PAGE9PAGE9單片機(jī)控制的室內(nèi)智能加濕器設(shè)計(jì)要求與總體設(shè)計(jì)方案目錄TOC\o"1-3"\h\u24353單片機(jī)控制的室內(nèi)智能加濕器設(shè)計(jì)要求與總體設(shè)計(jì)方案 1322511.1設(shè)計(jì)要求 1103981.1.1支持可視化輸出，室內(nèi)溫濕度情況一目了然 199361.1.2支持實(shí)時監(jiān)測室內(nèi)溫濕度 1140371.1.3支持手動調(diào)整加濕器工作模式（高中低檔） 261831.2總體設(shè)計(jì)方案 2277761.2.1初始方案設(shè)計(jì) 2166971.2.2方案的調(diào)整及完善 3設(shè)計(jì)要求隨著人們的收入水平不斷提高以及科技的不斷更新?lián)Q代，“智能家居”已經(jīng)不再是幻想，曾經(jīng)出現(xiàn)在科幻電影里的場景如今已經(jīng)不再是天方夜譚，諸多技術(shù)大多已經(jīng)攻克了難關(guān)，雖然還需一定的時間才能普遍運(yùn)用于千家萬戶，但是，當(dāng)今社會的人們對于在選擇生活中的各類用品時，不再只注重價格上的“物美價廉”，而更多地將眼光投于一產(chǎn)品多功能上，對于家電智能化方面的要求也愈來愈高。而此次對于設(shè)計(jì)智能化應(yīng)當(dāng)達(dá)成的目標(biāo)總體有以下幾點(diǎn)：支持可視化輸出，室內(nèi)溫濕度情況一目了然市面上現(xiàn)有的加濕器大多將設(shè)計(jì)中心放在了“可愛小巧方便攜帶”上，因而普遍不具有溫濕度的顯示功能，然而若是不能一眼就能看到室內(nèi)溫濕度的情況，就會有許多的不方便，所以這次涉及的首要要求就是可視化輸出，溫濕度數(shù)據(jù)和加濕器的工作模式一目了然。支持實(shí)時監(jiān)測室內(nèi)溫濕度隨著室內(nèi)濕度變化而改變加濕器的工作時長。在這次設(shè)計(jì)中，由于市面上銷售的加濕器普遍是超聲波加濕器，再利用單片機(jī)控制工作功率上有許多尚且無法攻克的難題，所以選擇手工制造了一個模擬電熱式加濕器的工作環(huán)境，來進(jìn)行設(shè)計(jì)，而我們加濕器智能化的首要要求就是能應(yīng)對不同的室內(nèi)濕度就行變化，在本次設(shè)計(jì)中，需要達(dá)成的要求就是當(dāng)室內(nèi)濕度低于65%是，自動開始加濕工作，而當(dāng)室內(nèi)濕度高于65%是，就自動斷開工作。實(shí)時監(jiān)控，每隔一分鐘檢測一次室內(nèi)溫濕度并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)增。支持手動調(diào)整加濕器工作模式（高中低檔）本次設(shè)計(jì)的加濕器，在一開始打開的時候就是自動工作模式，也就是要求二中所說的。而高中低三個檔次各有不同。在整個系統(tǒng)的工作期間，程序循環(huán)一次測量一次溫濕度，監(jiān)測一次按鍵是什么檔位，然后循環(huán)多少次加熱多少次，根據(jù)檔位來改變數(shù)值。整個系統(tǒng)循環(huán)一次則計(jì)數(shù)加1，然后當(dāng)這個計(jì)數(shù)數(shù)值達(dá)到３的時候，此時檢測是高中低三個檔位中的哪一個，高檔加熱完全循環(huán)次數(shù)即３次，中檔比高檔加熱時間短即２次，低檔比中檔加熱時間更短即１次，簡而言之，高中低檔代表著加熱的時長?？傮w設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)的方案主要分為兩個部分，硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)主要是將各個模塊同單片機(jī)聯(lián)結(jié)在一起，成為一個完整的可工作的系統(tǒng)，達(dá)到最終設(shè)計(jì)的目的。軟件設(shè)計(jì)包括電路設(shè)計(jì)圖的繪制以及運(yùn)行程序的編寫。初始方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步方案：通過穩(wěn)定數(shù)字溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)從而達(dá)到控制繼電器的斷開與閉合狀態(tài)來控制電熱棒加熱時間。在本次的設(shè)計(jì)中，主要由單片機(jī)、液晶顯示屏、溫濕度傳感器、外接鍵盤、繼電器、插板和簡易加濕器（主要由電加熱棒和盛水容器組成）幾個部分構(gòu)成，其整體原理框圖如圖1所示，單片機(jī)通過溫濕度傳感器采集和處理數(shù)據(jù)并顯示于顯示屏上，同時通過對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷得出應(yīng)該讓加濕器開始工作還是保持不變，同時保持外接鍵盤與單片機(jī)之間的聯(lián)系，而后決定繼電器應(yīng)該斷開還是閉合來控制插板的通電與否來影響加熱棒的工作狀態(tài)和時長。這一套系統(tǒng)在應(yīng)用了單片機(jī)的基礎(chǔ)上，簡化了許多步驟，可以完成本設(shè)計(jì)的既定目標(biāo)。圖2-1設(shè)計(jì)方案簡略系統(tǒng)框架圖方案的調(diào)整及完善首先，有一個問題就是，在加濕器的選擇上的問題，由于市面上最為普遍的室內(nèi)加濕器品種是更為方便的超聲波加濕器，然而超聲波加濕器本身的加濕工作原理太過復(fù)雜，一般條件下無法人為更改工作方式，不方便在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造使其智能化，故而本次設(shè)計(jì)最后采用的不是現(xiàn)成的市面上銷售的加濕器，而是自己用其他物品代替的電加熱式“簡易加濕器”，主要由家熱容器，加熱棒，插板三部分組成。其次，本次的方案設(shè)計(jì)主要是依靠單片機(jī)的最小系統(tǒng)開發(fā)板，然而由于之前購買的開發(fā)板已經(jīng)有一段時間了導(dǎo)致其自帶鍵盤無法使用，于是在實(shí)物焊接過程中選擇了購買了4*2的按鍵模塊代替開發(fā)板本身的按鍵來完成設(shè)計(jì)的要求，最后選用的是樹莓派二代Raspberrypi開發(fā)板學(xué)習(xí)板8鍵按鍵模塊。最后一個問題是，在初始的方案設(shè)計(jì)中，關(guān)于高中低檔的設(shè)置本打算采用規(guī)定工作時長的方式，即高檔持續(xù)加熱五分鐘、中檔三分鐘、低檔一分鐘，這樣逐級遞減的方式，但是后來考慮到持續(xù)加熱的方式可能會影響加濕器的使用壽命，而且也不科學(xué)，浪費(fèi)用電，在經(jīng)過一番考慮之后決定采用一種新的方式來代替高中低檔的工作方式，即在整個系統(tǒng)的工作期間，程序循環(huán)一次測量一次溫濕度，監(jiān)測一次按鍵是什么檔位，然后循環(huán)多少次加熱多少次，根據(jù)檔位來改變數(shù)值。整個系統(tǒng)循環(huán)一次則計(jì)數(shù)加1，然后當(dāng)這個計(jì)數(shù)數(shù)值達(dá)到３的時