倉庫溫度與濕度自動控制系統設計

倉庫是用于存放物品的場所，通風以及溫度、濕度的監測是倉庫重要條件，它直接影響到儲備物資的使用壽命和工作可靠性。現實生活中，溫、濕度的測量和控制在紡織工業、林業、化工以及氣象觀測等領域中也同樣有著廣泛的應用。傳統的溫、濕度測量方法采用測試器材，通過人工進行檢測，這種人工測試方法費時費力，因而有必要研制倉庫的自動溫、濕度控制系統，以便實時檢測倉庫的溫、濕度，并根據所測的數據控制加濕器、空調器等設備的運行，確保倉庫有合適的溫、濕度環境。
這里提出的倉庫溫濕度自動控制系統是為某民用倉庫設計的，可實時檢測倉庫的溫濕度，根據檢測結果對溫、濕度加以控制，同時還具有在線修訂溫、濕度控制上下限，溫、濕度顯示和報警功能，并可向主控室傳送數據。

1 系統硬件組成
系統采用AT89S51為主控制器，由鍵盤電路，溫、濕度檢測電路，看門狗電路，溫、濕度控制電路，顯示電路，通信電路等組成，系統硬件框圖如圖1所示。AT89S51內含有4 KB的E2PROM，無需外擴存儲器。

系統通過溫、濕度傳感器檢測環境的溫度值和濕度值，將環境的溫度和濕度轉換成數字量，并將結果傳送給單片機，通過數碼管顯示。單片機利用鍵盤設置環境溫度和濕度的最大值和最小值，并將檢測的當前值和預設的最大值和最小值作比較，根據比較結果單片機做出相應的判斷，以控制輸出繼電器的工作狀態，執行相應的控制操作，從而實現對環境溫、濕度的檢測和控制，還可與上位機(PC機)通信，實現溫度、濕度的打印、分析等功能，系統采用串行通信，單片機的TXD和RXD通過MAX485與上位機相連。本系統可設定溫度范圍為O～80 ℃，可設定濕度范圍為0％～99％RH。
1．1 看門狗復位電路
看門狗復位電路采用微處理器監控器DSl232。DSl232采用8引腳DIP封裝，具有性能可靠、使用簡單、價格低廉的特點，在單片機產品中能夠提高硬件的抗十擾能力。DSl232具有如下功能：微處理器掉電或電源電壓瞬變降低時可自動復位微處理器；在微處理器失控狀態下可以停止和重新啟動微處理器；精確的5％或10％電源供電監視。DSl232內部集成有看門狗定時器，當DSl232的周期輸入ST端在設置的周期時間內沒有有效信號到來時，DSl232的RST端將產生復位信號。這一功能對于防止由于干擾等原因造成的微處理器死機是有效的。看門狗定時器的定時時間由DSl232的TD引腳確定。本系統中TD接地，定時器時間為150 ms。P1．0接DS1232，為其提供周期輸入信號。RST輸出信號反向后接單
片機外部中斷INT0。
1．2 溫、濕度檢測電路
溫、濕度檢測電路由溫度傳感器、濕度傳感器、LM324型運算放大器、ADC0809型A／D轉換器等構成。溫度與濕度傳感器將溫度及濕度值變成電信號，通過放大器使得信號在A／D轉換器的量程范圍內放大，在單片機的控制下，A／D轉換器完成信號的A／D轉換，然后將轉換后的數字信號送入單片機進行數據分析與處理。
溫度傳感器選用AD590。AD590是電流輸出型的集成溫度傳感器，具有較強的抗干擾能力，適合遠距離測量，其工作電壓范圍較寬(4～30 V)，測溫范圍為-55～150℃，輸出電阻較大，長導線上的壓降一般不影響測量精度，因此不需要專門的溫度補償電路。流過AD590的電流等于所處環境的熱力學溫度系數。
濕度測量采用IH3605，IH3605是一種電容式濕度傳感器，其內部集成有信號調理電路，具有精度高、線性度好、互換性強及輸出電壓范圍大等優點。其測量濕度范圍為0～100％RH，固有精度為2％RH，工作溫度范同為-40～+85℃，工作電壓為4～5．8 V，它的輸出電壓是供電電壓、濕度、溫度的函數。電源電壓升高，輸出電壓將成比例升高。在實際應用中，可通過以下步驟計算出實際的相對濕度值。
1)計算在25℃條件下的相對濕度值：

式中，u0為傳感器輸出電壓值，Vcc為傳感器供電電壓值，RHo為25℃時相對濕度值。本系統中傳感器供電電壓值為5 V，因此相對濕度值RH在O～100％之間變化時，傳感器輸出電壓值在0～3．9 V之間變化。
2)溫度補償，計算當前溫度T下的實際相對濕度值RHo。

溫濕度測量電路如圖2所示，溫度測量電路是將溫度信號變成O～5 V電壓信號送入模數轉換器。圖2中R1為精密電阻，溫度每變化1℃，R1兩端電壓變化1 mV。