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一种智能温湿度控制器的设计
一种智能温湿度控制器的设计
方 严 方小燕
(江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405)
摘 要:介绍了一种智能温湿度控制器的设计方法及应用,最多实现三路温湿度的测量与控制;结合RS485
总线技术及上位机软件,可实现数据及状态信息远传,满足低压配电智能化及网络化发展的需求。
关键字:SHT11,STC89C58RD+,温湿度控制,RS485
0 引言
随着电力系统规模越来越大、电压等级越来越高,供电可靠性也要求更加严格。供配电设备环境的温
度、湿度是影响设备运行的重要因素。温度过高会加速仪器设备元器件老化,缩短其使用寿命,甚至直接
导致设备损坏;低温、潮湿,设备表面产生凝露则有可能发生爬电、闪络等事故。
基于以上考虑,在中高压开关柜、箱变、端子箱等供配电设备中进行温度、湿度控制是十分必要的。
本文将介绍一种WHD型智能温湿度控制器的设计方法,最多实现三路温度、湿度的测量与控制;结合RS485
总线技术及上位机软件,可实现数据及状态信息远传,满足低压配电智能化及网络化发展的需求。
1 硬件电路设计
1.1 硬件设计的总体思路
硬件系统以单片机为核心,按功能可划分为:电源供电、温湿度测量、控制输出、人机对话以及通讯
五个部分,如图1所示。
电源供电电路将AC220V或其他类型辅助电源转化为系统工作所需的直流电源。单片机将传感器测得的
温湿度值进行比较、处理,确定输出控制部分继电器的工作状态,并显示和发送温湿度数值及输出控制部
分的工作状态信息。人机对话部分具有按键信息录入功能,用户可根据实际情况,通过按键编程设置系统
的工作参数。
1.2 硬件的具体电路及原理
核心器件单片机选用STC公司的STC89C58RD+型单片机,它是一款兼容51内核的增强型8位机,片上资
源丰富,抗干扰能力突出。STC89C58RD+(D版本)支持6时钟/机器周期,内含32K字节用户程序空间,片
上集成1280字节RAM,16K字节EEPROM空间;支持ISP/IAP功能,无须专用编程器;片上还集成了看门狗
电路及MAX810专用复位电路。
温湿度的测量选用SENSIRION公司开发的数字式温湿度一体传感器芯片SHT11。该传感器可同时测温
度、湿度,并提供全程标定的数据输出,所以使用该传感器既可以降低硬件成本,又方便了整机测试。其
技术参数如下表所示:
温度参数:
参数 条件 典型 单位
分辨率 0.01 ℃
精度 0~60 ±1 ℃
量程范围 -40~120 ℃
湿度参数:
参数 条件 典型 单位
分辨率 0.03 %RH
精度 20%~80% ±3 %RH
量程范围 0~100 %RH
该传感器与CPU之间的通讯采用二线制方式,即DATA(数据)线和CLK(同步时钟脉冲)线。测量三
路温度、湿度时,CPU与传感器的连接电路如图2所示。CPU通用I/O口中的P1.0和P1.1,P1.2和P1.3,
P1.4和P1.5分别与三路温湿度传感器SHT11连接,其中P1.0、P1.2、P1.4分别作为各路通讯的DATA(数据)
线,P1.1、P1.3、P1.5分别作为各路通讯的CLK(同步时钟)线,DATA线需外加10KΩ的上拉电阻将信号提
高至高电平(详情请参考SHT11数据手册)。实际使用时,传感器与控制器之间(即图中虚线部分)以屏蔽
线连接,经验证,CPU与传感器之间的最大通讯距离为10米。如果使用74HC245或其他芯片提高I/O口的驱
动能力,可增加通讯距离,但会降低系统的抗干扰性能,因此不予采纳。
系统采用LED数码管显示温度、
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