一種小型溫濕度監(jiān)測控制與火警報(bào)警的集成裝置

劉沂林　鄧有為

摘? 要：本文介紹了一種小型溫濕度監(jiān)測控制與火警報(bào)警的集成化裝置，能有效對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行快速降濕作用，對(duì)物品有效保護(hù)。其中包括控制部分和工作機(jī)械部分，利用高精度的溫度濕度傳感器與紅外煙霧報(bào)警器實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對(duì)過濕過溫的情況，進(jìn)行快速高效的調(diào)節(jié)，并設(shè)有物聯(lián)網(wǎng)模塊以實(shí)現(xiàn)快速遠(yuǎn)程報(bào)警。該作品實(shí)現(xiàn)了無人化、集成化、全自動(dòng)化的高準(zhǔn)確性控溫控濕功能，解決現(xiàn)有情況下對(duì)小空間控溫控濕的技術(shù)問題，節(jié)省人力物力。

關(guān)鍵詞：溫濕度監(jiān)測控制、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化、控溫控濕

一、背景和意義

由于華南地區(qū)過度潮濕極易導(dǎo)致小空間內(nèi)濕度急劇上升，對(duì)局部環(huán)境溫濕度控制的需求逐步走進(jìn)大眾視野，對(duì)于一些重要文件的保護(hù)它起到了至關(guān)重要的任務(wù)。伴隨著現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，溫濕度的控制設(shè)備也需要不斷革新。

日常生活中，對(duì)大多數(shù)存放文件的地方保護(hù)并不完善，以文件柜和檔案室內(nèi)為例，尤其是在南方地區(qū)檔案室內(nèi)空氣不流動(dòng)，濕度增加導(dǎo)致文件損壞，容易丟失重要文件。目前市面上主流保護(hù)產(chǎn)品為大型的空調(diào)系統(tǒng)可以為室內(nèi)整體環(huán)境的溫濕度進(jìn)行有效的控制，但大型設(shè)備的安裝需要預(yù)留足夠大的空間，對(duì)于已長時(shí)間建成的檔案室來說對(duì)墻體進(jìn)行改造成本高，耗時(shí)多，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，后期維護(hù)復(fù)雜。

二、總體設(shè)計(jì)原理與方案

2.1工作原理

首先通過傳感器1實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境中的溫濕度，當(dāng)檢測值超過所設(shè)定的閾值之后發(fā)送信號(hào)給離心風(fēng)機(jī)，從設(shè)計(jì)好的送風(fēng)風(fēng)道出風(fēng)，利用檢測器2，測量吸入風(fēng)機(jī)的空氣的濕度，通過檢測器3，測量風(fēng)機(jī)吹出的空氣的濕度，形成對(duì)比收集數(shù)據(jù)，直到當(dāng)檢測器1所測的環(huán)境濕度降低到設(shè)定的閾值以下時(shí)離心風(fēng)機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)并保持待機(jī)狀態(tài)，等待下一次觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)紅外煙霧報(bào)警器也在持續(xù)監(jiān)測環(huán)境煙霧狀況，當(dāng)溫升超過閾值或有不明氣體泄露，紅外傳感器會(huì)立刻發(fā)送數(shù)據(jù)給核心控制板，并進(jìn)行自主判斷，并進(jìn)行以短信或者電話的形式發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

2.2總體設(shè)計(jì)

2.2.1軟件方面

以STC89C51單片機(jī)作為核心控制單元，使用C語言編寫程序。主要利用DHT22溫濕度傳感器，紅外光電煙霧傳感器，102540-3.7V聚合物鋰電池，5V離心風(fēng)機(jī)等電子元件。利用模塊化編程設(shè)計(jì)與實(shí)物進(jìn)行組裝結(jié)合，降低后期維修成本，優(yōu)化電池使用效率延長續(xù)航時(shí)長，通過SIM800C-GPRS物聯(lián)網(wǎng)模塊的GSM無線通信與NRF-LNA無線天線配合，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化監(jiān)測與異常值遠(yuǎn)程報(bào)警功能，配有OLED顯示屏，使用IIC通信接口實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與電量的可視化。

2.2.2硬件方面

本產(chǎn)品利用ABS塑料密封式防水盒作為外殼，盒內(nèi)分為兩層，上層為溫濕度以及煙霧傳感器監(jiān)測區(qū)、離心風(fēng)扇風(fēng)道區(qū)、鋰電池供電區(qū)、并設(shè)有專用數(shù)據(jù)傳輸通道與控制器連接;下層為核心電路控制電路板與防水層。所述裝置內(nèi)包括3枚DHT22高精度溫濕度測量傳感器，一枚紅外光電煙霧傳感器，一個(gè)5V 0.15A的靜音離心風(fēng)扇，一塊2700mah聚合物鋰電池，以及一塊核心控制電路板。所述離心機(jī)送風(fēng)風(fēng)道與離心機(jī)出風(fēng)口緊密貼合并通過螺釘固定連接，設(shè)有專用供電通道。所述裝置在外殼下方設(shè)有可接轉(zhuǎn)換為dc電源的適配器接口，與讀取數(shù)據(jù)的MicroUSB接口，以便數(shù)據(jù)讀出后進(jìn)一步分析。所述裝置設(shè)計(jì)的盒蓋是整體可分離式的，以實(shí)現(xiàn)鋰電池的快速更換。

三、結(jié)束語

本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體積小巧美觀，可適應(yīng)多種場合，設(shè)備續(xù)航時(shí)間長，可視化程度高，操作簡單易懂，模塊化安裝，高精度監(jiān)測，全自動(dòng)化控制，無人化管理，自主式報(bào)警，具有火災(zāi)溫度煙霧報(bào)警，最大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的保護(hù)，大大降低的人力成本，板產(chǎn)品制作成本低，后期維修成本低，故障率低，推廣后需求量大，市場規(guī)模較大，可以提高辦公的使用感。

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