专利名称：一种自动控制书库湿度的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种控制湿度的装置和方法，尤其是一种自动控制图书馆书库湿度的装置和方法。
背景技术：
湿度对书的保存质量有着直接影响，当书库的相对湿度保持在一定的范围之内，有利于对图书的养护，避免因湿度的大范围变化造成结露或者材质收缩现象。现有的书库湿度控制装置主要有二类:①采用除湿机手工除湿加湿，需要人工干预；②使用恒湿精密调节系统，效果好，成本高昂，功耗大。
发明内容
为了解决现有书库湿度控制装置存在的上述技术问题，本发明提供一种结构简单、控制方便的自动控制书库湿度的装置和方法。为解决上述技术问题，本发明所述装置所采用的技术方案为:包括控制器，连接到控制器输入接口的室内湿度传感器、室外湿度传感器、键盘，连接到控制器输出接口的加湿机、除湿机、换气扇和显不器。一种自动控制书库湿度的方法，所述方法通过在所述书库湿度控制装置执行以下步骤实现:
A、按照控制规则列出设备控制查询表，控制方法通过查表实现，控制规则是:
⑴在换气扇、去湿机、加湿机3个设备中，任何情况下，最多只启动其中的I个设备处于工作状态；
⑵室内湿度处于正常区间时，不启动运行换气扇、去湿机、加湿机中的任何设备；
⑶当室外湿度正常，室内湿度不正常时，启动换气扇换气，在室内湿度进入正常范围区间后，停止换气；对换气扇连续工作的时间进行计时，其连续工作小于规定时间时，令标志T = 0，连续工作超过规定时间时，令标志T=I;
⑷当室外湿度正常，已经启动换气扇连续换气，超过规定时间后室内湿度仍不正常时，停止换气扇换气，室内湿度超干燥时启动加湿机，室内湿度超潮湿时启动去湿机；
(5)当室内、室外湿度都在超干燥区时，启动加湿机加湿，只有当室内湿度达到湿度正常区间上区后，停止加湿，湿度正常区间下区为加湿的不灵敏区，防止加湿机的频繁启动；
(6)当室内、室外湿度都在超潮湿区时，启动去湿机加湿，只有当室内湿度达到湿度正常区间下区后，停止去湿，湿度正常区间上区为去湿的不灵敏区，防止去湿机的频繁启动；
(7)室内湿度与室外湿度都被量化成4个等级，代表的含义分别为:0——湿度处于超干燥区间；1—湿度处于正常范围内的下区，即偏干燥区间；2—湿度处于正常范围内的上区，即偏潮湿区间；3—湿度处于超潮湿区间；量化时，湿度正常范围内的上区、下区区间大小相同；
(8) 设备当前控制状态也共有4种情况，代表的含义分别为:0—换气扇、去湿机、力口湿机全部停止运行；1—只有换气扇运行；2—只有去湿机运行；3—只有加湿机运行；
B、在控制器启动后，首先进行系统初始化操作，关闭所有设备、开放中断等；
C、进行键盘扫描、控制显示器显示，等待Imin定时中断信号； D、lmin定时时间到，对室内湿度进行采样，采样值量化为4个等级，量化值送Xl;对室外湿度进行采样，采样值量化为4个等级，量化值送X2 ；
E、对换气扇连续工作的时间进行计时，如果换气扇正在工作且其连续工作时间超过规定时间时，令标志T = I,否则令标志T = O;
F、根据X1、X2、T和YO的值计算控制表查询偏移值K，YO为设备当前控制状态；
G、根据查询偏移值K查控制表，获取新的设备控制状态Y1，根据Yl进行设备控制:Y1=0，停止所有设备的运行；Y1 = 1，只保持换气扇运行；Y1 = 2，只保持去湿机运行；Y1 =3，只保持加湿机运行；
H、将新的设备控制状态Yl保存至设备当前控制状态YO中，返回步骤C。本发明的有益效果在于:当室外湿度正常，室内湿度不正常时，用换气扇换气的方法使室内湿度进入正常范围，降低了整体功耗；控制方法容易实现；书库湿度控制装置启动后，能实现无人监控自动工作。
图1是一种自动控制书库湿度的装置的原理框图。图2是一种自动控制书库湿度的方法的流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步说明。参见图1，本发明包括控制器1，分别连接到控制器I输入接口 IN1、IN2、IN3的室内湿度传感器2、室外湿度传感器3、键盘4，分别连接到控制器输出接口 0UT1、0UT2、0UT3、0UT4的加湿机5、除湿机6、换气扇7和显示器8。所述的控制器I是单片机。室内湿度传感器2、室外湿度传感器3分别用于对室内湿度和室外湿度进行采样，转换成数字量后送入控制器I。加湿机5由控制器I控制，用于对干燥的室内空气进行加湿。去湿机6由控制器I控制，用于对超湿的室内空气进行去湿。换气扇7由控制器I控制,用于进行室内室外换气,减少加湿机5或者去湿机6的运行时间，节省能耗。键盘4用于设定湿度正常范围的上限值、下限值和换气扇7的连续运行规定时间。显示器8采用液晶显示器显示控制器I的相关信息。一种自动控制书库湿度的方法，图2是实现该方法的流程图，所述方法通过在所述书库湿度控制装置执行以下步骤实现:
