[发明专利]微机湿度信息处理系统

说明书

本发明涉及一种微机湿度信息处理系统。

目前，在空气相对湿度的测量方面，所涌现出的各种湿度传感器，由于其微观感湿的数学模型难建立，该传感器的不足之处是，精度低，互换性、稳定性和可靠性差。

正因为如此，人们转而使用一种根据干湿球测湿原理和世界气象组织推荐的宏观数学模型，用计算机实现的智能测湿方法。在1987年第6期《电子技术应用》上，郑建福等所发表的《智能高精度温湿度测量方法及实现》一文中，介绍了一种用非线性温度传感器实现的湿度测量方法。由于该温度传感器的非线性，在需要对构成干湿球的两支非线性温度传感器进行一致性调试时，有以下两点不足。首先，如果在硬件上用与温度传感器的温度特性不同的电阻进行调试，由于温度传感器与电阻两者的以温度为输入量、以电压或电流为输出量的传递函数的有限次多项式的各项系数线性无关，因此不可能调成一致，这样两支非线性温度传感器的不一致性只能在某一区间内得到改善而不能根除。其次，如果用软件来调试，将引起程序的复杂化、特别是工业化生产的困难。

另外，大多数智能系统操作面板上的数字键和功能键一般都在十个以上，特别是我国大多数用户不具备编程和软件知识，要学会操作有许多麻烦。

本发明的目的是避免和克服上述之不足，在保持了智能测湿高精度的同时，用单片微型计算机提高了系统的可靠性、降低了成本，大大简化了硬件的调试，增加了温、湿度的自动控制、打印和超限报警功能，并只用一个单键实现了“人机对话”式给定值输入、时钟初值输入、定显和随机手动打印操作。

本发明的微机湿度信息处理系统在硬件上是由干、湿球温度传感电路、多路开关电路、A/D转换电路、微机系统、输入电路和输出电路组成。其特征是干、湿球温度传感电路的温度传感器是由线性温度传感器构成。并且线性温度传感器由半导体温敏二极管或温敏三极管构成。

微机系统可以是通用CPU芯片加外围电路构成，本发明采用的是单片机。

根据干湿球测湿原理，空气中的相对湿度被认为是一个以干球温度、湿球温度、风速、气压为已知量的四元高次方程，当在一定的风速和气压条件下，就变成一个以干球温度和干、湿球温差为已知量的二元非线性方程。在此基础上，又将干球温度即环境温度固定，从而进一步将该二元非线性方程变为一个一元非线性方程，再将该方程分段线性化，最终将一个四元高次方程简化为一个在特定的风速、气压和干球温度条件下的只以干、湿球温差为已知量的一元一次方程。本发明根据以上这一原理，对干、湿球温度进行采集处理后，在一定的风速和大气压的环境条件下，由计算机根据线性插值法算出空气中的相对湿度。

在获得以上温、湿度信息的基础上，可以十分方便地实现如下功能。

1.单键多功能的实现

本发明的单键多功能由单键输入电路和显示输出电路在软件的配合下，通过“人机对话”式操作来实现给定值输入、时钟初值输入、定显和随机手动打印功能，其特征是按下单键时，就会出现特定的提示信息，当在某一信息出现时再按单键，便进入该信息对应的程序入口，从而完成该信息规定的功能。

2.温、湿度的自动控制

温度或湿度的自动控制由控制输出电路实现，其特征是控制输出电路由驱动电路、耦合电路和执行电路构成，当某一实测值超过其给定值时，计算机通过判断并发出控制信息，使空调机或去湿机工作，从而自动把所控制的环境温度或湿度保持在给定值附近。

3.自动打印

本发明每隔一定时间打印出一份固定格式的表格。其中有时间，各路温、湿度的给定值和实测值，其特征是打印机与计算机是采用查询方式进行工作。

4.超限自动报警

超限自动报警其核心是由一个音频振荡电路构成，当某一实测值超过其给定值时，计算机通过判断发出报警信息，控制振荡电路发出声响报警，其特征是振荡电路是可控的，即可以通过电平的高低使振荡电路起振或停振。

5.9位LED显示

显示输出电路是采用普通的分时扫描方式，其中4位显示时间，3位显示温度值或湿度值，1位显示路序，1位显示温度或湿度类别，其特征是，显示顺序是先温度后湿度、先低路后高路进行循环显示。

以上各种功能相互独立，也可以只要一部分。

本发明与现有技术相比具有操作简单、可靠性高、成本低，自动化程度高。

本发明将在下列实施的附图中作更清楚地说明。

图1    微机湿度信息处理系统方框图

图2    系统主程序流程图

图3    系统外部中断服务程序流程图