1、本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐精品文档整理2011 年 9 月 21 号本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐摘要：提出一种基于单片机的超声波雾化器的智能控制系统。该系统选用 AT89S52 为控制器逗号其中超声波雾化器为系统核心器件逗号可实现室内空气迅速升温、增湿逗号净化空气。实际运行情况表明逗号该系统具有温湿度实时显示及设定功能、无需人工干预温湿度自动调节逗号能实现自动进水、排水等众多功能。系统控制简便快捷逗号抗干扰能力强逗号具有十分广阔的市场前景。l 引言冬天来临逗号如何营
2、造一个舒适温暖的洗浴环境成了人们普遍关注的问题；在某些气候干燥的地区逗号保持室内湿度也是一个大问题。目前逗号市场上也有很多种类的加温加湿产品逗号但是这些产品在不同程度上存在着一些不足： (1)相对北方而言逗号南方无集中供暖设备逗号进入浴室洗浴之前人们普遍使用的如浴霸、壁挂式热吹风机等产品本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐逗号而使用浴霸加热逗号并不能从根本上提高室内空气环境的温度。并且该产品存在辐射逗号光线太强等缺点逗号长期处于该环境下逗号容易引起头晕目眩、失眠、食欲不振等现象。 (2) 根据调查逗号空气干燥逗号空气中悬浮物、粉尘过多易于
3、病菌的迅速传播逗号处于这种环境中逗号人们易感冒、皮肤过敏逗号肌体免疫力下降逗号同时体内水分也加速流失逗号皮肤显得很干燥。目前市面上的产品多为单纯的加湿器逗号不能同时解决加温加湿问题。基于此逗号采用超声波加湿器处理热水将会是一个有效的办法逗号由于水的比热相当大而空气比热很小逗号用较少的水与空气进行热交换就可以使较多量多的空气升温逗号对调节气温起着巨大的作用。而且超声波加湿器加湿强度大逗号加湿均匀逗号加湿效率高逗号节能、省电 13。为此笔者设计了一种基于超声波雾化器的智能控制系统逗号该系统是在基于快速节能的前提下逗号实现室内环境快速加温加湿逗号且具有保温保湿的作用。 1 系统结构及工作原理根据系统
4、的设计要求确定系统功能电路图如图 1 所示。图 1 中逗号以超声波雾化器为系统核心器件逗号将一定温度的热水雾化为直径 5 微米左右的水颗粒逗号实现空间迅速升温、增湿、净化空气等功能。接通电源后整机工作逗号两个温度传感器分别返回室温和水箱水温逗号湿度传感器接收空气湿度信号逗号液位传感器则返回水箱液位信号逗号同时系统检测用户是否自行设定了温湿度值逗号没有设定则调用系统默认设置。控制板即以这些信号为基准开始各项控制工作逗号首先判断室内温度逗号若温度低于系统默认值 25逗号则需要启动雾化器本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐给室内空气升温逗号启动
5、雾化器之前要检测水箱水温逗号如果水温不够高逗号则需给水加热逗号加热启动前检测水位逗号若水位在电热器件之上逗号则启动电热器件给水加热逗号水位在设定水位之下则启动进水阀加水逗号到达启动电热器件水位再启动加热逗号水箱中水的温度到达雾化设定值时逗号开始雾化逗号至此系统自动完成了雾化前的一系列信号反查的准备工作逗号随着雾化器的启动逗号室内温度和湿度都在增加逗号当到达用户设定值或系统默认值逗号雾化器停止工作逗号系统进入温湿度保持状态。当温度下降时再次启动雾化器逗号如此循环保持室内温湿度在用户设定值上。 2 硬件电路设计本系统硬件电路主要包括单片机小系统 4,5、超声波雾化器、温度测量系统、湿度测量系统、水
6、位控制电路、按键显示电路、加热电路、指示部件、控制部件 9 个电路模块。其中单片机小系统选择 AT89S52本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐即可满足该系统的要求。本节的重点在于介绍超声波雾化器和温湿度测量模块、水位控制电路和加热电路的设计。超声波雾化器用于调节空气温湿度逗号它以水为介质逗号将电能经换能器转换成机械能逗号使水产生雾状微粒逗号一般采用分体式逗号即超声波雾化头与电源和电路部分完全分离逗号便携带逗号体积小、即插即用、设有自保功能；高可靠逗号可全天候工作。雾化器电路如图 3 所示逗号电源经变压器（ AC220V）降压 (48V)
