孫紅艷，張 鵬

（徐州機電工程高等職業(yè)學(xué)校 信息工程系，江蘇 徐州 221011）

隨著人們生活水平的提高，浴室成了一個品位提升的放松場所。浴室內(nèi)裝修豪華，但其密封性越好，水汽多時越容易使人感到不舒服;并且過多的水汽，加上通風(fēng)不好，對浴室的裝修材料以及其中的家具、用具的使用壽命也有很大影響。通常在公共浴池中，當有人感覺不舒服時，還得去叫管理員開排風(fēng)扇；在自家浴室里開排風(fēng)扇，有時忘記將其關(guān)掉，既耗電又容易出現(xiàn)事故。本文設(shè)計了一個浴室濕度控制系統(tǒng)，控制浴室濕度值在一個適合的范圍內(nèi)。通過單片機控制濕度傳感器，對濕度值進行監(jiān)控，然后與設(shè)定值進行比較，以采取不同的措施控制排風(fēng)扇的風(fēng)速。同時，具有高報警功能，直到濕度值下降到設(shè)定值以下，則報警器停止，排風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動。通過串口與電腦連接，可以實時設(shè)置參數(shù)，實現(xiàn)浴室溫度的智能調(diào)節(jié)。

1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

浴室濕度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括以下幾個模塊：AT89S51單片機模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、報警模塊、顯示模塊、排風(fēng)扇控制模塊、指示燈模塊、按鍵模塊以及電源模塊[1]，如圖1所示。

圖1 濕度控制硬件組成

濕度控制系統(tǒng)主要通過傳感器采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送到單片機進行分析處理并顯示,然后與設(shè)定值進行比較，進而實現(xiàn)排風(fēng)扇的風(fēng)速調(diào)節(jié)和報警功能；按鍵與指示燈共同組成工作狀態(tài)與設(shè)定值的狀態(tài)切換和指示；RS232接口通過串口與電腦連接；顯示模塊用來顯示濕度值和設(shè)定值。

圖2 濕度數(shù)據(jù)采集原理

1.1 濕度數(shù)據(jù)采集

濕度數(shù)據(jù)主要通過濕度傳感器來采集，本文采用的是濕敏電阻型傳感器。濕敏電阻器是一種采用有機高分子材料的新型濕度敏感元器件，具有感濕范圍寬、響應(yīng)迅速、抗污染能力強、無需加熱清洗及長時間使用性能穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點。濕敏電阻隨濕度的增加，其阻值變小[2]。

根據(jù)濕度不同，電阻發(fā)生變化，則經(jīng)過555觸發(fā)電路輸出的頻率信號變化。該信號經(jīng)過光耦的光電隔離，然后通過放大電路輸出，送到AT89S51單片機的P3.4口。溫度數(shù)據(jù)采集電路如圖2所示[3]。

1.2 設(shè)定值設(shè)定模塊

通過濕度設(shè)定，可將浴室的濕度控制在一定的范圍內(nèi)，使人感覺舒適，同時延長浴室建筑材料以及家具的使用年限。模塊設(shè)定主要通過鍵盤和電腦進行設(shè)置，當濕度變化較小時，可以通過鍵盤進行設(shè)置，按鍵1切換到設(shè)置狀態(tài)，通過按鍵3增加濕度，按鍵4減少濕度；當洗澡中或洗澡后濕度過大時，可以通過電腦快速設(shè)置報警值，方便快捷。

1.3 顯示模塊

濕度值顯示主要通過四位數(shù)碼管顯示，本文采用SM420501 4位共陰數(shù)碼管，電路如圖3所示[1]。

圖 數(shù)碼管顯示原理

1.4 濕度報警控制模塊

當濕度值超過設(shè)定的初始值時，蜂鳴器開始報警，且直流電機開始轉(zhuǎn)動，帶動排風(fēng)扇轉(zhuǎn)動除濕。當濕度值較小時，風(fēng)速較小；當濕度值較大時，風(fēng)速開始變大；當室內(nèi)濕度降到設(shè)定值時，報警消除，電機停止轉(zhuǎn)動。報警電路(如圖4所示)接到AT89S51單片機的P2.5口，控制排風(fēng)扇電路(如圖 5所示)接到 P2.4口[5]。

2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

本設(shè)計系統(tǒng)主要通過單片機來控制，編程語言通過單片機C程序來實現(xiàn)[5]，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)比較處理以及使單片機執(zhí)行相應(yīng)的措施。主程序流程圖[6]如圖6所示，設(shè)置流程圖如圖7所示。

本設(shè)計通過單片機控制浴室內(nèi)的濕度，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)環(huán)境濕度智能調(diào)節(jié)排風(fēng)扇的開啟與關(guān)閉及其轉(zhuǎn)動風(fēng)速，體現(xiàn)了控制系統(tǒng)的優(yōu)越性。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境選擇合適的設(shè)定值，可手動和電腦設(shè)置，方便快捷。本設(shè)計能夠很好地解決浴室中濕氣過大的問題，給人提供舒適的洗澡環(huán)境，同時保障設(shè)備在干燥的環(huán)境下正常運行，延長其使用年限和保持美觀，因此有很好的實用價值。

圖6 主程序流程圖

圖7 參數(shù)設(shè)置流程

[1]萬隆.單片機原理與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社，2010.

[2]徐天華，石星軍.第三屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C].重慶：[出版者不詳]，1998.

[3]陳貴銀.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[4]羅學(xué)恒.單片機實踐與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社2010.

[5]陳桂友，柴遠斌.單片機應(yīng)用技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社，2008.

[6]劉坤.51單片機 C語言應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全[M].北京:人民郵電出版社，2008.