溫濕度控制系統通過傳感器實時采集環境數據,由單片機分析后驅動執行機構(如風扇、加熱器、加濕器等)調節環境參數,適用于農業大棚、實驗室、倉庫等場景。本系統以低成本、高可靠性為目標,采用模塊化設計。
一、系統組成
1. 硬件模塊
核心控制器:STC89C52/STM32F103(低成本8位/32位單片機)
溫濕度傳感器:DHT11(低成本)、DHT22(高精度)或SHT30(I2C接口)
執行機構:
加熱模塊:PTC加熱片+繼電器
降溫模塊:直流風扇+MOS管驅動
加濕模塊:超聲波霧化器
人機交互:LCD1602/OLED顯示屏 + 按鍵
報警模塊:LED指示燈 + 蜂鳴器
電源模塊:5V/2A穩壓電源(需隔離強電部分)
2. 系統框圖
二、硬件設計
1. 傳感器接口
DHT11典型電路:
2. 執行機構驅動
繼電器控制電路:
三、軟件設計
主程序流程圖
2. 關鍵代碼片段(偽代碼)
四、系統調試
1. 分模塊調試
傳感器測試:通過串口打印原始數據,驗證采樣頻率與精度
執行機構測試:單獨控制繼電器,測試響應時間(建議添加光耦隔離)
抗干擾處理:在數據線上并聯104電容,軟件添加數字濾波
2. 常見問題解決
數據讀取失?。簷z查時序是否嚴格符合傳感器規格(微秒級延時)
繼電器誤動作:增加軟件去抖(建議延遲100ms再檢測狀態)
顯示亂碼:檢查LCD初始化指令與對比度調節
五、優化與擴展
提升精度:采用多點校準,添加溫度補償算法
無線傳輸:增加ESP8266模塊實現手機APP監控
低功耗設計:啟用單片機休眠模式,采用PWM控制執行機構
數據記錄:外接SD卡模塊存儲歷史數據
六、總結
本系統實現了溫濕度的閉環控制,硬件成本可控制在50元以內。實際應用中需注意:
強電部分必須做隔離防護
定期校準傳感器(建議每3個月一次)
根據環境大小匹配執行機構功率
通過修改控制算法和擴展模塊,可進一步適應工業級應用需求。
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