基于单片机技术的智能加湿器设计
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智能加湿器的所有命令和数据输入到主控单 片机，主控单片 机 完 成 数 据 的 处 理 后 将 信 息 输 出 到相应的设 备。 按 下 开 机 按 键 后，主 控 单 片 机 首 先调用温湿度 检 测 程 序，通 过 温 湿 度 传 感 器 采 集 空 气 中 的 温 、湿 度 ，然 后 调 用 液 晶 输 出 程 序 通 过 液 晶 显 示 屏 将 当 前 空 气 中 的 湿 度 、温 度 、目 标 湿 度 和 当前工作模式实时显示出来。按下启动加湿器按
随 着 社 会 的 发 展 和 生 活 水 平 的 提 高，人 们 对 生活品质和健康的要求越来越高。加湿器逐渐走 进了普通家庭 中，特 别 成 为 干 燥 地 区 家 庭 必 不 可 少的一种日用家电产品。加湿器不仅可以用来加 湿，还具有净化空气、消毒及散发香味等功能。 但 很多时候由于人工加湿不及时或其他问题导致空 气湿度不达标，并 且 现 有 的 加 湿 器 还 不 能 在 房 屋 里 自 由 移 动 ，只 能 在 某 一 固 定 的 地 方 加 湿 ，造 成 房 屋内湿度不 均，有 损 人 的 健 康 和 舒 适 性，因 此，让 加湿器更 加 智 能 化 将 在 未 来 有 一 个 非 常 好 的 前 景。
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化 工 自 计
关学忠 卞 强
（东 北 石 油 大 学 电 气 信 息 工 程 学 院 ）
摘 要 开发设计了一种具有自动控制、用户自动调节功能并且可以在房屋内自由移 动、均 匀 加 湿 的 加 湿器。加湿器主要通过单片机进行智能化控制，用户能够通过控制开关和按键方便 地 进 行 湿 度、加 湿 器 工作状态、小车工作状态的设定和小车速度的改变，并且相关参数可通过 ＬＣＤ液晶显示。 关键词 智能控制 单片机 加湿器 液晶显示 避障 中图分类号 ＴＰ３９９ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００３９３２（２０１８）０７０５１２０５
片机控制加湿器报警，避 免 干 烧；避 障 小 车 通 过 ３ 个超声波距离传感器感应前、左、右边距障碍 物的 距离，并送入单 片 机，单 片 机 根 据 设 定 的 方 向、距 离判断是 否 改 变 方 向。 通 过 ＬＣＤ液 晶 显 示 屏 把 空 气 中 的 温 、湿 度 ，设 定 的 目 标 湿 度 ，加 湿 器 、小 车 的工作状态 显 示 出 来。由 于 系 统 复 杂，硬 件 实 现 上 采 用 模 块 化 设 计 ，降 低 系 统 设 计 的 复 杂 性 ，首 先 调试和实现每 一 模 块 的 特 定 功 能，然 后 再 将 各 个 模 块 搭 建 在 一 起 ，完 成 整 个 系 统 的 设 计 。
键后，加 湿 器 进 入 初 始 状 态———自 动 加 湿 模 式。 这时主控单片机调用加湿器控制程序比较空气中 的湿度和目标 湿 度 的 大 小，如 果 空 气 湿 度 小 于 目 标湿度，则通 过 闭 合 继 电 器 启 动 加 湿 器。 通 过 按 键可以改变目标湿度的数值大小。按下切换加湿 器工作模式按 键 后，加 湿 器 从 自 动 模 式 切 换 到 强 制模式。此时无论空气中的湿度是否小于设定湿 度，加湿器都会进行加湿工作。在加湿工 作中，数 模转换模块会输出一个与空气湿度和目标湿度的 差值成正比的 电 压，这 个 电 压 可 以 扩 展 用 于 功 率 自动调节。当加湿器工作于强制加湿模式并且空 气湿度大于目 标 湿 度 时，数 模 转 换 模 块 输 出 一 个 最小电压。在加 湿 模 式 中，按 下 小 车 启 动 按 键 便 可启动加湿器 的 避 障 功 能，它 会 在 室 内 四 处 移 动 并躲开障碍物。