基于单片机的空气智能加湿器的设计

李东蛟

摘 要：当前的生活中加湿器越来越受人们喜爱，尤其是北方的冬天寒冷干燥。现在绝大多数的加湿器都是手动控制开关的，而且也不够智能化，不能监测室内的温度和湿度，这样的加湿器在使用过程中存在湿度过大或者没有水继续通电的问题，这样会给室内舒适度造成影响，影响人的身体健康并且还存在严重的安全隐患。开发设计出一种低价、省电、具有自动控制功能的加湿器势在必行。本设计采用单片机智能控制，使用AT89C51单片机作为核心，外设一些辅助电路，可以实现加湿器的无水过度通电加热、声光报警功能、智能开关加湿器、以及对室内温湿度的监测，实现智能化控制。

关键词：单片机；智能化；加湿器；监测；传感器

中图分类号：TM925 文献标识码：A

0.引言

随着科技的发展和生活质量的提高，人们开始对加湿器产生关注，不论是企业、办公室、还是家庭里，到处都有加湿器的身影出现，并且它发挥着极其重要的作用。然而，普通的加湿器仅仅只是简单地增加空气湿度，并没有对湿度的调节能力，容易出现过度加湿，并且不能检测加湿器水位的情况，存在安全隐患。而无论是在日常生活中还是科学试验及工业生产中，不仅要求准确有效地控制湿度，还要确保加湿的安全性。因此，设计一款智能加湿器来有效地调节控制加湿尤为重要，当环境湿度偏低则开始加湿，达到设定的湿度时就停止加湿，总是把湿度控制在适宜的状态下。水位低时自动报警并且停止加湿，确保加湿的安全性，有效地防干烧和过度加湿，实现加湿器的智能化。

1.智能加湿器的功能简述

系统由一个DHT11温湿度传感器和一个水位传感器、89C51型单片机、1602LCD液晶显示屏、声光报警器等部分组成。温湿度传感器用于收集室内空气的温湿度，并把收集的温度传送至89C51型单片机。单片机针对收集的信息进行参数控制，对加湿器进行开启和闭合。水位传感器用于监测水位限位，单片机可以根据水位的高低控制声光报警装置。自动加湿器包含了加湿模块、报警模块、自动断电模块。系统功能框图如图1所示。

2.智能加湿器的硬件设计

主控制器采用89C51单片机设计整个系统全都由它来控制，单片机对所有外部元件进行调配协调工作，进而完成相对应的特定功能。硬件采用了模块化的设计，每一个模块实现一个特定的功能，最后再将各个模块联系在一起。此设计方式可以让系统的复杂性降到最低。此系统的电路原理图如图2所示。

设计中的显示模块是使用的1602 LCD液晶模块，是控制系统中比较常见的一种模块。1602LCD液晶模块的优点为点阵型液晶，驱动很方便，编码显示多样化。在本控制系统中信号主要由温湿度传感器的输入信号和单片机输出的控制信号两部分组成。首先由51单片机向DHT11发出读取信号，随后DHT11做出响应，51单片机待DHT11完成后，收集得到温度信息和湿度信息进行模数转换并存储为数字信号后，读取温度值和湿度值，然后通过液晶屏显示温湿度值。此外在系统运行过程中还专门设置了控制声光报警系统的控制信号。

人体体感比较舒适的湿度范围是在40%～60%之间，考虑到此项需求，在功能设计过程中以50%为最适合湿度的参考值。单片机在工作时通过监测加湿器内部的水位，防止加湿器过度无水情况下通电，加湿器只有在水位下限以上时才通电工作。通过处理DHT11测得的温度和湿度和人体感觉最适合的值进行比较。在水位符合要求的前提下，若室内湿度高于人体最适值则控制加湿器不工作，反之则对加湿器通电开始加湿，直到室内空气达到最适合湿度时断电。另外，单片机通过声光报警器以及1602LCD显示屏，可以进行监控。通过以上的基本功能此设计可以达到加湿器的智能化控制。

3.系统的软件程序设计

程序流程图如图3所示。

首先初始化，载入程序后，根据显示数据读取温湿度，然后读出显示的水位H，判断水位H是否大于最小水位Ho：若H<=Ho，则声光报警并关闭加湿器，然后显示温湿度，再重新读取温湿度，读出水位H循环，直至H>Ho成立后，判断湿度D与最小湿度Do的大小比较，若D<=Do则开启加湿器，显示温湿度，循环直至相对湿度D>Do，关闭加湿器，然后显示温湿度过程循环。

结论

本文设计的空气智能加湿器能够实现自动化的工作方式，为生活提供了优质的服务。本设计采用加湿器的智能化控制可以加湿器的水位低防干烧、声光报警、智能开启和关闭以及室内温湿度的显示功能，而且制作比较节约成本，结构简单，使用维修也比较方便。

参考文献

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