温度与相对湿度的变化关系范文第1篇

本文对温度、湿度两个显著影响温室作物生长的参数进行深入分析研究，构建的温湿度模糊控制系统方案如图2所示。图2中，T和H分别为模糊控制系统输出的温室环境温度和湿度值;T1、H1分别为根据专家经验给出的农作物生长最佳的温度和湿度值;eT1、eH1分别为给定值与温室环境的实际测量值的偏差;ecT1、ecH1分别为温湿度偏差随时间的变化率。

2温湿度模糊控制器设计

2．1输入与输出变量的模糊化

根据温室大棚的实际状况，以温湿度偏差及其偏差变化率为输入变量，各输入变量的模糊化信息如表1所示。结合研究对象实际情况，既考虑控制规则的灵活性又兼顾简单易行。表1中，4个输入变量模糊集均取为A，A为{NB，NS，ZE，PS，PB};模糊论域均取为B，B为{－4，－3，－2，－1，0，1，2，3，4}。模糊控制器的输出控制变量为前窗、天窗、后窗、遮阳帘、通风机、加湿器和加热器。这7个变量均为开关量，只有开和关(0/1)两种状态，分别用符号u1、u2、u3、u4、u5、u6、u7表示这7个变量。

2．2隶属函数的确定

由于三角形隶属度函数在输入值变化时比正态分布或高斯型具有更高的灵活性［6］，因此本研究中温湿度偏差与偏差变化率均选取三角形隶属度函数。图4为各输入变量的隶属度函数，选择的模糊集宽度为4。因为宽度过小会造成部分区间空缺，可能找不到相应的控制规则，收敛性不好;宽度过大会造成控制规则的重叠部分过多，相互间影响加大并且响应速度也变慢［7］。根据隶属度函数对输入变量量化为9个等级，其相应的隶属度赋值如表2所示。

2．3模糊控制规则的制定

模糊控制规则的形成实质上是把操作者的经验或专家的知识和经验进行凝练得到的若干条模糊控制规则［8］。经对实际温室控制系统的研究，发现温湿度间存在一定的耦合性，即当通过某一执行机构改变温度(湿度)时湿度(温度)也会发生变化，因此在制定模糊控制规则时就要渗透解耦的思想。基于此，对7种执行机构的开关状态做如下考虑:u1、u2和u3每打开一个设备降温和降湿效果增强一点，但速度较慢;u5开通后其降温和降湿速度明显比u1、u2、u3快;u4降温作用明显，对湿度基本无影响;u6主要起加湿作用，降温为次要作用;u7主要为增温作用，降湿为次要作用。研究中制定了温度与湿度之间、温度变化率与湿度变化率之间的两个模糊控制规则表，在此仅列出温度与湿度之间的模糊控制规则，如表3所示。表3中，U为u1到u7这7个变量的开关状态，开用“1”表示，关用“0”表示。

2．4反模糊化

模糊控制器输出的是模糊语言不同取值的一种组合，由于被控对象只接受一个精确的控制量，因此需要从组合中判决出一个精确的控制量，这也就是反模糊化的过程［9］。常用的判决方法有重心法、最大隶属度法和中位数法等，本研究采用重心法计算模糊控制输出的精确控制量。其具体表达式为u＇=∑nj=1ωjμ(ωj)/∑nj=1μ(ωj)(1)其中，n为模糊变量个数，ωj为模糊变量，μ(ωj)是对应模糊变量的隶属度。本系统反模糊化的具体过程:首先温湿度误差或其误差变化率经量化后得到相应的量化等级，根据量化等级查询各个执行机构在控制规则表中对应的控制规则并使其激活。然后，由式(1)计算各个执行机构的输出值，计算结果等于0．5时，执行机构保持原来状态;计算结果大于0．5时，执行机构开;计算结果小于0．5时，执行机构关。基于这种思想，可建立各执行机构的模糊控制查询表，放在内存中，编写相应的PLC程序即可实现模糊控制器对执行机构的实时控制。

3温湿度模糊控制PLC程序设计

温湿度模糊控制PLC程序包括输入量的采样与模糊化程序、量化等级程序、模糊控制查询程序、执行机构控制程序和预警程序等［10］，在此仅介绍有关输入采样、误差的计算和模糊控制查询的部分程序。本研究是在STEP7编程环境下完成的模糊控制程序。

3．1输入量采样和ET/EH计算程序

研究中应用的温湿度传感器的变送单元分别取0～50℃、0～100%RH，线性对应电流均为4～20mA，因此在编写PLC程序前需把温湿度的值与PLC中的数字量关系建立起来。具体过程如下:以温度为例，用I表示电流值，T表示温度值，X表示实时温度转换为PLC中的数字量值。由于0～50℃与4～20mA对应，4～20mA又与PLC中的数字量为6400～32000对应，因此可得曲线方程如式(2)与式(3)所示。根据式(4)即可计算0～50℃对应PLC内部的数字量值。如22℃对应数字量值为17664。同理，可求得湿度值与PLC中数字量的对应关系如式(5)所示。其中，H表示湿度。下面以温度为22℃和湿度为70%RH的情况编写相应的PLC程序，70%RH对应的数字量为24320。

3．2模糊控制查询程序

由反模糊化得到的模糊控制查询表实质上是一个9×9的二维数组，存在以VW200开始的81个字单元中。在此把数组的首地址指针设定为VD48，根据(VW20×9+WV18)×2即可计算偏移值，在查询表中定位并把相应值赋予WV28。

4系统实际运行测试

控制系统投入运行后，任选某一天对控制效果进行实际测试。测试时的起始温度和湿度分别为32℃和52%RH，控制设定值分别为22℃和70%RH。对温湿度采样时间间隔均为5min，根据采集数据绘制的曲线如图5所示。由图5可知30min左右时温湿度值均达到设定值，再经10min左右温湿值即达到预设的稳定状态值，达到了较满意的控制效果。控制系统达到稳态的时间可通过增减有关设备进行调节。

