基于pid控制的室内环境监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及室内环境监控领域，特别是一种基于PID控制的室内环境监控系 统。
【背景技术】
[0002] 为了满足现代家庭对于居住环境的不同需求，即可以随时对环境的温湿度进行智 能调节，对于不利情况能够及时的作出显示，以及能够采取相应的措施以提醒用户进行调 整，以达到最适宜的温湿度。目前，市面上传统的温湿度的检测存在诸多问题。
[0003] 传统的温度检测系统都没有对室内的温度和湿度等指标进行全面的检测，所得出 的数据不尽如人意。由于涉及到环境的温度和湿度的多变量控制，而温度和湿度的干扰因 素有很多，而在某些对室内环境要求很高的场合，需要根据外界的温度来确定室内的最优 温度，则需要对参数进行重新设定，这对操作人员的要求非常高，比较浪费时间。传统的温 度检测系统对室内的温度、湿度调节的效率和灵活性都不高。有些传统的温度检测系统还 需要人工干预，操作起来相当繁琐。常规的采用单片机的控制无法满足环境的各种变化。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的是：提供一种基于PID控制的室内环境监控系统，它能够实时 高效地监控室内的温湿度，以达到最适宜的室内温湿度的要求。
[0005] 本实用新型的基于PID控制的室内环境监控系统的技术方案是：一种基于PID控 制的室内环境监控系统，包括控制器，至少一传感检测模块；
[0006] 所述传感检测模块安装于室内；所述传感检测模块用于采集室内温湿度的信息和 传递采集的信息；
[0007] 所述控制器内设置有一集成电路板；
[0008] 所述集成电路板上设置有
[0009] -PID控制模块，所述PID控制模块用于接收和处理所述传感检测模块传递至的 温湿度信息，以及传递处理后的温湿度信息；
[0010] 一中央控制器，所述中央控制器用于接收和处理所述PID控制模块传递至的温湿 度的信息，并获得相对的温湿度值，以及传递获得的温湿度值；
[0011] 一远程控制模块，所述远程控制模块接收所述中央控制器传递至的温湿度值，以 及控制空调运行；
[0012] 所述控制器还设置有一按键模块、一显不模块、一电源模块，
[0013] 所述按键模块连接于所述中央控制器，所述按键模块用于设置供所述中央控制器 比较的预定的温湿度的阀值；
[0014] 所述显示模块连接于所述中央控制器，所述显示模块用于显示室内的温湿度以及 其他运行的参数；
[0015] 所述电源模块用于提供电源。
[0016] 下面对上述技术方案进行进一步解释。
[0017] 所述传感检测模块为DHT21温湿度复合传感器；所述DHT21温湿度复合传感器包 括一电阻式感湿原件和一 NTC测温元件。
[0018] 所述远程控制模块为红外线发射模块。
[0019] 所述按键模块上设置有以1到9表示设置温度的数字按键以及以A、B、C表示的打 开、关闭、常亮按键。
[0020] 所述中央控制器为数字信号处理器。
[0021] 本实用新型的优点是：本实用新型的基于PID控制的室内环境监控系统，它能够 有效的对室内的温湿度进行检测并实时的加以监控；及时调整室内温度，满足人们对室内 温湿度的环境要求；而且抗干扰能力强，系统结构简单，成本低廉；操作方便，安全可靠。
【附图说明】
[0022] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
[0023] 图1是本实用新型实施例的室内各模块安装结构示意图。
[0024] 图2是本实用新型实施例的控制器外部结构示意图。
[0025]图3是本实用新型实施例的电路板各模块关系示意图。
[0026] 图4是本实用新型实施例的步骤流程图。
[0027] 其中：1控制器；2集成电路板2 ;3传感检测模块；4空调；11按键模块；12显示 模块；13电源模块；21 PID控制模块；22中央控制器；23远程控制模块。
【具体实施方式】
[0028] 实施例1:如图1所示，一种基于PID控制的室内环境监控系统，包括控制器1、至 少一传感检测模块3、空调4。传感检测模块3安装于室内；传感检测模块3用于采集室内 温湿度的信息和传递采集的信息。传感检测模块3为DHT21温湿度复合传感器；所述DHT21 温湿度复合传感器包括一电阻式感湿原件和一 NTC测温元件。
[0029] 如图2所不，控制器1设置有一按键模块11、一显不模块12、一电源模块13。
[0030]其中。
[0031] 按键模块11连接于中央控制器22,按键模块11设置于控制器1的正面下部，按键 模块11上设置有以1到9表示设置温度的数字按键以及以A、B、C表示的打开、关闭、常亮 按键。按键模块11用于设置供中央控制器22比较的预定的温湿度的阀值。
[0032] 显示模块12为LED/IXD显示屏。使用IXD显示屏时，IXD显示屏的型号为1602IXD。 显示模块12连接于中央控制器22,显示模块12设置于控制器1的正面上部，显示模块12 用于显示室内的温湿度以及其他运行的参数。
