专利名称：一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气控制柜的高低压系统技术领域，具体来说是涉及一种新型开 关柜柜内湿度检测和控制及报警系统。
背景技术：
目前，电气控制柜越来越广泛地普及开来，为了有效地控制电气开关柜内部的湿 度，防止开关柜整体的绝缘性降低，防止因端子间爬电而引起继电器保护误动作事故，防止 因绝缘爬电而引起的开关误动作或低温环境引起的机构失灵，对工厂配电用高低压开关柜 进行湿度检测及控制成为一项很有必要完成的课题。
发明内容针对上述情况，本实用新型提供一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系 统，以有效地控制电气开关柜内部的湿度，使柜内的湿度不超过电气元器件安全工作的湿 度值，解决因湿度过大使开关柜整体绝缘性降低、导致端子间爬电而引起继电器保护误动 作、造成绝缘爬电而引起的开关误动作或低温环境引起机构失灵的问题。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，其特征在于，包括一湿度传感 器，所述湿度传感器设置于要检测的开关柜柜内，湿度传感器的输出端连接一信号检测和 转换电路的输入端，所述信号检测和转换电路的输出端连接一 A/D转换器的输入端，所述 A/D转换器的输出接口安装在一单片机相应的接口上。进一步，所述单片机还包括另外六个接口 ；其中，一个接口连接一译码器的输入 端，所述译码器的输出端连接一显示器；一个接口连接一报警装置的输入端；一个接口连 接控制系统；一个接口连接一 D/A转换器的输入端，所述D/A转换器的输出端连接控制系统 的一个输入端；一个接口连接键盘；一个接口上设置一接口芯片，所述接口芯片与一上位 计算机连接。进一步，所述单片机上还设置有参数存储模块、电源检测模块、复位电路和时钟。进一步，所述单片机的型号为AT89C51。进一步，所述接口芯片的型号为MAX232 ；所述报警装置包括一小型继电器；所述 控制系统包括风扇和加热器，所述风扇和加热器安装在要检测的开关柜柜内；所述键盘为 矩阵式键盘；所述显示器内设置有LED数码管或带背光的IXD。进一步，所述参数存储模块的型号为EEPR0M-MC16。进一步，所述湿度传感器采用高精度电容式相对湿度传感器。湿度传感器、单片机、控制系统、显示器和键盘的设置使本实用新型能够对湿度进 行上、下限设置，并实时显示开关柜内湿度值，根据不同状态进行综合控制；方便不同用户 和不同场合的使用。复位电路集断电数据保存功能、看门狗功能、上电掉电复位功能、电源 电压监控功能于一身，大大简化了本实用新型的硬件设计，成本低、系统功耗少。本实用新型通过对开关柜内湿度的监控，使柜内湿度不超过电气元器件安全工作的湿度值，从而大 大提高了开关柜内电气元器件工作的安全性和可靠性。
图1为本实用新型一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统的结构和原 理示意图。图2为本实用新型一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统的湿度越限 控制示意图。图3为本实用新型一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统的参数存储 模块EEPR0M-MC16与单片机AT89C51的接口电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参见图1，一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，包括一湿度传感器 100，所述湿度传感器100设置于要检测的开关柜柜内，湿度传感器100的输出端连接一信 号检测和转换电路Iio的输入端，所述信号检测和转换电路110的输出端连接一 A/D转换 器200的输入端，所述A/D转换器200的输出接口安装在一单片机300相应的接口上。所述单片机300还包括另外六个接口 ；其中，一个接口连接一译码器310的输入 端，所述译码器310的输出端连接一显示器400 ；—个接口连接一报警装置500的输入端； 一个接口连接控制系统600 ； 一个接口连接一 D/A转换器700的输入端，所述D/A转换器700 的输出端连接控制系统600的一个输入端；一个接口连接键盘320 ；—个接口上设置一接口 芯片330，所述接口芯片330与一上位计算机800连接。所述单片机300上还设置有参数存 储模块；340、电源检测模块350、复位电路360和时钟370。所述单片机300的型号为AT89C51。所述接口芯片330的型号为MAX232 ；所述报 警装置500包括一小型继电器；所述控制系统600包括风扇和加热器，所述风扇和加热器安 装在要检测的开关柜柜内；所述键盘320为矩阵式键盘；所述显示器400内设置有LED数码 管或带背光的IXD。所述参数存储模块340的型号是EEPR0M-MC16。所述湿度传感器100 采用高精度电容式相对湿度传感器。参见图2，开关柜内因湿度超过用电设备允许范围，湿度的显示和报警，对操作人 员的正确应对和处理有着及其重要意义；本实用新型主要是针对开关柜的湿度进行控制， 因此要求的湿度不是一个点，而是一个范围，所以通过键盘320为控制系统600设定一个湿 度点M0，在湿度点Mtl的上限M1 (即上限报警值)和下限M2 (即上限复位值)附近设定一个回 差带。而在不同的时间t开关柜内的湿度不停变化。湿度传感器100实现对湿度的采集，然后湿度传感器100的信号通过信号检测和 转换电路110将变化的电容转换成与之对应的变化的电压，再由A/D转换器200把模拟电 压信号转换为数字信号并送入到单片机300中进行处理。湿度传感器100采用高精度的电 容式相对湿度传感器，其特点是尺寸小、响应时间快、线性度好、湿度系数小、可靠性高和稳 定性好。