1、按照控制规则列出设备控制查询表，控制方法通过查表实现，控制规则是:
(I)在换气扇7、去湿机6、加湿机5等3个设备中，任何情况下，最多只启动其中的I个设备处于工作状态；
⑵室内湿度处于正常区间时，不启动运行换气扇7、去湿机6、加湿机5中的任何设
备;
(3)当室外湿度正常，室内湿度不正常时，启动换气扇7换气，在室内湿度进入正常范围区间后，停止换气；对换气扇7连续工作的时间进行计时，其连续工作小于规定时间时，令标志T = O,连续工作超过规定时间时,令标志T = I;
⑷当室外湿度正常，已经启动换气扇7连续换气，超过规定时间后室内湿度仍不正常时，停止换气扇7换气，室内湿度超干燥时启动加湿机5，室内湿度超潮湿时启动去湿机6 ;
(5)当室内、室外湿度都在超干燥区时，启动加湿机5加湿，只有当室内湿度达到湿度正常区间上区后，停止加湿，湿度正常区间下区为加湿的不灵敏区，防止加湿机5的频繁启动；
(6)当室内、室外湿度都在超潮湿区时，启动去湿机6加湿，只有当室内湿度达到湿度正常区间下区后，停止去湿，湿度正常区间上区为去湿的不灵敏区，防止去湿机6的频繁启动；
(7)室内湿度与室外湿度都被量化成4个等级，代表的含义分别为:0——湿度处于超干燥区间；1—湿度处于正常范围的下区，即偏干燥区间；2—湿度处于正常范围的上区，即偏潮湿区间；3—湿度处于超潮湿区间；量化时，湿度正常范围内的上区与下区区间大小相同；
(8)设备当前控制状态也共有4种情况，代表的含义分别为:0—换气扇、去湿机、力口湿机全部停止运行；1—只有换气扇运行；2—只有去湿机运行；3—只有加湿机运行；
按照上述控制规则列出的设备控制查询表如表I所示，表I中的控制数据按照T = O的数据在前、T = I的数据在后，按行依次存放在存储器中，总共占用128个单元；
表I
室外湿度X2 O (超干燥区)I (正常下区):(正常上区)3 (趄潮湿区)
T=O时当前控制状态 O I: 3 O I 2 3O I 2 3O I:
室 β (超干燥区)3 3 3 3 111311131113
_I (正常下区)O O O 3 O O O 3 O C O 3 O O O 3
湿'
度2 (正常上区)O O: O O O 2 O O O 2 O O O 2 O
XlM 超潮湿区)11:1112111:12:22
室外湿度X: O (超干燥区)I (正常下区)2 (正常上区)5 (超潮湿区)
I=I时当前控制状态 0 12 5 O I: 3 O I 2 5 O I 2 3
室 O (超干燥区)3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 3 3 3 J 3
内 I (正常下区)O O O 3 O O O 5 O O O 3 O O O I
■湿
Λ:(正常上区)O C! I U O O I O O O 2 O O O I O
iSL.Xl 3 (filiSE) 2222222222222222
2、在控制器I启动后，首先进行系统初始化操作，关闭所有设备、开放中断等；
3、控制键盘4进行键盘扫描，控制显示器8显示，等待Imin定时中断信号；
4、lmin定时时间到，对室内湿度进行采样，采样值量化为4个等级，量化值送Xl;对室外湿度进行采样，采样值量化为4个等级，量化值送X2 ；
5、对换气扇7连续工作的时间进行计时，如果换气扇7正在工作且其连续工作时间超过规定时间时，令标志T = I,否则令标志T = O;
6、计算控制表查询偏移值K，计算公式:K= XlX 16 + X2X4 + YO + TX64 ;式中的YO为设备当前控制状态；
7、根据查询偏移值K查控制表，获取新的设备控制状态Υ1，根据Yl进行设备控制:Υ1=0，停止所有设备的运行；Y1 = 1，只保持换气扇7运行；Y1 = 2，只保持去湿机6运行；Yl = 3，只保持加湿机5运行；
8、将新的设备控制状态Yl保存至设备当前控制状态YO中，返回步骤3。
权利要求
