浴室濕度控制系統的研究

孫紅艷，張 鵬

（徐州機電工程高等職業學校 信息工程系，江蘇 徐州 221011）

隨著人們生活水平的提高，浴室成了一個品位提升的放松場所。浴室內裝修豪華，但其密封性越好，水汽多時越容易使人感到不舒服;并且過多的水汽，加上通風不好，對浴室的裝修材料以及其中的家具、用具的使用壽命也有很大影響。通常在公共浴池中，當有人感覺不舒服時，還得去叫管理員開排風扇；在自家浴室里開排風扇，有時忘記將其關掉，既耗電又容易出現事故。本文設計了一個浴室濕度控制系統，控制浴室濕度值在一個適合的范圍內。通過單片機控制濕度傳感器，對濕度值進行監控，然后與設定值進行比較，以采取不同的措施控制排風扇的風速。同時，具有高報警功能，直到濕度值下降到設定值以下，則報警器停止，排風扇停止轉動。通過串口與電腦連接，可以實時設置參數，實現浴室溫度的智能調節。

1 系統的硬件設計

浴室濕度控制系統的硬件設計主要包括以下幾個模塊：AT89S51單片機模塊、數據采集模塊、報警模塊、顯示模塊、排風扇控制模塊、指示燈模塊、按鍵模塊以及電源模塊[1]，如圖1所示。

圖1 濕度控制硬件組成

濕度控制系統主要通過傳感器采集數據，將數據送到單片機進行分析處理并顯示,然后與設定值進行比較，進而實現排風扇的風速調節和報警功能；按鍵與指示燈共同組成工作狀態與設定值的狀態切換和指示；RS232接口通過串口與電腦連接；顯示模塊用來顯示濕度值和設定值。

圖2 濕度數據采集原理

1.1 濕度數據采集

濕度數據主要通過濕度傳感器來采集，本文采用的是濕敏電阻型傳感器。濕敏電阻器是一種采用有機高分子材料的新型濕度敏感元器件，具有感濕范圍寬、響應迅速、抗污染能力強、無需加熱清洗及長時間使用性能穩定可靠等諸多優點。濕敏電阻隨濕度的增加，其阻值變小[2]。

根據濕度不同，電阻發生變化，則經過555觸發電路輸出的頻率信號變化。該信號經過光耦的光電隔離，然后通過放大電路輸出，送到AT89S51單片機的P3.4口。溫度數據采集電路如圖2所示[3]。

1.2 設定值設定模塊

通過濕度設定，可將浴室的濕度控制在一定的范圍內，使人感覺舒適，同時延長浴室建筑材料以及家具的使用年限。模塊設定主要通過鍵盤和電腦進行設置，當濕度變化較小時，可以通過鍵盤進行設置，按鍵1切換到設置狀態，通過按鍵3增加濕度，按鍵4減少濕度；當洗澡中或洗澡后濕度過大時，可以通過電腦快速設置報警值，方便快捷。

1.3 顯示模塊

濕度值顯示主要通過四位數碼管顯示，本文采用SM420501 4位共陰數碼管，電路如圖3所示[1]。

圖 數碼管顯示原理

1.4 濕度報警控制模塊

當濕度值超過設定的初始值時，蜂鳴器開始報警，且直流電機開始轉動，帶動排風扇轉動除濕。當濕度值較小時，風速較小；當濕度值較大時，風速開始變大；當室內濕度降到設定值時，報警消除，電機停止轉動。報警電路(如圖4所示)接到AT89S51單片機的P2.5口，控制排風扇電路(如圖 5所示)接到 P2.4口[5]。

2 系統的軟件設計

本設計系統主要通過單片機來控制，編程語言通過單片機C程序來實現[5]，主要實現數據采集、數據比較處理以及使單片機執行相應的措施。主程序流程圖[6]如圖6所示，設置流程圖如圖7所示。

本設計通過單片機控制浴室內的濕度，能夠實現根據環境濕度智能調節排風扇的開啟與關閉及其轉動風速，體現了控制系統的優越性。根據現場環境選擇合適的設定值，可手動和電腦設置，方便快捷。本設計能夠很好地解決浴室中濕氣過大的問題，給人提供舒適的洗澡環境，同時保障設備在干燥的環境下正常運行，延長其使用年限和保持美觀，因此有很好的實用價值。

圖6 主程序流程圖

圖7 參數設置流程

[1]萬隆.單片機原理與應用[M].北京:清華大學出版社，2010.

[2]徐天華，石星軍.第三屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C].重慶：[出版者不詳]，1998.

[3]陳貴銀.單片機原理及接口技術[M].北京：電子工業出版社，2011.

[4]羅學恒.單片機實踐與應用[M].北京:電子工業出版社2010.

[5]陳桂友，柴遠斌.單片機應用技術[M].北京:機械工業出版社，2008.

[6]劉坤.51單片機 C語言應用開發技術大全[M].北京:人民郵電出版社，2008.