室内湿度智能检测与控制方法及系统与流程

本发明涉及智能家居控制领域，具体涉及一种室内湿度智能检测与控制方法及系统。

背景技术：

空气湿度是影响植物生长发育的重要因子，空气相对湿度直接影响植物的蒸腾速率。在农作物的生长过程中，要始终保持有较高的含水量，以维持期正常生理需水。但是如果空气相对湿度过大，一则不利于蔬菜的蒸腾作用，影响根系对土壤营养的吸收，二则造成病菌的感染和传播。因此，对温室大棚内的空气湿度进行有效控制，不仅能够促进农作物的生长，而且能够提高农作物的品质。

普通温室大棚的湿度监测系统只能单一地监测湿度的变化情况，很少有将湿度检测与控制集成的设备或装置。此外，市场上相关应用产品无一列外地通过人工控制湿度的监测和调控，并未见手机信号自动触发的，脱离PC机器的，全自动的智能检测与调控室内湿度的方法和装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种室内湿度智能检测与控制方法及系统，其能够通过手机实现室内湿度的智能采集与调控。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

室内湿度智能检测与控制方法，包括智能网关的控制过程、湿度检测模块的湿度检测过程、以及湿度控制模块的湿度控制过程。

所述智能网关的控制过程包括：

1)WiFi无线连接器检测辖域范围内是否存在合法手机用户；

2)若存在则由网关ZigBee数传单元给湿度检测模块下达检测命令，而后等待回收来自湿度检测模块的实时湿度；

3)网关ZigBee数传单元负责分析处理实时湿度，得出是否调节湿度、做何种调节、以及如何调节的结论；

4)如果需要调节，则由网关ZigBee数传单元给湿度控制模块下达相应调节指令和调节方法。

所述湿度检测模块的湿度检测过程包括：

1)检测ZigBee数传单元接收来自智能网关的网关ZigBee数传单元的检测湿度指令；

2)检测ZigBee数传单元指令湿度传感器感应周边湿度并回传给检测ZigBee数传单元；

3)检测ZigBee数传单元收到感应湿度后转换为数字格式的实时湿度，并回传给网关ZigBee数传单元。

所述湿度控制模块的湿度控制过程包括：

1)控制ZigBee数传单元接收来自智能网关的网关ZigBee数传单元调节指令；

2)控制ZigBee数传单元给红外学习遥控器下达相应调控指令；

3)红外学习遥控器接到调控指令后，给湿度调节器发射相应调控命令。

基于上述方法所实现的一种室内湿度智能检测与控制系统，由智能网关、湿度检测模块和湿度控制模块组成；其中智能网关包括网关ZigBee数传单元和WiFi无线连接器；湿度检测模块包括检测ZigBee数传单元和湿度传感器；湿度控制模块包括控制ZigBee数传单元和红外学习遥控器；

智能网关的WiFi无线连接器与手机相连，WiFi无线连接器连接网关ZigBee数传单元；湿度检测模块的湿度传感器连接检测ZigBee数传单元，检测ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，湿度传感器采集室内湿度；湿度控制模块的红外学习遥控器连接控制ZigBee数传单元，控制ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，红外学习遥控器连接室内湿度调节器。

上述方案中，所述湿度调节器由加湿器和抽湿器组成。

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

1)整个系统的启动由辖域内合法手机用户信号触发，即作为控制中心的智能网关一旦发现指定区域内存在合法用户则系统开始工作，完全脱离了PC机器和手机客户端的人工操作。

2)3个ZigBee数传单元技术及其相关硬件(手机、WiFi无线连接器、湿度传感器、红外学习遥控器，及湿度调节器)构成一个无线通信网路，该网络由Gateway.ZigBee数传单元控制。

3)湿度检测模块只负责检测指定区域的周边湿度，由智能网关控制，Gateway.ZigBee数传单元和检测ZigBee数传单元基于IEEE 802.15.4无线通信协议传递相关信息。

4)湿度控制模块负责调节指定区域湿度，由智能网关控制，Gateway.ZigBee数传单元和控制ZigBee数传单元基于IEEE 802.15.4无线通信协议传递相关信息。

附图说明

图1为一种室内湿度智能检测与控制系统的结构示意图。

图2为智能网关控制程序流程图。

图3为湿度检测模块程序流程图。

图4为湿度控制模块程序流程图。

具体实施方式

一种室内湿度智能检测与控制系统，如图1所示，其利用3个ZigBee数传单元构成一个协议为IEEE 802.15.4无线通信网络平台。其中一个ZigBee数传单元(即网关ZigBee数传单元，Gateway.ZigBee)与WiFi无线连接器集成构成智能网关，智能网关是整个系统的控制中心，负责不间断地定位合法手机用户。另一个ZigBee数传单元(即检测ZigBee数传单元，Collect.ZigBee)与湿度传感器集成构成湿度检测模块，湿度检测模块在接到来自智能网关的监测湿度指令后获取实时湿度并回传给智能网关。第三个ZigBee数传单元(即控制ZigBee数传单元，Control.ZigBee)与红外学习遥控器相连构成湿度控制模块，湿度控制模块在接到来自智能网关的调控指令后向湿度调节器发射调控指令。智能网关的WiFi无线连接器与手机相连，WiFi无线连接器连接网关ZigBee数传单元。湿度检测模块的湿度传感器连接检测ZigBee数传单元，检测ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，湿度传感器采集室内湿度。湿度控制模块的红外学习遥控器连接控制ZigBee数传单元，控制ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，红外学习遥控器连接室内湿度调节器(即湿度调节器)。智能网关一旦发现指定区域内存在合法手机用户，则给湿度检测模块下达湿度检测指令，智能网关回收湿度检测模块的实时监测湿度后，及时进行分析处理，判断是否需要调节湿度及如何调节，如果需要调节则向湿度控制模块下达调节湿度的指令及调节的方法。

