中央空调室内温湿度控制系统设计与仿真.docx

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中央空调室内温湿度控制系统设计与仿真

学校代码：

11517

学号201150712105

HENANINSTITUTEOFENGINEERING

毕业设计（论文）

题目中央空调室内温湿度控制

系统设计与仿真

学生姓名王园

专业班级电气工程及其自动化1121

学号201150712105

系（部）电气信息工程学院

指导教师（职称）宋雪洁（讲师）

完成时间2013年6月10日

河南工程学院论文版权使用授权书

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论文作者签名：

年月日

河南工程学院毕业设计（论文）原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：

年月日

河南工程学院

毕业设计（论文）任务书

题目中央空调室内温湿度控制系统设计与仿真

专业电气工程及其自动化学号201150712105姓名王园

主要内容、基本要求、主要参考资料等：

主要内容:

1.选择合适的温湿度传感器。

2.通过检测室内温湿度，通过LED显示器的数据交给空调系统处理。

3.采用单片机控制的空调室内温湿度自动控制是一个基于一体化的智能控制系统，通过室内的实时温湿度的信号采集，然后传递给单片机信号使LED模拟电机来进行空调的自动控制。

基本要求:

1.完成对室内温湿度检测系统的设计原理及电路。

2.选择单片机控制和LED模拟电动机驱动模块的实现方式，温度保持在18～28℃，相对湿度要保持在40％～70％，对各个模块之间连接控制以达到空调系统自动加热、制冷、除湿和加湿的智能系统。

3.用软件进行控制系统的模拟仿真，以验证其结果正确性。

主要参考文献：

[1]李怿峰.中央空调节能智能控制系统的研究与实现.硕士学位论文,2002.5

[2]高小龙.公共建筑的室内环境控制与节能运行管理.重庆大学硕士学位论文.2006.10

[3]熊安然,王留运等.节能中央空调系统温湿度控制.河南科技.2006.12

[4]杜豫平.基于51单片机的温湿度检测器设计.设计应用.2008

[5]赵金燕.基于AT89C2051的温度采集系统设计.安徽农业科学.2011

完成期限：

指导教师签名：

专业负责人签名：

年月日

中央空调室内温湿度控制系统设计与仿真

摘要

随着经济的发展越来越迅速，社会的进步也变的越来越快，导致人们对生活质量的要求也越来越高。

空调是一种可以提高人们生活质量，让人们享受舒适的生活质量，让人们享受舒适的生活环境。

而中央空调使用的房间，夏天时雨水较多，室内湿度会较大，人体感觉不舒服，冬天时空气较为干燥，再加上使用空调，人体会感觉口干舌燥不舒服，能适时对室内温湿度进行检测并自动调节温度和开关除湿和加湿设备就变得尤其重要。

本论文通过把传感器技术应用与单片机控制技术相结合，实现了对空调房间温湿度采集和读取。

整个系统由单片机、温湿度传感器、显示模块、温湿度调节系统以及键盘等几部分组成。

使用者预先输入温湿度设定值到程序中，该值作为系统阈值。

温湿度传感器监测值在LED显示器显示室内温度、湿度并传输给单片机。

当单片机比较监测到的数值超出所设定阈值时，单片机并为温湿度调节系统提供控制信号，实现空调自动控制。

最后通过Keil进行编写程序通过protues软件进行仿真达到预计效果。

关键词单片机/温湿度/显示器/调节系统

DesignandSimulationofindoortemperature

andhumiditycontrolsystemofcentralairconditioner

Abstract

Withtheeconomicdevelopmentmoreandmorequickly,theprogressofthesocietyisbecomingmoreandmorequickly,inpeople'squalityofliferequirementsarealsogettinghigherandhigher.Airconditioningisawaytoimprovethequalityoflife,letpeopleenjoyacomfortofqualityoflifeandacomfortablelivingenvironment.Intheuseofcentralair-conditioningroom,thesummerrainmore,theindoorhumiditywillbelarger,thebodyfeelsuncomfortable.thewinterairisdry,plustheuseofairconditioning,thebodywillfeelmouthparchedandtonguescorcheduncomfortable,timelytheindoortemperatureandhumiditytestingandautomatictemperaturecontrolandswitchdehumidifyingandhumidifyingequipmentbecomesparticularlyimportant.