7、送桥式整流和电容滤波后给电路提供工作电压。雾化器工作电路由振荡器、换能器和水位控制电路等组成。在温度测量系统中逗号有两个温度测量点逗号一个是室内温度测量逗号温度值直接显示到控制板的数码管上面逗号实时通知用户室内温度。本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐用户可以通过感知已知的室内温度在用户面板设定想要的室内温度值逗号达到最佳的加温效果；另一个是水温测量逗号当水的温度达到雾化器启动温度范围时通知单片机可以启动超声波雾化器逗号否则雾化器停止工作并启动加热装置给水加热逗号实现热水雾化的自动控制逗号防止雾化冷水反而降低室内温度。在比较了大量测温方案
8、之后逗号决定采用集成温度测量芯片 DS18B20。在湿度测量系统中逗号湿度测量系统包括湿度传感器和 A/D 模块两部分。系统采用的湿度传感器是 CHTM-02/N 湿度传感器逗号由于该传感器输出为电压信号逗号为了形成单片机便于处理的数字信号逗号需要把湿度信号进行 A/D 转换逗号在本设计中逗号采用了美国 TI 公司生产的 10 位模数转换器 TLC1549。在水位控制电路中逗号水箱水位采用三级水位监控逗号三个探针分别位于水箱顶部逗号加热器件上方逗号水箱底部逗号顶部探针用于水箱溢出指示逗号中部探针用于检测水位是否在加热器件上方逗号以通知单片机能否启动电热器件逗号底部探针用于指示水箱是否有水逗号该
9、功能为附加功能指示。当进水管电磁阀打开逗号水箱开始进水逗号各探针即检测各自水位逗号实现进水逗号排水逗号加热逗号雾化等一系列自动控制。结构图如图 3。本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐在加热电路中逗号本设计中电热器的启动或停止完全由单片机自动控制逗号温度传感器返回的水温如果达到了雾化器的启动温度逗号电热装置则待命逗号一旦温度下降逗号雾化器停止工作逗号随即启动电热装置给水加热逗号当达到程序设定的温度值时自动停止加热逗号按照室温决定是否启动雾化逗号如此循环逗号保证整个系统有序工作。 3 软件设计在本设计中逗号主程序调用了 8 个子程序逗号图
10、4 为主程序结构图。图 4 中逗号其中各子程序的功能如下：（1）数码管显示程序：向数码的显示送数逗号控制系统的显示部分。(2) 键盘扫描电路及按键处理程序：实现键盘的输入识别逗号软件消抖及控制相应的程序。(3) 温度信号处理程序：对两个温度芯片送过来的数据进行处理判断逗号控制单片机进行分布控制和显示。(4) 湿度信号处理程序：对湿度传感器送过来的数据进行处理并送显示。(5) 液位控制程序：接收探针送过来的三个液位信号并以此为标准去控制相应的执行器件。(6) 室温、水温及湿度继电器控制程序：接收相应的信号控制继电器动作。本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-772
11、3188 刘雨桐4 运行情况 统外观平面图如图 5。系统设计为方形以便于放置逗号中间加入了隔板保护左端电路部分逗号防止其所处空间湿度过大影响系统正常工作。将本系统与现今流行的加热加湿类产品列表对比如下逗号其系统功能比较见表 1。从表 1 中可以看出逗号超声波加热加湿器相对于现有类似产品来说具有更好的推广价值。本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐5 结语笔者设计的基于超声波的智能调节控制系统通过超声波将热水雾化逗号实现了室内的快速升温以及加湿的作用逗号可广泛应用于浴室、厅堂的空气调节等方面逗号相对于常用的恒温恒湿空调机逗号单台机器相比便宜了
12、近 9000 元逗号可产生巨大的经济效益。本文作者创新点：提出一种基于单片机的超声波雾化器的智能控制系统。该系统选用 AT89S52 为控制器逗号其中超声波雾化器为系统核心器件逗号可实现室内空气迅速升温、增湿逗号净化空气。且该系统具有温湿度实时显示及设定功能、无需人工干预温湿度自动调节逗号能实现自动进水、排水等众多功能。参考文献： 1 孙晓霞超声波雾化喷嘴的研究进展 M北京：电子工业出版社逗号 2004 2 周国雄逗号夏国荣逗号周凯逗号等基于无线数据收发原理的自动报站系统 J微计算机信息逗号 2008 逗号 24（1-1）：179-181 3蒋辉平逗号周国雄单片机原理与应用设计 M北京：北京航空航天大学出版社逗号 2007
