随着现代家庭生活水平的不断提高，使家居主人感觉舒适，需要对家居的温度、湿度、光照强度等进行检测，并实现自动控制，以提高家居环境的舒适度．本文介绍的温度、湿度和光照强度进行实时控制，并可将温度值在0～50℃、湿度值在20%～98%RH(相对湿度)、光照强度等级之间任意设定，由执行机构控制温度、湿度、光照强度满足预定设置，设有报警提示功能，同时该系统带有键盘、显示、日历时钟等功能．
1系统框图
系统主要由单片机模块、光照强度等级检测模块、温湿度检测模块、日历时钟模块、键盘模块、显示模块、声光报警模块、执行机构控制模块和电源模块组成，其整体框图，如图1所示．
该监测控制系统的功能主要是根据传感器测量的数据与设定值相比较，单片机系统通过指令控制继电器的开关来控制执行设备的开启和关闭，室内主人可以通过键盘设定温度和湿度的范围，显示模块用于实时显示当前测量的温度和湿度、光照强度等级以及日历时钟．
2系统主要硬件电路设计
单片机数据采集系统是由单片机最小应用系统、温湿度测量电路、日历时钟电路等组成，如图2所示．
2．1单片机最小系统
采用单片机AT89C52、复位模块、时钟模块、键盘模块和显示模块组成，其中复位模块、时钟模块和单片机AT89C52构成最小应用系统;键盘模块采用独立式键盘接口，当某一按键闭合时，相应的I/O数据线变为低电平，这样通过键盘上的高低电平来检测有无按键被按下，读入相应的数值，用于设置室内温度、湿度范围;显示模块采用图形液晶显示模块TM240128D，用于实时显示当前温度、湿度、光照强度等级以及当前的日历时钟．
2．2温湿度测量电路及控制电路
作为测量温湿度电路，主要采用了先进的数字式温湿度传感器SHT15对温湿度信号进行采集及处理，实现对环境温湿度的智能控制功能．SHT15是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，将湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、I2C线接口全部集成于一个芯片上，具有全校准相对湿度及温值输出，I2C总线数字输出接口，露点值计算输出功能，免围元件，湿度值输出分辨率为l4位，温度值输出分辨率为12位，可编程降至l2位和8位，CRC数据传输校验功能，片装载的校准系数可保证100%的互换性．SHT15与单片机的接口电路为:GND为接地端;DATA为双向串行数据总线;SCK为串行时钟输入端;VDD为电源端，范围为2．4～5．5 V;NC为空管脚．温湿度传感器将采集的温度、湿度转换为数字信号，这些数字信号与相应的给定的数值进行比较，单片机发出相应的控制信号控制加湿装置、去湿装置、加温装置、降温装置等执行设备的动作，实现对室内温度、湿度的控制．
2．3光照强度测量电路及控制电路
作为测量光照强度电路，主要采用光敏电阻．光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件．它在光线的作用下其阻值往往很小．在黑暗的环境里，它的电阻值很高．当受到光照时，光敏电阻阻值下降．光照愈强，阻值越低．入射光消失后，光敏电阻的阻值逐渐恢复原值．在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换．
当光照强度检测电路中，发光二极管LED1、LED2、LED3均不发光时，表示光照强度暗;发光二极管LED1发光、LED2、LED3均不发光时，表示光照强度弱;发光二极管LED1、LED2均发光、LED3不发光时，表示光照强度中;发光二极管LED1、LED2、LED3均发光时，表示光照强度强．当阳光照到光敏电阻上，光照等级自动增强时，单片机发出相应的控制信号，控制电动机正转，将窗帘自动拉合;当光照等级自动变弱时，单片机发出相应的控制信号，控制电动机反转，将窗帘自动拉开．
2．4日历时钟电路
作为日历时钟电路，主要采用了Dallas公司生产的串行实时时钟芯片DS1302，DS1302具有实时时钟和静态RAM，采用串行通信，可方便地与单片机接口．DS1302是Dallas公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路．提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式．DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到3个I/O线:复位端、数据线I/O、串行时钟SCLK．
3软件设计
本系统软件设计是从主程序、温湿度处理部分、光照强度处理部分、键盘功能设置、TM240128液晶显示、执行机构控制等几个方面进行具体描述的．整个程序的思路是:主程序以“测量温湿度、光照强度———处理温湿度、光照强度———查询键盘———执行机构控制”进行着，定时器1定时时间到了，保护现场，进行数据显示，之后恢复现场，中断返回，继续回到主程序．主程序流程如图3所示．
主程序的主要功能:
负责温湿度、光照强度和日历时钟的实时显示和设定温湿度、光照强度上限与下限的预期值，使实时温湿度、光照强度与预期值进行比较，当实时温湿度、光照强度低于下限值时，控制加温装置、加湿装置和电动机反转拉开窗帘;当实时温湿度、光照强度高于上限值时，控制降温装置、去湿装置和电动机正转拉合窗帘;当实时温湿度、光照强度不在预期值范围内时，相应的指示灯会亮，同时发出报警信号．
键盘功能设置:
键S1第一次按下要进行修改预期值，然后再按下键S2、键S3或键S4进行参数设置操作，设置完成后，再按下键S1表示参数设置成功．键S2按下进行对哪个参数进行设置．键S3和键S4按下进行相应的加1或减1操作．当先按到键S2、键S3或键S4时前状态继续进行，数据显示也不会发生改变．
温湿度程序设计:
温湿度程序设计中，包含了以下子程序:写程序、读程序、传输启动程序、复位程序、计算及修正温湿度值程序．
4结论
按照本设计方法制作的控制系统具有精度高，稳定性好，反应灵敏，成本低等特点，也适用于温室或者暖房的温度、湿度、光照强度的调节．
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只看楼主 我来说两句 抢板凳