此时主控单片机调用距离检测程 序并通过位于加湿器前、左、右 ３个方向的 距离传 感器检测距 离，判 断 是 否 改 变 方 向。 通 过 小 车 速 度调节按键可以改变小车的移动速度。当行进方 向或行进速度 改 变 时，主 控 单 片 机 会 将 相 应 信 息 输出到步进电机控制单片机。步进电机控制单片 机接收到信息 后，便 会 改 变 步 进 电 机 的 转 动 方 向 或转动速度。当 加 湿 器 缺 水 时，主 控 单 片 机 通 过 干簧管检测到 该 信 息，以 上 功 能 都 会 被 强 制 停 止 并在显示屏 上 显 示 缺 水 信 息。 调 试 方 面，程 序 用 Ｃ语言编写，ｋｉｌｌ调试，用 Ｐｒｏｔｅｕｓ进 行 仿 真。 在 程 序调试、仿真完 成 之 后 将 程 序 写 入 单 片 机 进 行 功
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能检测。 ２ 硬 件 设 计
基于避障小车的 智 能 加 湿 器 系 统 （图 １）由 １ 个 ＤＨＴ１１温 湿 度 传 感 器、３个 超 声 波 距 离 传 感 器、１个 水 位 传 感 器、２个 单 片 机 及 １个 液 晶 显 示 屏等部分组 成。主 要 完 成 以 下 功 能：采 集 空 气 中 的 温 、湿 度 并 送 入 单 片 机 ，单 片 机 根 据 设 定 的 湿 度 判断是否进行 加 湿 以 及 加 湿 量 的 大 小 等；水 位 传 感器通过检测 加 湿 器 内 水 位 的 高 低，从 而 通 过 单
笔者设计了一种具有自动控制功能和用户自 动调节功能并 且 可 以 在 房 屋 内 自 由 移 动、均 匀 加 湿，具有良好 智 能 性 的 加 湿 器。 用 户 能 够 通 过 开 关和按键较方 便 地 进 行 湿 度 的 设 定 及 改 变、加 湿 器工作状态的设定及改变、小车工作状态的设 定、 小车速度的改变，并且相关参数 可 通 过 ＬＣＤ液 晶 显示出来方便用户查看和设定。 １ 工 作 原 理
作 者 简 介 ：关 学 忠 （１９６２），教 授 ，从 事 工 业 自 动 化 、嵌 入 式 系 统 的 研 究 。 通 讯 作 者 ：卞 强 （１９９０），硕 士 研 究 生 ，从 事 嵌 入 式 系 统 的 研 究 ，ｂｉａｎｑｉａｎｇ７０９＠１６３．ｃｏｍ。
第 ７期 关学忠等．基于单片机技术的智能加湿器设计
随 着 社 会 的 发 展 和 生 活 水 平 的 提 高，人 们 对 生活品质和健康的要求越来越高。加湿器逐渐走 进了普通家庭 中，特 别 成 为 干 燥 地 区 家 庭 必 不 可 少的一种日用家电产品。加湿器不仅可以用来加 湿，还具有净化空气、消毒及散发香味等功能。 但 很多时候由于人工加湿不及时或其他问题导致空 气湿度不达标，并 且 现 有 的 加 湿 器 还 不 能 在 房 屋 里 自 由 移 动 ，只 能 在 某 一 固 定 的 地 方 加 湿 ，造 成 房 屋内湿度不 均，有 损 人 的 健 康 和 舒 适 性，因 此，让 加湿器更 加 智 能 化 将 在 未 来 有 一 个 非 常 好 的 前 景。
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化 工 自 计
关学忠 卞 强
（东 北 石 油 大 学 电 气 信 息 工 程 学 院 ）
摘 要 开发设计了一种具有自动控制、用户自动调节功能并且可以在房屋内自由移 动、均 匀 加 湿 的 加 湿器。加湿器主要通过单片机进行智能化控制，用户能够通过控制开关和按键方便 地 进 行 湿 度、加 湿 器 工作状态、小车工作状态的设定和小车速度的改变，并且相关参数可通过 ＬＣＤ液晶显示。 关键词 智能控制 单片机 加湿器 液晶显示 避障 中图分类号 ＴＰ３９９ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００３９３２（２０１８）０７０５１２０５
