专利名称：微机湿度信息处理系统的制作方法
技术领域：
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2系统主程序流程3系统外部中断服务程序流程4系统定时中断服务程序流程5控制输出电路图6打印输出格式在图1中，微机系统5是由一片MCS-48系列的8035或8039单片机，一片EPROM2716，一片74LS373和两片8243构成。其中8243作为接口扩展，并与显示输出电路和控制输出电路相连。干、湿温度信息是从恒流源1与温度传感器2相串联所取出的电压量中获得，并把该电压量送到多路开关电路3的输入端，A/D转换电路4的输入端与多路开关电路3的输出端相连，A/D转换电路4的输出端与微机系统5的P1口相连。其特征是A/D转换电路4是由双斜积分型的14433构成，并且14433的EOC端与微机系统5的INT端相连，采用中断方式对干、湿温度信息进行采集，并算出空气中的相对湿度作为显示、控制、打印和报警的基础，其流程图见图2、图3和图4。单键多功能输入电路是由一个电阻与按键相串联构成，其特征是电阻与按键的节点A与微机系统5的To端相连。打印输出电路8的打印机是由中国专利ZL85203852号专利产品构成，其特征是打印机与微机系统5的BUS口相连，其打印输出格式见图6。
本发明的温、湿度控制输出电路7，其特征是采用的死区控制。报警电路6的振荡电路由一个多谐振荡电路构成，其特征是报警电路6有一个控制端K，当K为高电平时该振荡电路起振并发出报警声响，当K为低电平时停振。显示输出电路9由段、位驱动的LED显示电路构成，并且每位是分时工作的。
图1中的控制输出电路7的进一步构成如图5所示，由驱动电路10、光电耦合电路11和执行电路12构成，其特征是光电耦合电路11和执行电路12是由固态继电器构成。
本发明单键多功能“人机对话”式操作的进一步实施是，先置入温度的给定值，其次是湿度的给定值，最后是时间初值。以第二路温度给定值的十位数置数操作为例，显示电路9将显示“2-℃-1”这三个提示信息，其中“2”表示第2路，“℃”表示温度给定(“H”表示湿度给定)，“1”表示本系统温度给定值的最高位即十位数(“2”表示个位数，依次类推)。与此同时，在显示器上还将以“0-1-2-3-4-5-0……”作循环显示，用户只需在观察到所需的数字按下单键即可。当置量完毕进入正常的以一定速度作轮显、控制的工作状态时，如有键按下则本发明将进入定显和随机手动打印的“人机对话”状态，并依次显示出“1-℃”、“1-H”、“2-℃”……最后是打印提示信息P，如果在显示某一提示信息时按下单键，本发明便进入该提示信息所对应的程序模块完成其规定的操作。例如在显示“1-H”时有键按下，即对第1路的湿度实测值进行监视。
对于LED扫描显示电路、多谐振荡电路、死区控制方案和固定格式打印都是本领域内的技术人员所熟知的。
权利要求
1.一种微机湿度信息处理系统，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、输出电路组成，其特征是干、湿球温度传感器由线性温度传感器构成。
2.根据权利要求1的微机湿度信息处理系统，其特征是线性温度传感器由温敏二极管或温敏三极管构成。
3.根据权利要求1的微机湿度信息处理系统的湿度控制输出电路由驱动电路、耦合电路和执行电路构成，其特征是耦合电路由光电耦合电路构成。
4.根据权利要求1的微机湿度信息处理系统，其特征是单键多功能输入电路的A点与微机系统的To端相连。
5.根据权利要求1的微机湿度信息处理系统，其特征是微机系统由一片MCS-48系列的8035或8039单片机、一片74LS373、一片2716EPROM和二片8243构成。
6.根据权利要求1的微机湿度信息处理系统，其特征是A/D转换电路由14433构成。
7.根据权利要求1的微机湿度信息处理系统，其特征是14433的EOC端与微机系统的INT端相连。
8.根据权利要求3，其特征是光电耦合电路和执行电路两者是由固态继电器构成。
全文摘要
一种微机湿度信息处理系统。由干、湿球线性温度传感器构成的温度转换电路、多路开关电路、A/D转换电路、单片微机系统、输入电路、输出电路组成，具有对温、湿度进行自动测量、控制、超限报警和打印功能，并用一个按键实现的“人机对话”式给定输入、定显和随机手动打印功能。适用于工、农业生产，科研、气象、仓贮等行业对湿度的高精度测控以及恶劣环境的高可靠低成本的要求。
文档编号G05D22/02GK1047738SQ8910378
公开日1990年12月12日 申请日期1989年5月29日 优先权日1989年5月29日
发明者王先鹤 申请人:王先鹤