本發(fā)明涉及技術(shù)自動化濕度控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種嬰兒老年人房間濕度控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
濕度對人的健康很重要，人的體感是兩者綜合作用的結(jié)果。過高或過低的濕度，都會引起人體的不適，甚至容易患病。嬰幼兒對環(huán)境的濕度的要求更高。一般來說，濕度對寶寶的呼吸道健康也非常重要。寶寶房間的濕度保持在45％-70％左右是基本要求。新生兒房間的濕度保持在55％-65％之間。如果濕度太低，寶寶的呼吸道黏膜就會干燥而使黏膜防御功能下降，還會使呼吸道的纖毛功能受損，這樣一來勢必降低寶寶對細(xì)菌以及病毒的抵抗能力，引起呼吸道感染。在所有的兒科疾病中，發(fā)病率最高的可能就是呼吸道疾病了，而濕度是否合適，是影響呼吸道疾病發(fā)病的重要因素之一。因此，越來越多的父母對寶寶生活環(huán)境的濕度更加關(guān)注了。
本文為此設(shè)計一種基于AVR單片機的嬰幼兒房濕度智能控制系統(tǒng)，可以根據(jù)室內(nèi)環(huán)境濕度的變化，自動控制加濕，實現(xiàn)室內(nèi)濕度的自動調(diào)節(jié)，以保證寶寶生活環(huán)境的舒適。有利于嬰幼兒呼吸系統(tǒng)的功能發(fā)育，保證身體健康。
在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在等缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種嬰兒老年人房間濕度控制系統(tǒng)及控制方法，以實現(xiàn)提高嬰幼兒房間濕度的控制精度，且進一步增強房間的濕度舒適度的優(yōu)點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種嬰兒老年人房間人房間濕度控制系統(tǒng)及控制方法，主要包括：電源模塊、按鍵模塊、輸出控制電路、濕度傳感器、輸出控制電路和加濕器，所述電源模塊、按鍵模塊、輸出控制電路、濕度傳感器和輸出控制電路與單片機連接，所述加濕器與輸出控制電路連接。
進一步地，還包括顯示模塊，所述顯示模塊與單片機連接，所述顯示模塊采用 LCD1602。
進一步地，所述輸出控制電路具體為，繼電器RL4的輸入端、分別與驅(qū)動芯片ULN2003A的輸出端管腳連接，驅(qū)動芯片ULN2003A的輸入端連接單片機。
進一步地，所述按鍵模塊包括設(shè)定系統(tǒng)時間按鍵S2、設(shè)定濕度上閾值的按鍵S4、設(shè)定濕度下閾值的按鍵S5和選擇設(shè)定環(huán)境濕度的上下閾值S6。
進一步地，所述按鍵模塊具體為，電阻R1與單片機的輸入端管腳PD4連接；電阻R2與單片機的輸入端管腳PD3連接；電阻R3與單片機的輸入端管腳PD2連接；電阻R5與單片機的輸入端管腳PD0連接；開關(guān)S2一端與輸入端管腳PD0連接，另一端與接地端連接；開關(guān)S4一端與輸入端管腳PD2連接，另一端與接地端連接；開關(guān)S5一端與輸入端管腳PD3連接，另一端與接地端連接；開關(guān)S6一端與輸入端管腳PD4連接，另一端與接地端連接。
進一步地，嬰兒老年人房間濕度控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
a.系統(tǒng)初始化；
b.與濕度傳感器建立通信；
c.獲取并顯示當(dāng)前濕度值；
d.通過按鍵設(shè)定系統(tǒng)時間、濕度上下閾值和環(huán)境濕度；
e.判斷室內(nèi)濕度是否高于濕度的上閾值，若室內(nèi)濕度高于設(shè)定濕度的上閾值，則關(guān)閉加濕器，否則進行步驟f；
f.判斷室內(nèi)濕度是否下降并低于濕度的下閾值，若接近到設(shè)定室內(nèi)濕度的下閾值則開啟加濕器，否則進行步驟g；
g.判斷室內(nèi)濕度是否上升接近設(shè)定的濕度上閾值，若接近了濕度上閾值則關(guān)閉加濕器，否則進行步驟h；
h.判斷是否無任何參數(shù)調(diào)節(jié)，若是則更新顯示為系統(tǒng)時間室內(nèi)濕度，否則進行步驟i
i.重復(fù)步驟d-h。
進一步地，所述步驟b中，濕度傳感器定時采集濕度，設(shè)置時間間隔為1分鐘。
進一步地，所述步驟h具體為，當(dāng)按鍵模塊沒有被按下超出30S，則更新顯示為系統(tǒng)時間室內(nèi)濕度。