Inthispaper,throughthesensortechnologyandsingle-chipmicrocomputercontroltechnology,therealizationofroomtemperatureandhumiditydataacquisitionandreading.ThewholesystemiscomposedofMCU,temperatureandhumiditysensor,displaymodule,temperatureandhumiditycontrolsystemandkeyboardandsoon.Theuserenterthetemperaturesetvaluetotheprogram,thisvalueasthesystemthreshold.TemperatureandhumiditysensormonitoringvaluetothemicrocontrollerintheLEDdisplayindoortemperature,humidityandtransmission.Whencomparedtothesinglechipmicrocomputermonitoringvalueexceedsthesetthreshold,singlechipandprovidesacontrolsignalfortemperatureandhumiditycontrolsystem,realizestheautomaticcontrolofairconditioning.Finally,throughtheKeilprogrammingsimulationtoachievetheexpectedresultsbyProtuessoftware.

KeywordsMCU,temperatureandhumidity,display,controlsystem

1绪论

现阶段，虽然中国的制冷和空调产品大规模生产，但是因为中国人口量众多，人们有较大的需求量，在中国北方，有许多的家庭都没有安装合适的室内温度控制系统。

温湿度不能很好的控制在一定范围，夏天室内的温度很高，而且湿度比较大，冬天的温度很低，房间比较干燥，这些都具有一个负面影响人们的正常生活，温度和湿度是很难达到人体的要求。

在温度控制中主要采用机械通风设备，室内和室外的空气交换，降低室内温度，室内温度达到适合人居住。

以前关闭通风设备是由手动控制，就是检查室内和室外，切换所需要的通风设备的温度，湿度和时间，使人们的劳动强度可靠性能比较差，但它消耗体力，而且成本高。

因此，有需要遵守与低成本的机械式温度控制的要求，在温度和湿度的差异超过了预设值的范围，从制冷和通风设备，自动关机冷却通风设备与控制器。

我在参照现在大多数制冷设备的条件下，基于AT89C51单片机的空调温度控制系统的基础上设计。

1、在国内和国外研究现状及发展趋势

随着科学技术的不断提高和人们生活水平的提高，人们在日常生活和劳动生产中对空气质量的要求也不断的提高，特别是人们对空气的温度、湿度、洁净度、通风等等的要求使得空调系统在应用中越来越受到重视。

空调的控制系统并不只是单一的控制，它涉及的面比较广，而且实现其功能比较复杂，它通过空调的系统为建筑物的各个区域提供使其符合要求的条件。

就现在而言，因为变风量的空调投资相对比较高，安装相对复杂，而且受经济条件的影响，大多数的空调仍是选用定风量空调。

它控制的方法是针对系统进行加温、降温、加湿、除湿四个过程，进行四个独立的单回路，进行室内的温湿度检测。

当房间内的温度低于设定值时，这时热水阀工作，给系统进行热补偿的过程；当房间内的温度高于设定值时，这时冷水阀工作，给系统进行降温的过程；当房间内的相对湿度高于设定值时，这时除湿阀门工作，给系统进行除湿的过程；当房间内的相对湿度低于设定值时，这时加湿阀门工作，给系统进行加湿过程。

自从70年代以来，根据工业过程的控制要求，电子技术有了迅速的发展，为人们的生活带来了巨大的变化。

特别是在电子技术的迅速发展，还有自动控制理论和创新科技推动发展下，目前国外的温湿度控制的系统迅速发展并且正逐步向着高精度的智能化、维小型化等等方面的迅猛发展。

依赖着微计算机的强大功能，人们现在可以根据自己的需求完成各式各样的控制。

但是，由于微计算机的造价太高，针对大多数的工业控制领域来说，也并不一定需求微计算机那种强大的运行，因此单片机就在此环境中产生了。

单片机实际上就是一个比较简化的微计算机，它就是将微计算机的CPU、内外存储器、I/O接口以及定时器/计数器等集合在一个芯片上，这就是所谓的单片机了，它主要是用来完成各个控制功能。

相比较微计算机来说，单片机的价格比较低，而且非常的适合应用在比较简单的控制场用来降低其成本。

况且，单片机是严格按照工业的控制要求而设计的，它的可靠性比较高，可以在工业的控制现场复杂的环境下工作。

单片机依据它极高的可靠性和以及极高的性价比，关于工业的控制、数据的采集、常用的家用电器、智能化仪表等等方面得到了非常普遍的应用。

采用高性能的控制芯片，高精密度的数字温度和湿度传感器。

单片机的数据采集系统的模块化，迅速化以及智