对室内湿温度检测系统设计探究

劳志宁

摘要：目前大多数传统室内湿温度检测系统在应用过程中会受到综合因素的影响，例如软件、电路或者系统元器件的质量等，因此稳定性通常较差，并且并不支持数字通讯与网络通讯。本文以此为基础，设计一种室内湿温度多点检测系统，该系统应用简单、所测量的数据准确性较高，并且拥有操作与运行稳定的优势。

关键词：湿温度检测;系统设计;电路设计;软件设计

通过相关调查可知，目前的室内湿温度检测系统在应用过程中存在一定不足，具有条件限制，这些系统大多应用模拟温度传感器，主要包含前端放大部分、数据修改等4部分，受到多种因素的影响具有不稳定性，因此设计一种运行稳定并且操作简单的室内湿温度检测系统具有现实应用价值。

一、整体设计

本文所设计的室内湿温度检测系统，以多点检测为基础，应用的基本应用系统为AT89S52单片机系统，在应用过程中，该单片机系统可以良好的完成温度的检测工作，所测量的最低温度为0℃，最高温度为100℃。

在系统中不同的检测单元具有多样化的运行方式，可以多个检测单元共同工作完成合作，每个检测单元也可单独完成命令。中央主控机在对室内的温度与湿度测量后相关数据会直接保存，并且定时采集与记录。除此之外，若工作人员需要检测数据，该系统还可以通过总线完成两类检测数据的传输工作，这使得工作人员数据的获取难度大大降低，并且在存档记录的过程中可以自动分类，在需要时也可以随时查询应用。

在本检测系统的应用过程中，工作人员可以通过操作设置自动开启报警，具体的工作原理为：工作人员在主控机上完成温度改正值、湿度改正值、时间的数值测定，并且在从机上设置温度上限与湿度上限。在设定完成后，若室内的温度或者湿度达到所设定的既定范围或者预定值时，系统会自动开启报警。以室内温度采集与报警流程环境为例，主要流程如下图1所示。

图1  温度报警程序主流程图

主控机作为主控制器，在日常应用过程中会发送指令、接收指令，通过发送指令控制不同的从机采集实时温度与湿度，通过接收指令接收从机所反馈的检测数据。除此之外，主控机还可对接收到的检测数据加以存储并验算分析。总而言之，主机与从机二者之间是协调配合的关系，通过合作使得系统的控制效果更为优良，促进检测系统数据检测效率的提升。

在上述中提到本检测系统具有自动报警功能，工作人员可以对温度与湿度的数值进行范围限定。在检测过程中，如果温度与湿度的数值都在规定的范围内，那么检测系统的绿色指示灯会亮起;如果温度与湿度的数值某一项或者均低于（/高于）规定的范围，检测系统会亮起红色指示灯并发出报警音。工作人员在发现报警音后，可通过操作关闭报警，在对室内的温度与湿度重新调节后再次开启本检测系统。此时，若室内的温度与湿度仍不符合预定数值，那么系统会再次报警。通过这一功能使得本检测系统在应用过程中具有较好的可靠性，有利于规避安全隐患。

二、电路设计

（一）从机检测单元设计

在从机检测单元的设计过程中，为了使得该结构可以实时检测室内温度与湿度，应用了温度传感器与湿度传感器。除此之外，从机检测单元还可通过接收主机的操作命令完成各项系统设定的执行。

（二）ADC转换电路设计

本检测系统在应用过程中具备对室内不同点的温度与湿度进行检测并加以调节的功能，但是在设计初期发现此时检测系统会出现反应速度较慢的问题。为了解决这一不足，检测系统的硬件选择了12位AD574型号的A/D转换器。该转换器的分辨能力较强，使得检测系统最终呈现的检测数据精确度更高。

（三）多机系统设计

在进行多机系统设计的过程中，需要多个计算机共同参与控制，以主从式系统的方式对室内温度与湿度进行多点检测。在多机系统中，不同的计算机可以互相联系，但是联系与通信的过程受到主机的控制。对于主机而言，其主要的工作职责为控制从机，并对从机的工作状态加以监督，对从机下发指令、接收从机传送的数据与信息后加以整理与验算。除此之外，主机还需根据系统设置的报警阈值要求对阈值加以监测，如果检测到超出规定的范围还需进行声光报警，为了实现这一声光报警功能，在多机系统中需要加入日历时钟。

在本检测系统的应用过程中，工作人员如果想要了解从机目前的工作情况，可以通过人机通讯功能实现，此功能还有利于从机故障的及时检查与维修，一定程度上为工作效率提供保证。就性质而言，从机具有较强的独立性，与主机不同，从机可以独立完成信息采集与信息计算。在设计从机时以传统单片机系统为基础，因此二者之间具有类似性。除此之外，为了使得从机可以更好的完成信息处理工作、提高工作效率、减少通讯量过多所带来的负面影响，因此从机所负责的工作对象是1对1的，每个从机对应的子系统是不同的，因此具有独立性。

三、软件设计

在本次设计的室内湿温度检测系统中，所应用的工作原理中，主要体现了分布式控制的思维，因此在软件设计的过程中主机与从机二者之间如何完成数据传输是必须解决的重难点问题。为了解决这一问题，在软件设计时除了搭建硬件电路基础，还必须制定软件通信协议。在软件通信协议中，包括主机的波特率数值、从机的波特率数值、中断方式。在对室内温度与湿度检测的过程中，主机可以控制从机，并且如果不对从机下发指令，那么从机不会向主机传输所检测到的数据。

因此，在对室内的温度与湿度进行检测时，主机必须对从机下发指令，指令会通过串口完成传输，从接口电路被传输到电缆端口，从机会对此进行反馈发出应答信号状态，这时会被转换为接收。如果在系统内部的多个从机同时接到了指令，那么每个从机会将所收到的指令与自己的编码比较，如果二者之间是一致的，那么会反馈应答信号，如果比对结果存在差异性，那么不会予以反馈。在检测数据传输结束后，主机会对从机下达命令，从而切断二者之间的联系，这时主机会对从机传输的数据开展验算，在全部结束后传输至数据处理机构。如果主机在传输数据的过程中因多种因素影响导致数据传输中断，那么可再次传送。

四、结束语

本文创新设计一种室内湿温度多点检测系统，该系统以单片机为基础，对室内的温度与湿度进行多点定时检测，该系统的应用过程中，可以使得数据的采集速度大大提升，并且處理效率有所提高。除此之外，该室内湿温度多点检测系统在应用时不受环境与室内距离的影响，可在多样化的环境下，完成多点温度与湿度的检测工作。

在该多点检测系统的仿真实验中，通过对温度与湿度的测试结果数据可知：在室内温度正常时该温湿度检测系统可以正常使用，并且所测数据较为准确;在室内温度低于既定数值范围时，系统会自动警报发出提醒;在室内温度高于既定数值范围时同样会发出警报声。这有利于工作人员完成调节工作。该检测系统应用串口通信的设计，工作人员可在远距离对室内温度进行调节，具有使用方便的优势。除此之外，该室内湿温度检测系统应用数字方式，因此具有较高的稳定性与准确性。

参考文献：

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