本發(fā)明各實施例的，由于主要包括：電源模塊、按鍵模塊、輸出控制電路、濕度 傳感器、輸出控制電路和加濕器，所述電源模塊、按鍵模塊、輸出控制電路、濕度傳感器和輸出控制電路與單片機連接，所述加濕器與輸出控制電路連接；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中嬰幼兒房間內(nèi)對濕度控制精度低，如果濕度太低，寶寶的呼吸道黏膜就會干燥而使黏膜防御功能下降，還會使呼吸道的纖毛功能受損，這樣一來勢必降低寶寶對細(xì)菌以及病毒的抵抗能力，引起呼吸道感染，同時現(xiàn)有技術(shù)只采取設(shè)定某單一濕度值進行調(diào)節(jié)，由于濕度感應(yīng)需要一段時間從而導(dǎo)致濕度得不到及時的調(diào)節(jié)，而本方案采用通過設(shè)置濕度閾值來調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，從而使得房間濕度始終處于舒適的范圍，不會由于忽干忽濕對嬰兒造成損害。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。
下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
具體地，一種嬰兒老年人房間濕度控制系統(tǒng)，包括電源模塊、按鍵模塊、輸出控制電路、濕度傳感器、輸出控制電路和加濕器，所述電源模塊、按鍵模塊、輸出控制電路、濕度傳感器和輸出控制電路與單片機連接，所述加濕器與輸出控制電路連接。
還包括顯示模塊，所述顯示模塊與單片機連接，所述顯示模塊采用LCD1602。
所述輸出控制電路具體為，繼電器RL4的輸入端、分別與驅(qū)動芯片ULN2003A的輸出端管腳連接，驅(qū)動芯片ULN2003A的輸入端連接單片機。
所述按鍵模塊包括設(shè)定系統(tǒng)時間按鍵S2、設(shè)定濕度上閾值的按鍵S4、設(shè)定濕度下閾值的按鍵S5和選擇設(shè)定環(huán)境濕度的上下閾值S6。
所述按鍵模塊具體為，電阻R1與單片機的輸入端管腳PD4連接；電阻R2與單片機的輸入端管腳PD3連接；電阻R3與單片機的輸入端管腳PD2連接；電阻R5與單片機的輸入端管腳PD0連接；開關(guān)S2一端與輸入端管腳PD0連接，另一端與接地端連接；開關(guān)S4一端與輸入端管腳PD2連接，另一端與接地端連接；開關(guān)S5一端與輸入端管腳PD3連接，另一端與接地端連接；開關(guān)S6一端與輸入端管腳PD4連接，另一端與接地端連接。
嬰兒老年人房間濕度控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：
a.系統(tǒng)初始化；
b.與濕度傳感器建立通信；
c.獲取并顯示當(dāng)前濕度值；
d.通過按鍵設(shè)定系統(tǒng)時間、濕度上下閾值和環(huán)境濕度；
e.判斷室內(nèi)濕度是否高于濕度的上閾值，若室內(nèi)濕度高于設(shè)定濕度的上閾值，則關(guān)閉加濕器，否則進行步驟f；
f.判斷室內(nèi)濕度是否下降并低于濕度的下閾值，若接近到設(shè)定室內(nèi)濕度的下閾值則開啟加濕器，否則進行步驟g；
g.判斷室內(nèi)濕度是否上升接近設(shè)定的濕度上閾值，若接近了濕度上閾值則關(guān)閉加濕器，否則進行步驟h；
h.判斷是否無任何參數(shù)調(diào)節(jié)，若是則更新顯示為系統(tǒng)時間室內(nèi)濕度，否則進行步驟i
i.重復(fù)步驟d-h。
系統(tǒng)初始設(shè)定的濕度范圍是55％-65％。
所述步驟b中，濕度傳感器定時采集濕度，設(shè)置時間間隔為1分鐘。
所述步驟h具體為，當(dāng)按鍵模塊沒有被按下超出30S，則更新顯示為系統(tǒng)時間室內(nèi)濕度。
本系統(tǒng)可通過按鍵輸入不僅可以設(shè)定環(huán)境濕度的上下閾值，通過濕度傳感器采集室內(nèi)的濕度數(shù)據(jù)，分別與設(shè)定環(huán)境濕度的上下閾值作比較。當(dāng)室內(nèi)濕度過高，高于設(shè)定的環(huán)境濕度上閾值時，關(guān)閉加濕器，以降低濕度。考慮到濕度的傳遞也有一定的延遲性，也可設(shè)置當(dāng)室內(nèi)濕度下降接近濕度下閾值時，關(guān)閉抽風(fēng)機。若室內(nèi)濕度過低，低于設(shè)定的濕度下閾值時，開啟加濕器，以保證室內(nèi)的濕度。當(dāng)室內(nèi)濕度上升接近濕度上閾值時，則關(guān)閉加濕器。
