摘 要

适宜的湿度环境不仅让人感觉舒适，而且还可以减少人们患上气管炎、咽炎等疾病的概率。因此，需要设计一款加湿器对环境的湿度进行智能调控。用户可以自由设定想要的湿度范围，当空气中的湿度较低时，加湿器就自动加湿，达到设定湿度时便停止加湿，将环境的湿度始终控制在一个适宜的范围内。用户还可以设定加湿时间，时间到了，自动停止。不仅如此，还可以对喷出的雾量大小进行设置，根据自己要求，选择大雾或小雾模式。除此之外，该加湿器还能对水位进行实时监控，水位过低时，自动断电，停止加湿，并且发出报警，确保加湿安全。

此次设计的家用智能加湿器以单片机STC89C52和温湿度传感器DHT11为核心，STC89C52将DHT11采集到的温湿数据进行分析和处理，控制加湿器的工作。压力传感器D3B将剩余水的压力变化转换成电压变化，并通过芯片ADC0832将数据传输到单片机。继电器的常闭端接24V（雾化头额定电压），常开端接16V，通过切换电压大小，实现雾量的大小的改变。采集到的数据显示在LCD1602上。此次设计的加湿器电路简单、成本低廉，精度较高、具有很高的实用价值。

关键字：加湿器；智能；单片机；温湿度传感器

Abstract

The appropriate humidity environment not only makes people feel comfortable, but also can reduce the risk of people suffering from bronchitis, pharyngitis and other diseases. Therefore, the need to design a humidifier on the environmental humidity for intelligent control. Users are free to set the desired humidity range, when the air humidity is low, the humidifier will automatically humidification, to set the humidity will stop humidification, the ambient humidity is always controlled in a suitable range. Users can also set the humidification time, time to, and automatically stop. Not only that, you can also set the size of the spray fog, according to their own requirements, choose the mode of heavy fog or small fog. In addition, the humidifier can also monitor the water level in real time, the water level is too low, the automatic power to stop humidification, and issued an alarm to ensure humidification and safety.

The design of the home intelligent humidifier is based on STC89C52 single-chip and temperature and humidity sensor DHT11, STC89C52 analyzes and processes the temperature and moisture data collected by DHT11 and controls the operation of the humidifier. The pressure sensor D3B converts the pressure change of the remaining water into a voltage change and transfers the data to the microcontroller via the chip ADC0832. The normally closed end of the relay is connected to the 24V (rated voltage of the atomizing head), and the opening voltage is connected to 16V,by switching the voltage size, to achieve the size of the change in the amount of fog. The collected data is displayed on the LCD 1602. The design of the humidifier circuit is simple, low cost, high precision, with high practical value.

Key words: humidifier；intelligent；Single chip microcomputer；temperature and humidity sensor

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的和意义 1

1.2 国内外的研究现状 1

第2章 系统总体设计 3

2.1 系统功能设计 3

2.2 系统方案论证及选择 3

2.2.1 控制电路的选择 3

2.2.2 显示电路的选择 4

2.2.3 湿度检测电路的选择 4

2.2.4 液位测量电路的选择 4

2.2.5 雾化装置的选择 5

2.3 系统组成及工作原理 5

第3章 硬件系统设计 7

3.1 单片机最小系统电路设计 7

3.1.1 STC89C52单片机 7

3.1.2 时钟电路 7

3.1.3 复位电路 8

3.2 电源电路设计 8

3.3 按键电路设计 8

3.4.1 LCD 1602简介 10

3.4.2 LCD 1602电路设计 11

3.5 湿度检测电路设计 11

3.5.1 DTH11温湿度传感器简介 11

3.5.2 DHT11电路设计 14

3.6 液位测量电路设计 14

3.6.1 D3B压力传感器简介 15

3.6.2 ADC0832芯片简介 15

3.6.3 液位测量电路设计 17

3.7 雾量调节电路设计 18

3.7.1 继电器简介 18

3.7.2 雾量调节电路设计 18

3.8 报警电路设计 20

3.9 硬件电路PCB板图设计 20

第4章 软件系统设计 22

4.1 主程序设计 22

4.2 湿度检测程序设计 23

4.3 液位测量程序设计 24

第5章 加湿器系统验证与调试 25

第6章 总结与展望 29

参考文献 31

附录A：元器件清单 33

附录B：电路原理图 34

附录C：源程序 35

致谢 48

第1章 绪论

1.1研究的目的和意义

在我国北部及西北部的部分地区，冬季空气中的相对湿度低于40%，个别地区，湿度甚至不足30%，远远低于适宜人们生活的湿度标准。长期处于干燥的环境下会导致我们皮肤干燥、嗓子难受，并且容易诱发口腔及呼吸道等疾病^[1]。此外，空气中的湿度过低，家具也容易干裂、产生静电，对我们的生活和工作造成很多不便。而在夏季，人们利用空调来抵御炎热，但空调在降温带来凉爽的同时，也会导致诸多问题。空调运行时，会带走很多空气中的水分，让人有一种脱水的感觉。我们在使用空调时，将门窗紧闭，导致室内空气不流通，病毒和细菌就很容易滋生和传播。一个舒适的环境能够让我们学习和工作效率更高，而人体这种舒适度很大程度上取决于所处环境的温湿度^[2]。研究表明，当环境中空气的的相对湿度稳定在40—60%RH范围内时，人体舒适度指数最高，人感觉最舒服。然而在生活中受季节和地域的影响，空气中的湿度很难维持在这样一个适宜范围内，有生活经验的人会采取在地上浇水或者在房间里放一盆水的方法来增加室内湿度，这些措施虽然可行但实际效果并不理想，仅仅依靠自然挥发到空气中的水分并不能解决干燥问题。所以我们需要一款能够对室内湿度进行智能调控的加湿器。

加湿器发展到今天，其种类和功能已十分齐全，然而在市场上加湿器的两级分化却较严重。功能较多的加湿器价格不菲，一般都在百元以上，而价格较便宜的加湿器却都是功能单一不够智能化甚至没有安全保障，这些加湿器都不能满足广大消费者的需求。因此，我利用所学知识，设计出一款性价比高、功能齐全、安全可靠的家用智能加湿器。

1.2国内外的研究现状

经过不断的改进和发展，加湿器已经不仅仅是一个功能单一的家用电器。而是集加湿、美容、清新、装饰等于一身的智能化产品。现在加湿器智能化程度非常高，有的加湿器在内部利用植物滤网和银片对加入的水进行过滤杀菌，除去水中的杂质病菌，起到健康加湿的效果^[3]；有的还内置加热和制冷功能，控制喷出的雾气温度，达到夏季冷加湿，降低室内温度，冬季热加湿，保持室内温度的效果，真正实现一机多用；有的自带除垢去污功能，只需按下清洁按钮，加湿器会自动清理内部污垢，无需人亲自打扫；有的专门针对婴儿和孕妇，可以吸附室内空气中的毛发灰尘及微小颗粒，让室内空气更加清新；有的则是为失眠人群设计，除了在加湿过程中“零噪声”，通过在还可以在内部的香薰盒里滴入一滴精油，香薰会在加湿过程中散入到空气里，帮助睡眠。除了整体功能日益强大外，智能加湿器的每一个小元件都在不断更替，其性能也越来越优秀。用来测量湿度的元件由开始的湿敏元件到后面的陶瓷传感器再到现在的数字集成传感器，其可靠性和精度也在不断提升。加湿方式也由最初的通过加热管蒸发水产生水蒸气过渡到超声波振荡产生水雾再到现在利用分子筛蒸发技术的纯净加湿。