室内温湿度监控系统的设计文献综述

 2021-09-25 01:09

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一、背景和意义

随着电子技术的发展,特别是随大规模集成电路产生而出现的微型计算机给人类生活带来了根本性的改变。如果说微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃,那么可以毫不夸张的说,单片机技术的控制系统,数据采集系统,智能化仪器的仪表,办公自动化等在诸多领域得到极为广泛的应用,并已走向家庭,从洗衣机,微波炉到音响,汽车,到处都是可以见到单片机的踪影,因此,单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。

如今,温湿度在气象观测、仓库管理、生产制造、工农业生产、科学研究以及日常生活中越来越重要,在没有温湿度的监测下,很多产业的监控会很难。并且随着人们生活水平的提高,人们对自己的生存环境越来越关注,比如说在城市温室植物的培养中,植物的茁壮成长和温湿度是离不开的,只有在适宜的环境下,在适宜的温度和湿度下,植物才能更快更好地成长。再如一些养殖场,牲畜的生长,只有在适宜的环境下,在事宜的温湿度下,才能成长的更快,从而获得更大的效益。另外,一些仓库,也需要实时知道温湿度的具体变化,什么样的物品在什么样的环境下比较适宜等等。所以对温湿度的检测及控制就非常有必要了。国外的温湿度监控技术已经比较成熟,而国内相应产品由于能耗及造价等原因无法普及推广,因此,开发一种能够在温室环境中的温湿度等基本环境参数的低成本实用型装置具有重要意义。传统的测量方法采用水银温度计和干湿球湿度计,存在着误差大,操作使用不方便等问题,而采用工业级测量仪表则价格昂贵。所以,设计一个操作简单,成本低廉,功能完善的温湿度报警系统对我们有着很大的帮助。

传统的温湿度监测系统由于效率低,传输速率慢,实施成本高,劳动强度也大,已无法满足大众的需要。把无线传输技术引入到粮仓、蔬菜温室大棚等生产过程中,农业将有可能逐渐地从以人力为中心,依赖于孤立的生产模式转变为以信息和软件为中心的生产模式。无线温度与湿度监测系统可以及时向相关工作人员提供监测点的实时温湿度数据信息,以此保证相关工作人员第一时间掌握现场监测情况并及时的采取必要措施,避免出现盲目采集监测点温湿度的现象。这极大地减少了劳动强度,因此使用后会带来较高的经济效益。实现粮仓、蔬菜温室大棚等信息采集自动部署、自动组织传输和智能控制、大幅度提高单位面积的劳动生产率和资源产出率、改善其设施内工作环境和工作条件、提高工作效率、保障劳动人民身体健康、提高人们的生活质量,对实现环保节约保护的可持续发展也具有重要意义。

温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类:一类是接触式温度传感器,一类是非接触式温度传感器。接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触,通过热传导及对流原理达到热平衡,这时的示值即为被测对象的温度。这种测 温方法精度比较高,并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象,这种方法将会产生很大的误差。

非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。常用的是辐射热交换原理。此种测温方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可测温度场的温度分布,但受环境的影响比较大。

温度传感器有以下几种:

热电偶传感器,集成(IC)温度传感器,模拟集成温度传感器,智能温度传感器等。

热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器,它与被测对象直接接触,不受中间介质的影响,具有较高的精确度;测量范围广,可从-50度~1600度进行连续测量,特殊的热电偶如金铁一镍铬,最低可测到-269度, 钨一錸最高可达2800度。

集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能 。

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