下面对系统的各个单元模块进行详细说明：

1、智能网关

通过串口集成网关ZigBee数传单元(Gateway.zigbee)和WiFi无线连接器构成智能网关。WiFi无线连接器的白线UART_TX、棕线UART_RX分别接到网关ZigBee数传单元的P0_2、P0_3接口，WiFi无线连接器电源线的红线VCC5V、黑线接地分别接到网关ZigBee数传单元提供的VCC5V、GND接口。该智能网关负责探测辖域范围内是否存在合法用户，如果存在合法用户则向湿度检测模块发送湿度采集指令，然后接收来自湿度检测模块中的实时湿度数据，对数据进行简易分析后，决定是否调节湿度，如果需要调节湿度，则向湿度控制模块发送调控指令，从而实现湿度数据的采集、分析与调控的目的。

网关ZigBee数传单元：WiFi无线连接器探测指定范围内是否存在该系统的合法手机用户，分析来自WiFi无线连接器的信息，决定是否启动系统；指令检测zigbee数传单元采集实时湿度信号，接收分析自来检测zigbee数传单元的湿度信号，决定是否调节湿度；指令控制zigbee数传单元调控湿度。

WiFi无线连接器：负责探测合法手机用户，并将手机的无线信号发送给Gateway.zigbee。

2、湿度检测模块

集成检测ZigBee数传单元(Collect.zigbee)和湿度传感器构成湿度检测模块。将湿度传感器直接插到Collect.zigbee的湿度传感器插槽。该模块接收来自智能网关的湿度采集指令，并进行实施湿度采集，而后经过模数转换后将所得的实时湿度数据回传给智能网关。

检测ZigBee数传单元(Collect.zigbee)：接收Gateway.zigbee下达湿度检测指令，并下达给湿度传感器，接收来自湿度传感器的模拟信号，并将其转换为数字信号，而后回传给Gateway.zigbee。

湿度传感器：负责实时探测室内湿度，并将探测到实时模拟信号传送给湿度控制模块中的Collect.zigbee。

3、湿度控制模块

集成控制ZigBee数传单元(Control.zigbee)与红外学习控制模块构成湿度控制模块。红外学习遥控器的棕线UART_TX、白线UART_RX分别接到Control.zigbee模块的P0_2、P0_3接口，红外学习遥控器电源线的红线VCC5V、黑线接地分别接到Control.zigbee模块提供的VCC5V、GND接口。该模块接收来自智能网关的湿度调控指令，并将指令传送给红外学习控制器，通过红外学习控制器向湿度调节器发射红外信号从而控制人居室内湿度。

控制ZigBee数传单元(Control.zigbee)：接收Gateway.zigbee发送的调控指令，并传送给红外学习控制模块，通过该模块向湿度调节器发送调控命令。

红外学习遥控器：负责接收Control.zigbee的控制指令后，发射相应红外信号给湿度调节器，控制空调湿度。

基于上述系统所实现的室内湿度智能检测与控制方法，包括智能网关所实现的控制过程、湿度检测模块所实现的湿度检测过程、以及湿度控制模块所实现的湿度控制过程。其各过程具体如下：

1、智能网关的控制过程

智能网关由网关ZigBee数传单元和WiFi(型号为HLK-RM04)模块通过串口链接而成，其程序流程图如图2所示，包括步骤如下：

1)由WiFi无线连接器探测指定区域内是否存在合法手机用户；

2)如果在以湿度检测与控制装置为中心的指定区域内存在合法手机用户，则转第三步，否则转第一步；

3)由Gateway.ZigBee数传单元给湿度检测模块下达检测实时湿度指令；

4)等待回收来自湿度检测模块回传的实时湿度C；

5)如果湿度C大于调控上限sup则给湿度控制模块下达加湿指令及目的湿度C1；

如果C小于调控下限inf，则给湿度控制模块下达抽湿指令及目的湿度C2；

6)转第一步。

2、湿度检测模块的湿度检测过程

湿度检测模块由检测ZigBee数传单元和湿度传感器模块集成，其程序流程图如图3所示，包括步骤如下：

1)检测ZigBee数传单元接收来自智能网关的Gateway.ZigBee数传单元的湿度检测指令；

2)将湿度测试指令传送给湿度传感器；

3)湿度传感器接到测试指令后，感应周围湿度，获得模拟湿度数据，并将其回传给检测ZigBee数传单元；

4)检测ZigBee数传单元将模拟的湿度数据转换为数字数据；

5)检测ZigBee数传单元将实时的数字数据回传给Gateway.ZigBee数传单元。

3、湿度控制模块的湿度控制过程

湿度控制模块由控制ZigBee数传单元和红外学习遥控器集成，其程序流程图如图4所示，包括步骤如下：

1)控制ZigBee数传单元接收来自智能网关的Gateway.ZigBee数传单元的调控湿度指令及目标湿度；

2)如果是加湿指令，

则控制ZigBee数传单元将加湿指令及目标湿度传送给红外学习遥控器，进一步传送给湿度调节器，启动加湿模式，设置目标湿度，

否则控制ZigBee数传单元将抽湿指令及目标湿度传送给红外学习遥控器，进一步传送给湿度调节器，启动抽湿模式，设置目标湿度。