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基于SHT21傳感器的智能加濕器設計
2017年10月20日 09:58 中國干燥設備網
[br]  基于SHT21傳感器的智能加濕器設計陳善為,梁美平,王遠,吳娜娜,張乘(寶雞文理學院教育學院,陜西寶雞721016)統。系統由濕度采集、中央控制、顯示輸出和加濕控制4個部分組成,利用89C51單片機對SHT21采集的數據進行處理,系統依據處理后的數據對加濕過程進行控制,同時把數據反饋給顯示裝置進行可視化輸出。測試結果表明,加濕器系統能及時、準確的測量環境溫濕度數據,并根據系統預設值,控制加濕器正常工作,實現加濕器智能濕度控制的目的。[br]  加濕器在曰常生活中的應用非常廣泛,目前,市場上的加濕器以熱加濕型、風機加濕型為主,這類加濕器的工作原理主要是通過蒸發水來緩解空氣干燥度或是使用個強吸水性物品來先吸收水分,同時讓風機不斷強制循環空氣來帶走水分,散發到空氣中,達到加濕的目的m.但這類加濕器需要人工操作,并且欠缺智能化、人性化等方面的設計考慮。隨著傳感技術、計算機技術的發展,人性化、智能化以及高精度是未來加濕器發展的主導方向0.本文設計了一種基于SHT21傳感器的智能加濕器。該模型運行穩定,工作正常,能夠在小范圍空間內,實時準確的測量濕度數據并按預設值自動控制加濕過程,具有人性化、智能化等優點,是種理想的智能加濕模型。[br]  1設計原理為智能加濕器的系統原理圖,如圖所示,加濕器主要由4部分構成,分別為濕度采集部分、中央控制部分、顯示部分和加濕控制部分。其中中央控制部分又分為濕度測量和濕度處理。在加濕器開機并系統初始化之后,首先由中央控制部分的單片機向SHT21發送指令,SHT21通過濕度傳感器和溫度傳感器產生溫濕度信號,經過初步濾波,信號被發送給中央控制電路的單片機,單片機負責對溫濕度信號進行放大、測量、A/D轉換等工作,轉換后的數據再發送給加濕控制電路,控制加濕器按設定參數工作,同時把數據反饋給顯示裝置進行數據的可視化處理,終達到對環境進行智能加濕的目的。[br]  基金項目:2014地方高校大學生創新訓練計劃項目(201410721023);2014陜西省教育廳資助項目(14K1021)系統原理圖(b)引腳功能劃分2系統硬件設計智能加濕器的硬件控制主要由4部分構成:濕度采集、中央控制、顯示輸出、加濕控制。[br]  1)濕度采集部分的核心構件為SHT21傳感器。[br]  該傳感器能夠對環境的溫度和濕度進行監測,濕度精度±2(相對濕度20~80),溫度精度±0.3°C(環境溫度25~42°C)H.傳感器經過標定,既能提供I2C數字接口,也能提供PWM模擬輸出模式。因為數字通信可大大降低功耗,在正常工作狀態下,功耗可在3W以內,在延長測量間隔的情況下,功耗還可進一步降低。因此實際使用SHT21過程中,都是配合A/D電路進行數字化信號轉換。除此之外,SHT21的分辨率還可以通過指令進行8/12bit到12/14bit的改變,便于檢測電量狀態,同時輸出校驗和,有助于提高通信的可靠性。[br]  SHT21引腳排列如所示:GND?接地端;DATA?雙向串行數據線;SCK?串行時鐘輸入;VDD?0.4~5.5V電源端。SHT21通過SCK與DATA端與中央控制部分進行數據通信。[br]  2)中央控制部分主要由89C51單片機構成,89C51的典型引腳結構如所示。[br]  現與89C51控制器的同步串行數據傳輸。其它外圍電路方面,9C51控制器的P0引腳為1個8位漏級開路雙向I/O口,系統將P0引腳與顯示輸出部分連接,實現數據的可視化控制高操,羅小華,鐘雪倩?;诟咝阅蹻PGA的智能加濕器設計。江南大學學報:自然科學版,2011,10(5):547-550.蔡駿。多功能室內小型加濕器研究。南昌大學,2012:35-37.朱海星。加濕器工作原理簡介。物理教師,2006,27(10):52-53.(下轉第103頁)0.59.顯然二級配置結果符合經濟評價標準;Y3不符合,放棄。根據公式(5),(6)得配置組合的優度S =.80,S\"=0.78,符合技術經濟綜合評價標準。用中的功能模塊組合和中的零部件組合共同構成的產品配置清單(,)即是滿足客戶基本功能需求并且在控制制造成本的同時盡量滿足客戶魅力期望需求的優配置方案。[br]  表4零部件成本價目表項目價格/元項目價格/元專利磁力剎車不銹鋼齒輪標準磁力剎車黃銅齒輪石墨機身國產軸承鈦合金機身日本軸承鎂鋁合金線杯瑞典軸承鈦合金線杯4結語本文通過引入分級配置的方法,研究了產品快速配置設計方法,具體有如下特點:對具有較多功能模塊和可選零件選項的產品具有廣泛的適用性;具有自我完善性,人工調整環節可以擴展配置單元數據庫,提高系統可配置范圍;對于結構復雜、可配參數多的產品,可在不損失配置精準度的同時進一步降低配置BOM的復雜度,提高配置效率;在配置過程中考慮經濟因素,提高了產品的市場競爭力;工程智能化應用前景廣闊,將產品配置設計與虛擬樣機技術結合可以快速高效的對企業訂單作出響應,降低產品研發成本。[br]
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