圖書館智能溫濕度控制系統的研究

薛娓娓，馬惠鋮，李娣娜

（延安大學西安創新學院，陜西 西安 710100）

圖書館智能溫濕度控制系統的研究

薛娓娓，馬惠鋮，李娣娜

（延安大學西安創新學院，陜西 西安 710100）

文章就現階段圖書館溫濕度控制存在的問題，提出了基于無線溫濕度采集的智能溫濕度控制系統的設計方案，采用閉環控制保證該系統運行可靠，在智能化管理和節能減排方面有一定的實際意義。

圖書館；溫濕度傳感器；ZigBee；無線通信

圖書館在高校里的地位非常重要，一方面，它可以館藏數量巨大的各類書籍資料；另一方面，它為學生、教師、科研人員提供汲取知識，提高自身素質的場所。現階段各個高校都在積極改善圖書館的軟硬件，增加藏書種類和數量、補充電子閱覽資源、引入先進設備和系統，實現智能化圖書館。

依據相關標準，保證圖書館藏書和電子資源的保存質量時，溫度應控制在14℃～24℃范圍內，濕度控制在45%～60% RH；保證閱讀者舒適閱讀環境時，溫度應控制在22～25℃范圍內，濕度控制在40%～60% RH。現階段圖書館溫濕度調節主要由圖書館工作人員控制中央空調來實現，該方式存在過多的個人主觀因素，使得整體溫濕度控制效果不理想且資源浪費嚴重。

針對現階段圖書館溫濕度控制中存在的問題，文中給出基于無線溫度采集的智能溫濕度控制系統，并引入閉環控制系統使系統運行可靠，真正實現圖書館溫濕度智能控制。

1 智能溫濕度控制系統

智能溫濕度控制系統框圖如圖1所示，由分布在藏書區和閱讀區內的溫濕度采集模塊、協調器模塊、PC上位機、控制器模塊和中央空調組成。溫濕度采集模塊將分布在各點的溫濕度信息采集并以ZigBee方式傳送至協調器模塊，協調器模塊一方面將實時采集來的信息以RS232總線方式傳送給PC上位機用于實時顯示，一方面根據PC上位機送來的數據處理后以ZigBee方式傳送給控制器模塊控制中央空調的工作狀態，整個系統實現了閉環控制，可靠性高。

圖1 溫濕度控制系統框圖

1.1 溫濕度采集模塊

溫濕度采集模塊框圖如圖2所示，溫濕度傳感器選用奧松電子的AM2302，能同時采集溫度和濕度信息并數字化后單總線輸出，電路設計簡單，可用其系列傳感器DHT11或DHT12替代。選用TI公司的CC2430芯片作為無線通信模塊，該芯片在單個芯片上整合了ZigBee射頻前端、內存和微處理器，使數據以ZigBee方式傳送至協調器模塊。

圖2 溫濕度采集模塊框圖

1.2 協調器模塊

協調器模塊框圖如圖3所示，選用宏晶科技增強型51單片機STC12C5A60S2系列，運行速度快且帶有雙串口，連接串口1通過電平轉換器接PC上位機，連接串口2至無線通信模塊。

協調器模塊接收從傳感器模塊采集來的數據，處理后以RS232總線方式傳送給PC上位機顯示，為實現數據實時準確顯示，要求協調器有很高的運行速度，所選單片機能滿足要求。其次就是接收控制者通過PC上位機傳來的控制信號，對信號進行處理送給控制器模塊，實現溫濕度的個性化定義及報警參數的設置等，處理后通過無線通信模塊以ZigBee方式送到控制器模塊，調節中央空調的工作狀態。

圖3 協調器模塊框圖

1.3 控制器模塊

控制器模塊框圖如圖4所示，控制器模塊仍用TI公司的CC2430芯片作為無線通信模塊，以ZigBee方式接收從協調器模塊送來的數據并傳送至執行器。執行器和中央空調相連接，通過接收來的數據完成電磁繼電器的動作，進而自動調節中央空調的開和關、制冷或制熱、加濕或去濕等操作，實現溫濕度智能控制。

圖4 控制器模塊框圖

1.4 PC上位機、中央空調

PC上位機上建立友好的人機交互界面，一方面顯示協調器模塊送來的溫濕度信息，進行實時監測并顯示；另一方面提供簡單易操作的交互界面，使操作者根據特殊情況設置溫濕度范圍，并能將數據通過協調器模塊送至控制器模塊管理中央空調的工作組態。VB程序設計語言在界面設計功能上優點突出，開發流程簡單，技術成熟，適合本系統PC上位機系統軟件的開發。

系統中的中央空調里有常規的中央空調組，主要完成溫度控制，完成制冷制熱去濕的選擇；還有加濕器組，和中央空調結合實現濕度控制。

2 結語

智能溫濕度控制是圖書館智能化的一個重要標志，不但能體現館藏水平，還能在節能減排工作上取得一定的效果。文中強調圖書館在高校中的地位，闡述現階段圖書館溫濕度控制存在的問題，給出基于無線溫濕度采集的智能溫濕度控制系統。由于采用了閉環控制保證系統運行可靠，其在智能化管理和節能減排方面有一定的實際意義。

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Research on intelligent temperature and humidity control system of library

Xue Weiwei, Ma Huicheng, Li Dina
（Xi’an Innovation College of Yan’an University, Xi’an 710100, China）

Aiming at present temperature and humidity control problems of library, this paper puts forward a design scheme of intelligent temperature and humidity control system based on wireless temperature and humidity acquisition, closed loop control method is adopted to ensure the reliable operation of the system, has a certain practical meaning in the aspects of intelligent management and energy saving and emission reduction.

library; temperature and humidity sensor; ZigBee; wireless communication

項目名稱：延安大學西安創新學院教學科研培育項目；項目編號：2016JXKY-21。

薛娓娓（1982— ），女，陜西咸陽，講師；研究方向：電子技術，單片機應用。