片机控制加湿器报警，避 免 干 烧；避 障 小 车 通 过 ３ 个超声波距离传感器感应前、左、右边距障碍 物的 距离，并送入单 片 机，单 片 机 根 据 设 定 的 方 向、距 离判断是 否 改 变 方 向。 通 过 ＬＣＤ液 晶 显 示 屏 把 空 气 中 的 温 、湿 度 ，设 定 的 目 标 湿 度 ，加 湿 器 、小 车 的工作状态 显 示 出 来。由 于 系 统 复 杂，硬 件 实 现 上 采 用 模 块 化 设 计 ，降 低 系 统 设 计 的 复 杂 性 ，首 先 调试和实现每 一 模 块 的 特 定 功 能，然 后 再 将 各 个 模 块 搭 建 在 一 起 ，完 成 整 个 系 统 的 设 计 。
键后，加 湿 器 进 入 初 始 状 态———自 动 加 湿 模 式。 这时主控单片机调用加湿器控制程序比较空气中 的湿度和目标 湿 度 的 大 小，如 果 空 气 湿 度 小 于 目 标湿度，则通 过 闭 合 继 电 器 启 动 加 湿 器。 通 过 按 键可以改变目标湿度的数值大小。按下切换加湿 器工作模式按 键 后，加 湿 器 从 自 动 模 式 切 换 到 强 制模式。此时无论空气中的湿度是否小于设定湿 度，加湿器都会进行加湿工作。在加湿工 作中，数 模转换模块会输出一个与空气湿度和目标湿度的 差值成正比的 电 压，这 个 电 压 可 以 扩 展 用 于 功 率 自动调节。当加湿器工作于强制加湿模式并且空 气湿度大于目 标 湿 度 时，数 模 转 换 模 块 输 出 一 个 最小电压。在加 湿 模 式 中，按 下 小 车 启 动 按 键 便 可启动加湿器 的 避 障 功 能，它 会 在 室 内 四 处 移 动 并躲开障碍物。此时主控单片机调用距离检测程 序并通过位于加湿器前、左、右 ３个方向的 距离传 感器检测距 离，判 断 是 否 改 变 方 向。 通 过 小 车 速 度调节按键可以改变小车的移动速度。当行进方 向或行进速度 改 变 时，主 控 单 片 机 会 将 相 应 信 息 输出到步进电机控制单片机。步进电机控制单片 机接收到信息 后，便 会 改 变 步 进 电 机 的 转 动 方 向 或转动速度。当 加 湿 器 缺 水 时，主 控 单 片 机 通 过 干簧管检测到 该 信 息，以 上 功 能 都 会 被 强 制 停 止 并在显示屏 上 显 示 缺 水 信 息。 调 试 方 面，程 序 用 Ｃ语言编写，ｋｉｌｌ调试，用 Ｐｒｏｔｅｕｓ进 行 仿 真。 在 程 序调试、仿真完 成 之 后 将 程 序 写 入 单 片 机 进 行 功
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能检测。 ２ 硬 件 设 计
基于避障小车的 智 能 加 湿 器 系 统 （图 １）由 １ 个 ＤＨＴ１１温 湿 度 传 感 器、３个 超 声 波 距 离 传 感 器、１个 水 位 传 感 器、２个 单 片 机 及 １个 液 晶 显 示 屏等部分组 成。主 要 完 成 以 下 功 能：采 集 空 气 中 的 温 、湿 度 并 送 入 单 片 机 ，单 片 机 根 据 设 定 的 湿 度 判断是否进行 加 湿 以 及 加 湿 量 的 大 小 等；水 位 传 感器通过检测 加 湿 器 内 水 位 的 高 低，从 而 通 过 单
笔者设计了一种具有自动控制功能和用户自 动调节功能并 且 可 以 在 房 屋 内 自 由 移 动、均 匀 加 湿，具有良好 智 能 性 的 加 湿 器。 用 户 能 够 通 过 开 关和按键较方 便 地 进 行 湿 度 的 设 定 及 改 变、加 湿 器工作状态的设定及改变、小车工作状态的设 定、 小车速度的改变，并且相关参数 可 通 过 ＬＣＤ液 晶 显示出来方便用户查看和设定。 １ 工 作 原 理
作 者 简 介 ：关 学 忠 （１９６２），教 授 ，从 事 工 业 自 动 化 、嵌 入 式 系 统 的 研 究 。 通 讯 作 者 ：卞 强 （１９９０），硕 士 研 究 生 ，从 事 嵌 入 式 系 统 的 研 究 ，ｂｉａｎｑｉａｎｇ７０９＠１６３．ｃｏｍ。
第 ７期 关学忠等．基于单片机技术的智能加湿器设计