一种智能温湿度控制器的规划

0　 导言
　　跟着电力体系规划越来越大、电压等级越来越高，供电可靠性也要求愈加严厉。供配电设备环境的温度、湿度是影响设备运转的重要因素。温度过高会加快仪器设备元器材老化，缩短其运用寿命，乃至直接导致设备损坏；低温、湿润，设备外表发生凝露则有或许发生爬电、闪络等事端。
　　根据以上考虑，在中高压开关柜、箱变、端子箱等供配电设备中进行温度、湿度操控是十分必要的。本文将介绍一种WHD型智能温湿度操控器的规划办法，最多完结三路温度、湿度的丈量与操控；结合RS485总线技能及上位机软件，可完结数据及状况信息远传，满意低压配电智能化及网络化开展的需求。
1　 硬件电路规划
1.1 硬件规划的整体思路
　　硬件体系以单片机为中心，按功用可划分为：电源供电、温湿度丈量、操控输出、人机对话以及通讯五个部分，如图1所示。
　　电源供电电路将AC220V或其他类型辅佐电源转化为体系作业所需的直流电源。单片机将传感器测得的温湿度值进行比较、处理，确认输出操控部分继电器的作业状况，并显现和发送温湿度数值及输出操控部分的作业状况信息。人机对话部分具有按键信息录入功用，用户可根据实际情况，经过按键编程设置体系的作业参数。

1.2 硬件的详细电路及原理
　　中心器材单片机选用STC公司的STC89C58RD+型单片机，它是一款兼容51内核的增强型8位机，片上资源丰富，抗干扰才能杰出。STC89C58RD+（D版别）支撑6时钟/机器周期，内含32K字节用户程序空间，片上集成1280字节RAM，16K字节EEPROM空间；支撑ISP/IAP功用，无须专用编程器；片上还集成了看门狗电路及MAX810专用复位电路。
　　温湿度的丈量选用SENSIRION公司开发的数字式温湿度一体传感器芯片SHT11。该传感器可一起测温度、湿度，并供给全程标定的数据输出，所以运用该传感器既可以下降硬件本钱，又方便了整机测验。其技能参数如下表所示：
　　温度参数：　　

　　湿度参数：　

　　该传感器与CPU之间的通讯选用二线制办法，即DATA（数据）线和CLK（同步时钟脉冲）线。丈量三路温度、湿度时，CPU与传感器的衔接电路如图2所示。CPU通用I/O口中的P1.0和P1.1，P1.2和P1.3，P1.4和P1.5别离与三路温湿度传感器SHT11衔接，其间P1.0、P1.2、P1.4别离作为各路通讯的DATA（数据）线，P1.1、P1.3、P1.5别离作为各路通讯的CLK（同步时钟）线，DATA线需外加10KΩ的上拉电阻将信号进步至高电平（详情请参阅SHT11数据手册）。实际运用时，传感器与操控器之间（即图中虚线部分）以屏蔽线衔接，经验证，CPU与传感器之间的最大通讯间隔为10米。假如运用74HC245或其他芯片进步I/O口的驱动才能，可增加通讯间隔，但会下降体系的抗干扰功用，因而不予选用。

　　体系选用LED数码管显现温度、湿度值，界面简洁明了。三路传感器测得的温度、湿度值以循环办法顺次显现，显现部分共有7位数码管，其间4位用于显现温度值（显现规模：-40.0～100.0），并在编程状况下显现菜单及参数，2位用于显现湿度值（显现规模：0～99），1位用于显现当时显现或操作对应的传感器的编号（1～3）。数码管显现选用动态扫描办法，其驱动电路由%&&&&&%74HC595及74HC164构成。74HC595是一款带有输出门锁功用的8位串行输入、并行输出（或串行输出）的移位寄存器，用于数码管的段驱动；74HC164的串行输入、并行输出功用用于扫描显现每一位数码管，如图3所示。
　　体系选用继电器或可控硅作为操控输出，电源部分选用开关电源计划，通讯部分选用RS485接口，详细电路规划请参阅相关书本，此处不予赘述。

2　 软件规划办法
　　体系软件规划包含以下四个部分：主程序、丈量操控模块、显现模块及通讯模块。
　　主程序完结上电或复位初始化，复位看门狗，查询按键信息等功用，程序规划流程如图4所示。

　　程序初始化包含装备CPU的SFR，设置I/O口初始状况，从EEPROM读取作业参数，设置看门狗定时器的复位时刻等。需求留意的是，一般只在主程序中喂狗，看门狗的复位时刻时要设置的比丈量程序中或许呈现的最长等待时刻还要长。以下给出主程序的部分C言语源代码。