[0022]单片机300 (AT89C51)作为本实用新型的核心部分，主要负责将A/D转换器200 采集到的数据进行处理并送至显示器400进行实时显示，响应键盘320的输入，查看或修改 用户设定的湿度上限报警值M1和上限复位值M2。A/D转换器200负责把模拟电压信号转换为数字信号，它具有片内采样_保持电 路，还有差分高阻抗基准电压输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围。它通过接口与单 片机300 (AT89C51)接口相连，不仅简化了本实用新型整体系统的设计，减少电路板的占用 空间；而且提高了本实用新型的可靠性，分辨率也较高。复位电路360集断电数据保存功能、看门狗功能、上电掉电复位功能、电源电压监 控功能于一身，这样的组合大大简化了本实用新型的硬件设计，降低了本实用新型的成本 和系统功耗。为了对采集到的数据进行进一步的处理，本实用新型可以将数据从单片机300传 送至上位计算机800。参见图1，本实用新型单片机300 (AT89C51)具有串行通讯接口，可 通过接口芯片330 (MAX232)，实现TTL电平和RS-232C接口电平之间的转换，从而单片机 300 (AT89C51)和上位计算机800串行通信便可以顺利进行。键盘320的电路是单片机应用系统最常用的人机接口电路，用它可以完成湿度值 的设定、移位、加1、减1、清零、前翻页、和后翻页等功能。显示器400使本实用新型能够进行信息的实时显示。参数存储模块340 (EEPR0M-MC16)进行掉电前的参数存储，使掉电后上次设定的 参数不至于丢失。参数存储模块340 (EEPR0M-MC16)与单片机300 (AT89C51)的接口电 路参见图3。本实用新型是一个智能化的系统，在软件方面主要包括以下三项1、采样单片机300 (AT89C51)内设置有能够控制A/D转换电路正常工作的采样程序。2、显示单片机300 (AT89C51)内设置有把采样得来的数据进行滤波、二到十进制 数据转换并以十进制四位精度显示的程序。3、通信单片机300 (AT89C51)内设置有能够把显示的数据通过串行通讯接口传 送到管理级的上位计算机800的程序；然后由上位计算机把接收的数据进行处理。工作时，预先从键盘320输入一个湿度范围(上限报警值M1和上限复位值M2),通过 湿度传感器100检测出环境的湿度，由显示器400显示出当时的湿度。当湿度高于上限报 警值M1时，通过单片机300的一个I/O接口驱动小型继电器使报警装置500发声，控制系统 600发出相应的操作命令，启动风扇或加热器，把湿汽排出，使湿度降低，当湿度低于上限复 位值M2时，才停止除湿动作。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会 有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要 求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，其特征在于，包括一湿度传感器， 所述湿度传感器设置于要检测的开关柜柜内，湿度传感器的输出端连接一信号检测和转换 电路的输入端，所述信号检测和转换电路的输出端连接一 A/D转换器的输入端，所述A/D转 换器的输出接口安装在一单片机相应的接口上。
2.根据权利要求1所述的一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，其特征在 于，所述单片机还包括另外六个接口；其中，一个接口连接一译码器的输入端，所述译码器 的输出端连接一显示器；一个接口连接一报警装置的输入端；一个接口连接控制系统；一 个接口连接一D/A转换器的输入端，所述D/A转换器的输出端连接控制系统的一个输入端； 一个接口连接键盘；一个接口上设置一接口芯片，所述接口芯片与一上位计算机连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，其特征在 于，所述单片机上还设置有参数存储模块、电源检测模块、复位电路和时钟。
4.根据权利要求1所述的一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，其特征在 于，所述单片机的型号为AT89C51。
5.根据权利要求2所述的一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，其特征 在于，所述接口芯片的型号为MAX232 ；所述报警装置包括一小型继电器；所述控制系统包 括风扇和加热器，所述风扇和加热器安装在要检测的开关柜柜内；所述键盘为矩阵式键盘； 所述显示器内设置有LED数码管或带背光的LCD。
6.根据权利要求3所述的一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，其特征在 于，所述参数存储模块的型号为EEPR0M-MC16。
7.根据权利要求1所述的一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，其特征在 于，所述湿度传感器采用高精度电容式相对湿度传感器。
专利摘要一种新型开关柜柜内湿度检测和控制及报警系统，包括湿度传感器，湿度传感器的信号依次通过信号检测和转换电路、A/D转换器后输入到单片机。单片机通过与其连接的显示器显示实时湿度值，通过与其连接的报警装置实现湿度值超标的报警，通过与其连接的控制系统进行除湿；通过键盘实现人机交换以及湿度上限值等参数的设置，方便不同用户和不同场合的使用；通过接口芯片连接一对检测数值进行保存、打印等操作的上位计算机；通过单片机上设置的复位电路实现断电数据保存、上电掉电复位、电源电压监控等功能，简化硬件设计，成本低、系统功耗少；使开关柜内湿度不超过电气元器件安全工作的湿度值，提高了开关柜内电气元器件工作的安全性和可靠性。
文档编号G08B21/20GK201903951SQ20102068393
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者王祖峰 申请人:上海纳杰电气成套有限公司