系統(tǒng)以ATmega16L單片機為控制核心，其它部分以模塊化進行設(shè)計。ATmega16L是增強的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器，內(nèi)部資源豐富，具有4個基本的I/O口、3個內(nèi)部定時器/計數(shù)器、以及可設(shè)置3個外部中斷請求，使系統(tǒng)硬件設(shè)計更為簡化、可靠。
四個按鍵分別接至單片機的PD0、PD2、PD3、PD4通道。按鍵S2、S6設(shè)為功能鍵：S2用于設(shè)定系統(tǒng)的時間，S6用于選擇設(shè)定環(huán)境濕度的上下閾值。按鍵S4和S5設(shè)為參數(shù)值調(diào)整鍵：S4是時間和時長數(shù)值的遞增鍵，同時也用來調(diào)節(jié)濕度的上閾值。S5是時間和時長數(shù)值的遞減鍵，同時也用來調(diào)節(jié)濕度的下閾值。 S4和S5接至PD2和PD3通道。PD2和PD3通道分別是單片機的外部中斷INT0和INT1。通過這兩個外部中斷可快速地對數(shù)值的變化作出反應(yīng)。
其工作過程可按如下步驟進行：定義PD端口的引腳為帶上拉電阻輸入模式，如果按鍵沒有被按下，那么所連接的I/O端口就會直接通過電阻連接到VCC上，此時I/O端口的引腳上會加上一個高電平；如果有按鍵被按下，那么所連接到的I/O端口就會直接連接到電源地上，此時I/O端口處的引腳就會被加上一個低電平。單片機會掃描端口，根據(jù)端口值可確定按下的按鍵。
輸出控制電路主要是使強電設(shè)備能夠運行和停止，通過輸入信號的變化使繼電器動作，從而對這些設(shè)備的控制電路進行接通和斷開，實現(xiàn)設(shè)備的自動控制?？紤]到單片機I/O口的驅(qū)動能力不強，因此加入了ULN2003A用于驅(qū)動繼電器動作。單片機通過PB4～PB7輸出控制信號到由ULN2003A和繼電器RTB14050F組成的驅(qū)動電路對繼電器的控制，以實現(xiàn)對各電機的啟停控制。單片機輸出管腳中的任一個給出高電平時，相對應(yīng)的繼電器線圈通電，繼電器觸點動作，驅(qū)動相應(yīng)電機啟動運行；低電平時繼電器線圈斷電，電機停轉(zhuǎn)。
系統(tǒng)還通過LCD1602作為顯示模塊，一般情況下顯示系統(tǒng)時間和室內(nèi)濕度，以使得用戶能實時掌握環(huán)境情況；在用戶對時間或濕度閾值等參數(shù)的調(diào)整操作時，則進入?yún)?shù)設(shè)置界面，方便用戶操作。
ATmega16L單片機還預(yù)留有一定的引腳資源以擴展系統(tǒng)，能夠多點采集濕度，形成多點濕度自動化控制調(diào)節(jié)。
濕度的比較和輸出是分別把當(dāng)前室內(nèi)實際的濕度和設(shè)定的濕度的上下閾值作比較，根據(jù)比較的結(jié)果，通過相應(yīng)的單片機的I/O口發(fā)出控制信號，運行外圍電器設(shè)備。
根據(jù)寶寶房間對環(huán)境濕度的要求，系統(tǒng)默認(rèn)的濕度設(shè)定范圍是20-22℃，用戶可根據(jù)實際情況，通過按鍵模塊適當(dāng)調(diào)整。
本文設(shè)計了一種基于AVR單片機的嬰幼兒房濕度智能控制系統(tǒng)，采集當(dāng)前室內(nèi)的實際濕度，與設(shè)定的濕度閾值比較，當(dāng)超過設(shè)定的濕度范圍時，會相應(yīng)發(fā)出控制信號，控制加濕器的動作，實現(xiàn)濕度的自動調(diào)節(jié)，以保證寶寶舒適的生活環(huán)境。經(jīng)實踐測試表明:該系統(tǒng)能自動而調(diào)整嬰幼兒房的濕度，實現(xiàn)嬰幼 兒最適宜的生活環(huán)境。
至少可以達到以下有益效果：克服現(xiàn)有技術(shù)中嬰幼兒房間內(nèi)對濕度控制精度低，如果濕度太低，寶寶的呼吸道黏膜就會干燥而使黏膜防御功能下降，還會使呼吸道的纖毛功能受損，這樣一來勢必降低寶寶對細(xì)菌以及病毒的抵抗能力，引起呼吸道感染，同時現(xiàn)有技術(shù)只采取設(shè)定某單一濕度值進行調(diào)節(jié)，由于濕度感應(yīng)需要一段時間從而導(dǎo)致濕度得不到及時的調(diào)節(jié)，而本方案采用通過設(shè)置濕度閾值來調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，從而使得房間濕度始終處于舒適的范圍，不會由于忽干忽濕對嬰兒造成損害。
最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。