中央空調(diào)溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計

摘要：中央空調(diào)的溫濕度檢測系統(tǒng)是空調(diào)系統(tǒng)的最基本最重要的控制系統(tǒng)，它的發(fā)展必將影響到中央空調(diào)性能的發(fā)展。文中主要分析并設(shè)計了溫濕度數(shù)據(jù)采集電路，單總線接口電路以及液晶顯示電路，采用MAX232與現(xiàn)場PC機(jī)通信。整個系統(tǒng)的控制器選用單片機(jī)AT89S52，溫度傳感器選用DS2438，濕度傳感器選用HIH-4000。在軟件設(shè)計部分，采用C51編寫程序來實現(xiàn)系統(tǒng)各個功能模塊的設(shè)計。整個系統(tǒng)具有實時性，快速性，穩(wěn)定性、精確性等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：AT89S52；單總線技術(shù)；測控系統(tǒng)；傳感器

隨著人民生活水平的提高，人們對居住環(huán)境的要求不斷提高，辦公樓、商住樓、商場、酒店等建筑已必須配備舒適的中央空調(diào)系統(tǒng)。舒適的中央空調(diào)系統(tǒng)需要對房間內(nèi)的溫度、濕度、潔凈度、空氣質(zhì)量等實行實時監(jiān)視及準(zhǔn)確控制。計算機(jī)和自動化技術(shù)的發(fā)展，新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到各個方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢。數(shù)字傳感器的普及，及其直接輸出的數(shù)字信號可適配于各種微處理器，使中央空調(diào)溫濕度檢測系統(tǒng)應(yīng)該在系統(tǒng)穩(wěn)定性、抗干擾性、實時性和經(jīng)濟(jì)性等方面有很高的要求。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案
1．1 系統(tǒng)的組成
因為本系統(tǒng)是以嵌入式微控制器為核心，它控制本系統(tǒng)的各模塊功能，因此選擇性能可靠、發(fā)展技術(shù)成熟的AT89S52單片機(jī)為本系統(tǒng)的控制器。本系統(tǒng)主要完成中央空調(diào)溫濕度信號的采集，信號的處理，以及液晶實時顯示等主要任務(wù)。下位機(jī)由微控制器、溫濕度傳感器、LCD顯示器、鍵盤輸入等組成，其中，溫濕度檢測模塊采用單總線實際方案，僅需1根線實現(xiàn)電源及雙向數(shù)據(jù)傳輸。其任務(wù)是完成中央空調(diào)送風(fēng)口的溫濕度信息的采集。上位機(jī)主要實現(xiàn)對下位機(jī)進(jìn)行控制，根據(jù)溫濕度傳感器提供的參考數(shù)據(jù)實現(xiàn)對送風(fēng)口溫濕度的有效的、合理的控制。中央空調(diào)溫濕度檢測系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1．2 系統(tǒng)的工作過程
本系統(tǒng)主要是以溫濕度檢測模塊為核心，濕度傳感器采用熱固聚酯電容式傳感頭，同時在內(nèi)部集成了信號處理功能電路，因此該傳感器可完成將相對濕度值變換成電容值，再將電容值轉(zhuǎn)換成線性電壓輸送到含有2個ADC和一個溫度傳感器的DS2438溫度傳感器內(nèi)。由DS2438將模擬濕度電壓信號數(shù)字化后，連同溫度的數(shù)字信號一同通過單總線送入微控制器，完成溫濕度信號的采集。微控制器將溫濕度信號通過特定的算法換算成溫濕度值通過LCD12864直觀的顯示出來，給中央空調(diào)的溫濕度調(diào)節(jié)提供了可靠的依據(jù)。
1．3 溫濕度檢測模塊的設(shè)計
本設(shè)計中溫濕度傳感器分別選用的是美國DALLAS公司生產(chǎn)的智能單總線溫度傳感器DS2438和Honeywell公司生產(chǎn)的集成線性濕度傳感器HIH-4000組合而成符合單總線協(xié)議的溫濕度檢測模塊。DS2438器件的工作方式采用單總線技術(shù)的工作方式，即僅用1根口線實現(xiàn)電源及雙向數(shù)據(jù)傳輸。其內(nèi)置13位溫度傳感器(最小分辨率為0．031 25℃)、二通道10位電壓A／D轉(zhuǎn)換寄存器、10位電流A／D轉(zhuǎn)換寄存器、40字節(jié)非易失性用戶存儲器。濕度傳感器HIH-4000具有精度高、響應(yīng)快速、高穩(wěn)定性、低溫漂、抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)及互換性好等優(yōu)點(diǎn)。HIH-4000輸出電壓與濕度的關(guān)系曲線如圖2所示。