数字式烟叶烘烤温湿度一体传感器及温湿度控制系统的制作方法

本实用新型主要涉及设施农业领域，具体是数字式烟叶烘烤温湿度一体传感器及温湿度控制系统。

背景技术：

国烟办综〔2009〕418号文件规定了密集型烤房的技术标准：通过干湿球温度计将烤房温湿度数字化，用户通过薄膜开关和液晶屏查询和设置参数，实现烟叶烘烤过程的自动控制。经过近十年的推广，干湿球温度计已经覆盖全国所有烟叶产区，并且在最近出现的新能源烤房(热泵、电烤和生物质燃料烤房) 中依然在使用。在实际使用过程中出现了一些问题：

1、湿球水壶中的水质要求较高，必须使用蒸馏水；

2、包裹湿球温度计探头的纱布保持清洁。

因此干湿球温度计的维护比较复杂，导致全国有大约22％的烤房出现湿球工作不正常的现象，严重影响了烟叶烘烤质量，成为制约烟叶生产的瓶颈。如何在不更换现有密集式烤房控制仪的前提下，研发出数字式温湿度传感器取代干湿球温度计，二者信号兼容，目前国内尚未有相关的研究成果出现。

技术实现要素：

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种数字式烟叶烘烤温湿度一体传感器及温湿度控制系统，能够取代干湿球温度计并且与现有密集式烤房控制仪兼容，以便在成本较低的情况下保证烟叶烘烤质量。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

数字式烟叶烘烤温湿度一体传感器，包括具有双排插头6PIN94V0的主线，主线连接有上棚温湿度传感器和下棚温湿度传感器，上棚温湿度传感器和下棚温湿度传感器均包括温度传感器、湿度传感器、单片机；其中上棚温湿度传感器的温度传感器连接双排插头的管脚一，上棚温湿度传感器的湿度传感器通过对应的单片机连接双排插头的管脚二，下棚温湿度传感器的温度传感器连接双排插头的管脚三，下棚温湿度传感器湿度传感器通过对应的单片机连接双排插头的管脚四。

所述温度传感器采用DS18B20，所述湿度传感器选用SHT30，与湿度传感器连接的单片机选用51或PIC或STC或ARM系列。

与湿度传感器连接的单片机具体选用STM32F103ZET6。

所述主线长度为5米，由主线延伸出2.5米长的上棚温湿度传感器和1.5米长的下棚温湿度传感器。

一种应用上述温湿度一体传感器的温湿度控制系统，本系统包括5个单片机，其中一个单片机用于采集温湿度一体传感器的温湿度信号，计算出干球温度和湿球温度并将数据发送给其余4个单片机，其余4个单片机分别用于模拟下棚干球温度传感器、上棚湿球温度传感器、上棚干球温度传感器、下棚湿球温度传感器，并将信号传输给烤房控制仪。

本系统中所使用的5个单片机采用STM8S003F3P6，用于供电的电源芯片采用XC6206P331。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所提供的数字式温湿度一体传感器能够取代传统干湿球温度计并且与现有密集式烤房控制仪进行兼容，以便解决传统结构中烤房出现湿球工作不正常导致的烟叶烘烤质量问题，且相比传统结构，更利于后期的维护。

附图说明

附图1为本实用新型配线接头示意图；

附图2为本实用新型温湿度一体传感器结构图；

附图3为本实用新型控制系统结构框图；

附图4为本实用新型温湿度一体传感器接口电路图；

附图5为本实用新型烤房控制仪接口电路图；

附图6为本实用新型电源电路图；

附图7为本实用新型单片机一电路图；

附图8为本实用新型单片机二电路图；

附图9为本实用新型单片机三电路图；

附图10为本实用新型单片机四电路图；

附图11为本实用新型单片机五电路图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

现有密集烤房控制温湿度传感器采用六孔配线连接头(如图1所示)，型号为双排插头6PIN94V0；电路板上插座型号为双排弯座6PIN94V0，管脚一～六依次定义为：上棚干球、上棚湿球、下棚干球、下棚湿球、电源、地。

本实用新型所提供的温湿度一体传感器，为一根5米长的主线，接头为双排插头6PIN94V0，主线分为2.5米长的上棚温湿度传感器和1.5米长的下棚温湿度传感器。上棚和下棚温湿度传感器的结构相同，如图2所示，都包括温度传感器、湿度传感器和与湿度传感器连接的单片机。

本温湿度一体传感器接头采用双排插头6PIN94V0，与现有密集烤房控制仪的干湿球温度计插座兼容；温度传感器选用DS18B20，性能稳定，也是现有密集烤房控制仪采用的传感器；湿度传感器选用SHT30，单片机可以选用51、PIC、 STC和ARM等系列(具体型号为STM32F103ZET6)。本实用新型通过SHT30 取代湿球检测烤房的空气湿度，之后在控制系统中通过单片机将信号传输给密集式烤房控制仪，能够解决传统结构中湿球易出现故障的问题，保障稳定生产。

如图3～11所示，为本实用新型采用温湿度一体化传感器替换干湿球温度计的控制系统和相应电路。

本系统主要包括5个单片机，单片机五用于采集温湿度一体传感器，计算出干球温度和湿球温度，并将数据发送给单片机一、二、三、四，单片机一、二、三、四分别用于模拟下棚干球温度传感器、上棚湿球温度传感器、上棚干球温度传感器、下棚湿球温度传感器。单片机均采用STM8S003F3P6，电源芯片采用XC6206P331MR。

本系统的工作流程：

单片机一、二、三、四的工作流程一样，以单片机一和单片机五之间的通信为例进行说明。

单片机一的工作流程为：

(1)等待接收控制仪的指令；

(2)如果接收到的指令为转换指令，则拉低BTM_DRY_P引脚，如果接收到的指令为读取指令，则跳转至步骤(5)；

(3)等待从UART接收温度数据；

(4)读取UART中的温度数据，跳转至步骤(1)；

(5)按照DS18B20的通信协议，将温度数据发送给控制仪，跳转至步骤 (1)。

单片机五的工作流程为：

(1)等待BTM_DRY_P引脚为低；

(2)读取温湿度一体传感器(下棚)；

(3)根据温度和湿度计算出对应的干球温度和湿球温度；

(4)将湿球温度通过UART发送给单片机一。