紡織車間溫濕度監控系統設計摘要：全自動化“智慧車間”正逐步走向現實，其中溫濕度監控系統應用越來越多，但紡織車間溫濕度依然存在調控不精確、不及時和設備落后等現象。針對未來全自動化生產中的溫濕度監控系統進行研究，論述基于單片機的溫濕度全自動無線監控系統，介紹相關硬件電路、無線通信和程序以及具體實現方法。關鍵詞：溫濕度控制全自動多路采集無線傳輸0引言溫濕度監控系統是一種用于紡織品生產車間為提高產品質量的的自動調控系統，其對控制的溫濕度具有較高靈敏度與精確度要求。隨著近年來高科技技術和新興產業相互結合的創新型發展，新一代空調的變頻調速技術不斷進步，紡織業已經凸現出一系列如手工生產效率低下，設備陳舊老化等問題。所以設計“智慧車間”體系中的溫濕度監控系統具有非常意義，它能使紡織車間內空氣的溫度、濕度、流速和新鮮度等滿足生產需求并維持需求條件，同時改善工作環境，盡量保證工作人員舒適工作，保障生產效率，提高產品質量。系統將多路采集、全自動化、無線通信和變頻空調集成與一體，使生產狀況可視化、生產操作簡單化。1系統整體設計本系統采用STC15F2K60S作為系統主控芯片，設計系統對應電路和編寫系統代碼，完成自動監控系統。系統分為硬件設計和軟件部分設計，硬件設計主

要為多路傳感器采集設計和整體電路設計，軟甲部分主要是WiFi模塊的無線通信和手機APP的設計。系統共分為多路溫濕度傳感器、液晶屏幕顯示、預警報警、繼電器輸出、按鍵輸入、WiFi模塊無線通信和手機APP設計。多路溫濕度傳感器，分時多點采集溫濕度數據，分別對各部分傳感器設置不同范圍；液晶屏幕顯示溫濕度范圍，報警和繼電器工作狀態，以及界面切換；繼電器調控各個變頻空調的工作頻率；預警報警負責系統溫濕度超限時警示作用；微型按鍵修改數值，操作系統；WiFi模塊用于傳遞手機APP和單片機的控制命令與狀態信息；手機APP連接WiFi監控系統。圖1系統框圖多路溫濕度傳感器飭織車間圖1系統框圖多路溫濕度傳感器飭織車間2系統硬件設計系統硬件分為單片機電路、多路傳感器采集電路、預警報警電路、輸出控制電路、按鍵輸入電路、串口電路設計和電源設計。2.1電源設計系統需5V電壓供電，用變壓器將電壓降為10V,經過橋式整流電路將交流電轉化為直流電，利用三端集成穩壓器LM7805降為5V，如有需要再經過三極管降壓。最后穩壓器和電解電容等去除干擾，保證電壓穩定地供應系統工作。2.2輸出電路設計在弱電轉強電過程中會產生一些干擾因素，為加強弱電的電氣隔離，在繼電器前一級增加光耦進行隔離，但光耦電流為30mA，不足以使繼電器工作，因此在前一級加入三極管，放大輸出電流。P2口引腳接到光耦輸入側發光二極管的陰極，接上驅動繼電器的三極管，基極的電磁限流驅動電阻值選擇4.7KQ，光耦電源輸入側陽極上的電磁限流驅動電阻選擇470Q，繼電器只在它的溫濕度高于等于設定值時才進行開關動作。2.3多路傳感器采集電路要求每個傳感器電壓保持在5V，溫度精度為±0.5C，濕度誤差為±3.0%RH，選用SHT20溫濕度傳感器。其類似I2C的雙線通信，傳感器數量很多，采用74HC138譯碼器和74HC573鎖存器，將11引腳輸出轉化為最多8*8引腳，并將傳感器的工作時間分散開。138譯碼器的三輸入端連接控制8輸出端，與低電平再經過74HC02或非門，連接到573鎖存器，多個573鎖存器的8輸入端共同連接到單片機8個引腳，其8輸出端連接4個SHT20傳感器，這樣就可鎖存數據，達到單片機每次只讀取4個傳感器采集的溫濕度。3系統軟件設計在本設計中，單片機的串口中斷的波特率設為9600，在將ESP8266模塊與單片機硬件連接之前，利用串口助手發送AT命令完成設置。配置WiFi模塊信息，設置AP工作模式、WiFi名和密碼。啟動定時器和中斷，進入死循環程序，調用溫濕度采集函數，該函數向SHT20傳感器發送復位和讀寫字節指令讀取溫濕度，再經過溫濕度補償函數近一步精確數值，調用發送數據函數向手機APP發送處理后的數據，再進入顯示函數，將信息顯示到LCD1602液晶屏幕是否f上，如此反復循環。圖7主程序流程圖君點溫濕度』，集答慎塊?初始化是否f上，如此反復循環。圖7主程序流程圖君點溫濕度』，集答慎塊?初始化.身動定時器中斷WiFi逢接受位及配置?液品腫幕最小一|向手tJLAPP發送數據接收F機APF的指令由于傳感器眾多，因此多路采集溫濕度時利用定時器的定時作用，將采集時間點分散開，前3秒一部分傳感器采集，下個3秒一部分采集，直到全部采集完畢，往復循環采集溫濕度數據。按鍵函數加入消抖和松手檢測，設置變量，通過按鍵改變變量數值，利用變量數值的改變控制不同界面下按鍵的作用、顯示內容、繼電器的通斷和向手機APP發送的顯示數據。4總結本系統采用STC15F2K60S2單片機，運行速度是單片機的10倍，具有非常好的擴展性；搭配了最新的空調的變頻調速技術，節省了空調啟動瞬間需要消耗大量的能源，這些能源是空調一直平穩工作消耗能源的3-5倍。本系統最終實現了溫濕度的自動監控功能，在系統源代碼未完全優化的情況下，SHT20傳感器的測量精度達到±0.5C的溫度誤差和±2.8%RH的濕度誤差，無線傳輸數據延時達到1s以內，按鍵控制響應速率在0.25s以下，界面切換顯示在1.2s以內，超限預警報警響應時間在0.8s內。功能上，多點采集溫濕度數據，自動調整變頻空調工作頻率，用手機連接WiFi，無線數據傳輸用手機連接WiFi，手機APP查看系統工作狀態和操作系統，既給用戶提供界面切換操作