1.一种自动控制书库湿度的装置，其特征在于，包括: 加湿机，用于书库室内超干燥时进行加湿； 除湿机，用于书库室内超潮湿时进行除湿； 换气扇，用于书库室内湿度不正常、室外湿度正常时的室内外通风换气； 控制器，连接至所述加湿机、除湿机、换气扇，并对他们的运行进行控制；以及室内湿度传感器，用于检测书库室内空气湿度信息，并连接至所述控制器，将室内湿度信息反馈至所述控制器； 室外湿度传感器，用于检测书库室外空气湿度信息，并连接至所述控制器，将室外湿度信息反馈至所述控制器。
2.根据权利要求1所述的一种书库湿度自动控制装置，其特征在于:还包括键盘，用于将控制参数输入至所述控制器。
3.根据权利要求2所述的一种书库湿度自动控制装置，其特征在于:还包括显示器，用于显示所述控制器的控制 信息。
4.根据权利要求3所述的一种书库湿度自动控制装置，其特征在于:控制器是单片机。
5.一种自动控制书库湿度的方法，包括利用权利要求1至4中任一项所述的装置执行的以下步骤所述方法: 步骤一，按照控制规则列出设备控制查询表，控制方法通过查表实现，控制规则是， ⑴在换气扇、去湿机、加湿机3个设备中，任何情况下，最多只启动其中的I个设备处于工作状态； ⑵室内湿度处于正常区间时，不启动运行换气扇、去湿机、加湿机中的任何设备； ⑶当室外湿度正常，室内湿度不正常时，启动换气扇换气，在室内湿度进入正常范围区间后，停止换气；对换气扇连续工作的时间进行计时，其连续工作小于规定时间时，令标志T = O，连续工作超过规定时间时，令标志T = I; ⑷当室外湿度正常，已经启动换气扇连续换气，超过规定时间后室内湿度仍不正常时，停止换气扇换气，室内湿度超干燥时启动加湿机，室内湿度超潮湿时启动去湿机； (5)当室内、室外湿度都在超干燥区时，启动加湿机加湿，只有当室内湿度达到湿度正常区间上区后，停止加湿，湿度正常区间下区为加湿的不灵敏区，防止加湿机的频繁启动； (6)当室内、室外湿度都在超潮湿区时，启动去湿机加湿，只有当室内湿度达到湿度正常区间下区后，停止去湿，湿度正常区间上区为去湿的不灵敏区，防止去湿机的频繁启动； (7)室内湿度与室外湿度都被量化成4个等级，代表的含义分别为:0——湿度处于超干燥区间；1—湿度处于正常范围内的下区，即偏干燥区间；2—湿度处于正常范围内的上区，即偏潮湿区间；3—湿度处于超潮湿区间； (8)设备当前控制状态也共有4种情况，代表的含义分别为:0—换气扇、去湿机、力口湿机全部停止运行；1—只有换气扇运行；2—只有去湿机运行；3—只有加湿机运行； 步骤二，在控制器启动后，首先进行系统初始化操作，关闭所有设备、开放中断等； 步骤三，进行键盘扫描、控制显示器显示，等待Imin定时中断信号； 步骤四，Imin定时时间到，对室内湿度进行采样，量化为4个等级，量化值送Xl ;对室外湿度进行采样，量化为4个等级，量化值送X2 ；步骤五，对换气扇连续工作的时间进行计时，如果换气扇正在工作且其连续工作时间超过规定时间时，令标志T = I,否则令标志T = O; 步骤六，根据X1、X2、T和YO的值计算控制表查询偏移值K，YO为设备当前控制状态；步骤七，根据查询偏移值K查控制表，获取新的设备控制状态Υ1，根据Yl进行设备控制Υ1=0，停止所有设备的运行；Y1 = 1，只保持换气扇运行；Y1 = 2，只保持去湿机运行；Y1=3，只保持加湿机运行； 步骤八，将新的设备控制状态Yl保存至设备当前控制状态YO中，返回步骤三。
6.根据权利要求5所述的一种自动控制书库湿度的方法，其特征在于所述室内湿度与室外湿度都被量化成4个等级，量化时，等级I——湿度处于正常范围内的下区的区间与等级2—湿度处于正常范围内的上区的区间大小相同。
全文摘要
一种自动控制书库湿度的装置，包括控制器，连接到控制器输入接口的室内湿度传感器、室外湿度传感器、键盘，连接到控制器输出接口的加湿机、除湿机、换气扇和显示器。一种自动控制书库湿度的方法，首先按照控制规则列出设备控制查询表，控制方法通过查表实现，查表查询偏移值K由室内湿度量化值、室外湿度量化值、换气扇连续工作超时标志、设备的当前控制状态共同计算。本发明结构简单，整体功耗低，控制方法容易实现，适用于实现图书馆书库湿度的自动控制。
文档编号F24F11/02GK103216924SQ20131019163
公开日2013年7月24日 申请日期2013年5月22日 优先权日2013年5月22日
发明者汤彩珍, 凌云, 彭琼林, 陈欢, 李飞 申请人:湖南工业大学