[0033] 电源模块13设置于控制器1内，电源模块13用于提供电源。
[0034] 如图3所示，控制器1内设置有集成电路板2。
[0035] 集成电路板2内设置有如下模块。
[0036] 一 PID控制模块21，PID控制模块21采用PID控制，目的是为了应对室内的多变 量以及对PID控制模块21的参数进行在线调整。PID控制模块21用于接收和处理所述传 感检测模块3传递至的温湿度信息，以及传递处理后的温湿度信息。
[0037] 由于实际在温度、湿度的调节过程中，干扰因素有很多，特别是一些对温湿度要求 比较高的场合，如养殖场等。故本实施例采用自适应的PID控制模块21，它能够根据系统偏 差e、偏差率e'以及调节质量，自动调整PID参数，使得系统的稳定性和抗干扰能力更强，对 温度、湿度实施自动反馈调节。
[0038] 当PID控制模块21进行信息处理时，把系统的温度误差和误差的变化率作为自适 应控制模块的输入，自适应控制模块对输入进行处理，从而实现在线调整PID控制模块21 的参数变化量，实现PID的自适应控制。其所采用的温湿度自适应调节公式如下所示。
[0039] e (t) = r (t) - y⑴。
[0040]ec (t) = e (t)-e (t_l)〇
[0041] 其中，r(t)为预设定的温湿度阀值；y(t)为传感检测模块3测定的室内温湿度值； ec(t)为前后两次时间所测的温度误差的差值。
[0042] 若设自适应调节后e(t)值为E(t)、ec(t)值为EC(t);所述PID控制模块21的控 制参数调整如下所示。
[0043]KP (t) = KP (0) + AKP *QP〇
[0044] Kjt) = K"0) + A & *Qi〇
[0045] Kd(t) = K d(0) + A K d*Qd。
[0046] 其中，KP(0)、1(0)、Kd(0)是根据e(t)而设定的PID控制模块21的参数；AKP、 AKpAKd为参数调整参值；〇1>4為为调整因子。
[0047] PID的给定值r (t)是由Kp (0)、Ki (0)、Kd (0)的值和e(t)而设定的。
【主权项】
1. 一种基于PID控制的室内环境监控系统，其特征在于：包括控制器，至少一传感检测 丰吴块； 所述传感检测模块安装于室内；所述传感检测模块用于采集室内温湿度的信息和传递 米集的彳目息； 所述控制器内设置有一集成电路板 所述集成电路板上设置有 一PID控制模块，所述PID控制模块用于接收和处理所述传感检测模块传递至的温湿 度信息，以及传递处理后的温湿度信息； 一中央控制器，所述中央控制器用于接收和处理所述PID控制模块传递至的温湿度的 信息，并获得相对的温湿度值，以及传递获得的温湿度值； 一远程控制模块，所述远程控制模块接收所述中央控制器传递至的温湿度值，以及控 制空调运行； 所述控制器还设置有一按键模块、一显示模块、一电源模块， 所述按键模块连接于所述中央控制器，所述按键模块用于设置供所述中央控制器比较 的预定的温湿度的阀值； 所述显示模块连接于所述中央控制器，所述显示模块用于显示室内的温湿度以及其他 运行的参数； 所述电源模块用于提供电源。
2. 根据权利要求1所述的基于PID控制的室内环境监控系统，其特征在于：所述传感 检测模块为DHT21温湿度复合传感器；所述DHT21温湿度复合传感器包括一电阻式感湿原 件和一NTC测温元件。
3. 根据权利要求1所述的基于PID控制的室内环境监控系统，其特征在于：所述远程 控制模块为红外线发射模块。
4. 根据权利要求1所述的基于PID控制的室内环境监控系统，其特征在于：所述按键 模块上设置有以1到9表示设置温度的数字按键以及以A、B、C表示的打开、关闭、常亮按 键。
5. 根据权利要求1所述的基于PID控制的室内环境监控系统，其特征在于：所述中央 控制器为数字信号处理器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于PID控制的室内环境监控系统，包括控制器；所述控制器内设置有集成电路板；至少一传感检测模块，所述集成电路板内设置有一PID控制模块；一中央控制器，一远程控制模块；所述控制器还设置有一按键模块、一显示模块、一电源模块，所述按键模块连接于所述中央控制器；显示模块连接于所述中央控制器。本实用新型能够有效的对室内的温湿度进行检测并实时的加以监控；及时调整室内温度，满足人们对室内温湿度的环境要求；而且抗干扰能力强，系统结构简单，成本低廉；操作方便，安全可靠。
【IPC分类】F24F11-02
【公开号】CN204494697
【申请号】CN201520002472
【发明人】郭佳佳, 董玉龙, 王海群, 王致杰, 林贞汛, 王杰, 管冰岩, 刘桂英
【申请人】上海电机学院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月5日