圖2是本發明實施例I系統的結構框 圖3是本發明實施例I的總體框 圖4是本發明實施例I的信號轉換電路；
圖5是本發明實施例I的過零觸發功能的信號輸出處理電路；
圖6是本發明實施例I的控制總圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例做進一步說明。圖I是本發明提供的設計參考模型。在工作狀態下，系統接受用戶輸入的設定狀態決定執行機構的動作並輸出驅動控制溫溼度調節設備。同時對當前狀態進行檢測經過數據修正再反饋給控制系統由此構成一個閉環的自動化控制系統，以達到自動、精確控制的目的。另外為防止溫溼度調節設備頻繁的啟停動作造成使用壽命的減少，需要加入智能延遲處理。圖2是該系統的結構框圖。圖3總體框圖。由混合信號微控制器系列的C8051F330為控制核心器件來完成的硬體系統分為信號輸入、輸出、人機界面和超限報警四大模塊，信號輸入模塊主要對溫溼度傳感器的模擬信號進行處理，採用霍尼韋爾HIH3602-A型溫溼度傳感器，信號輸入模塊需要對其信號進行降壓，濾波處理。信號輸出模塊主要輸出加降溫溼度的調節設備的控制信號，為了保護設備輸出模塊採用過零觸發的輸出機制。人機界面模塊包括了 LED顯示器和人工操作所需的鍵盤，主要用於設定需要的溫度和溼度狀態以及報警限制。超限報警模塊用於在設備故障或者其他狀況下環境狀態超過設定限制時進行報警。圖4號轉換電路。如圖O. 8-3. 9V的信號經過信號轉換電路轉換為O. 48V-2. 4V的電壓信號特徵以滿足輸入F330處理器的信號要求。霍尼韋爾HIH3602-A型溫溼度傳感器，F330微控制器集成的10位ADC其解析度完全能夠滿足這個要求。 圖5過零觸發功能的信號輸出處理電路。傳統的繼電器作為交流開關量輸出時，容易使線路的啟動電壓達到交流電壓的峰值，在頻繁的使用過程中容易造成設備的損壞，並且繼電器本身的壽命也比較短。而過零觸發器接通後是從較低的電壓逐漸升至峰值電壓，具有保護線路上元件的功能。圖6控制總圖。系統復位後首先判斷是否有新的設置，如果有則通過人機通道得到設定新的溫度溼度和上下限，如果沒有新設定則調用片內FLASH中存儲的最近設定。然後採集當前溫度溼度值，如果不滿足設定則啟動相應的調節設備。控制決策算法解決啟動設備數目最少的問題，延遲處理算法解決啟動設備次數最少的問題，以滿足節能和保護設備的要求。
權利要求
1.一種溫溼測控系統，其特徵是，該系統包括 溫溼傳感器採用霍尼韋爾HIH3602-A型溫溼度傳感器； 信號輸入，信號輸入模塊主要對溫溼度傳感器的信號進行降壓，濾波處理； 人機界面模塊，人機界面模塊包括了 LED顯示器和人工操作所需的鍵盤來設定需要的溫度和溼度狀態以及報警限制； 微控制器，控制核心器件為C8051F330混合信號微控制器,對信號輸入及人機界面模塊產生的信號進行處理； 信號輸出模塊，信號經微控制器處理後，信號輸出模塊輸出加降溫溼度的調節設備的控制信號； 超限報警模塊，在設備故障或者其他狀況下環境狀態超過設定限制時進行報警。
2.根據權利要求I所述的一種溫溼測控系統，其特徵是，基於混合信號微控制器系列的C8051F330為控制核心器件,系統分為信號輸入、輸出、人機界面和超限報警四大模塊。
3.根據權利要求I或2所述的一種溫溼測控系統，其特徵是，信號輸入模塊主要對溫溼度傳感器的模擬信號進行處理，採用霍尼韋爾HIH3602-A型溫溼度傳感器，信號輸入模塊需要對其信號進行降壓，濾波處理。
4.根據權利要求I所述的一種溫溼測控系統，其特徵是，採用F330片內的看門狗，在系統死機時會自動復位。
5.根據權利要求I所述的一種溫溼測控系統，控制執行以下步驟 (1)為系統復位後首先判斷是否有新的設置，如果有則通過人機通道得到設定新的溫度溼度和上下限，如果沒有新設定則調用片內FLASH中存儲的最近設定； (2)然後採集當前溫度溼度值，如果不滿足設定則啟動相應的調節設備； (3)控制決策算法解決啟動設備數目最少的問題，延遲處理算法來減少啟動設備。
全文摘要
本發明涉及一種溫溼測控系統，滿足多數溫度溼度測控場合的應用，該系統包括溫溼傳感器採用霍尼韋爾HIH3602-A型溫溼度傳感器；信號輸入模塊，主要對溫溼度傳感器的信號進行降壓，濾波處理；人機界面模塊，人機界面模塊包括LED顯示器和人工操作所需的鍵盤，用於設定需要的溫度和溼度狀態以及報警限制；微控制器控制核心器件為C8051F330混合信號微控制器，對信號輸入及人機界面模塊產生的信號進行處理；信號輸出模塊，信號經微控制器處理後，信號輸出模塊輸出加降溫溼度的調節設備的控制信號；超限報警模塊，超限報警模塊用於在設備故障或者其他狀況下環境狀態超過設定限制時進行報警。
文檔編號G05D27/02GK102902290SQ20121024190
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者蘇淳 申請人:太倉博天網絡科技有限公司