5结束语

温度与相对湿度的变化关系范文第2篇

>> 谈大空间的空气调节的设计与温湿度控制 全数字温湿度仪的设计与实现 浅谈温湿度与燃气检测机的设计 温湿度监测系统的设计与实现 大棚温湿度远程监控的设计与实现 空气负离子与长寿 大棚油桃温湿度的调控 温湿度控制仪的设计 基于Arduino的XBee与Yeelink结合的温湿度监控网络的搭建 基于单片机的温湿度控制系统的研究与应用 基于单片机的环境温湿度实时检测系统的设计与实现 对温湿度独立控制空调系统节能效果的思考与探究 机房温湿度远程监控程序的设计与实现 基于SHT75温湿度传感器的设计与应用 温湿度实时采集与无线传输系统的研究 烟草车间生产温湿度控制与设备使用养护的探究 基于CC2530的大棚温湿度无线采集节点设计与实现 温室大棚温湿度环境监测系统的主控电路研究与设计 基于温湿度测量的露点仪设计与应用 库房档案温湿度监控系统的设计与实现 常见问题解答 当前所在位置：中国 > 政治 > 空气负离子与温湿度的关系 空气负离子与温湿度的关系 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，请告知我们")

申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 摘要：研究了在自然条件下温度、湿度和温湿度同时改变时空气负离子浓度的变化规律。实验表明，湿度对负离子浓度有明显作用，随温度逐渐升高(相对湿度10％-80％)，负离子浓度从200个/cm

升至8000个／cm

以上，负离子浓度上升的幅度随湿度增加逐渐增大；负离子浓度也随温度升高而升高(在5―40℃之间)；温湿度同时变化时，负离子浓度变化率增大关键词：空气负离子；相对湿度；温度中图分类号：X16

温度与相对湿度的变化关系范文第3篇

关键词：混凝土 相对湿度 Boltzmamn变量 质扩散系数

产生混凝土表面裂缝的一个重要因素是混凝土表面的干缩应力或湿差应力.混凝土表面的湿度梯度，以及由此而产生的湿差应力，取决于混凝土的湿扩散速度.由于混凝土的湿扩散速度(以质扩散系数Dm表示)强烈地依赖于混凝土本身的湿度状态[1]，且由于混凝土的含湿状态难以准确地测量，所以，长期以来，混凝土湿度控制方程的求解进展缓慢，混凝土的表面裂缝问题在理论上并没有很好地解决.本文利用混凝土内部的相对湿度H与混凝土的体积含湿率ω(或重量含湿率)在一定湿度范围内的线性关系H=f(ω)=Kω+B(见图1)[2]，在等温环境下，测试了第一饱和状态下混凝土与碾压混凝土向非饱和空气介质传湿的全过程，得到了相对湿度从70%到100%范围内，两种混凝土的质扩散系数，为进一步研究混凝土的温湿度耦合作用打下基础.

图1 混凝土材料相对湿度与重量含湿率

1 混凝土湿度扩散方程与Boltzmamn变量

文献[3]研究了多孔介质温湿度耦合控制方程.在特定尺度意义下，混凝土是一种典型的多孔介质.忽略重力的影响，并将孔隙中蒸汽压力与毛细吸力转化为温度与湿度的函数后，混凝土的湿度扩散方程可以简单地表示为[3]：

(1)

式中：Dm为在没有温度变化的情况下混凝土湿份迁移的质扩散系数，单位：m2/h，它是混凝土散湿能力与保湿能力的综合表示，表明物体内部湿度趋于一致的能力，它实际上是含湿度的函数，即Dm=Dm(ω)，正是由于这一关系，使得式(1)成为了经典的非线性微分方程，使理论解法几乎失去可能；Dt为温度变化引起湿份迁移的质扩散系数，简称热质扩散系数，单位：m2/h℃.为了使问题得到简化，假设介质与环境的初始温度是均匀的，且在等温环境中湿分扩散引起的混凝土温度改变可以忽略不计[3]，那么式(1)可变为

(2)

基于混凝土湿分表示的线性假定，H=Kω+B，式(2)的另一种表达式为：

(3)

相应地，Dm=Dm(ω)变成Dm=Dm(H).一种求质扩散系数的方法是Bruce和Klute在研究土壤的入渗问题时提出来的[4].其基本思路是：在一维情况下，假定混凝土干燥前沿的推进速率反比于τ1/2，那么，单位面积混凝土的累计散湿量I就正比于τ1/2，即I=Sτ1/2.其

中，S为混凝土的干燥度.事实上，按物理意义，从τ0时刻到τ时刻，单位面积混凝土的累计散湿量(H1为τ时刻混凝土的相对湿度，H0为τ0时混凝土的初始相对湿度，x为测点离散湿表面的距离)，于是

（4）

其中Boltzmamn变量η=xτ-1/2，也就是根据复合函数求导规则，可将式(2a)变成：

d/dη(DmdH/dη)+1/2ηdH/dη=0 (4)

显然，H=H(η)或η=η(H)均是式(2a)的解.由式(4)经代数运算即可以得：

Dm=-1/2dη/dH (5)

因此，只要用实验的方法确定某一时刻混凝土试件中含湿率随坐标x的分布规律，或某一特定截面上含湿率随时间的变化规律，就可以得到η与H的离散关系.如果η与H的规律性很好，即可拟合试验成果，形成η=η(H)的函数关系，按式(5)确定Dm.

2 混凝土等温传湿过程的试验

图2为混凝土等温传湿的实验装置.混凝土与碾压混凝土试件相对而立，环境温湿度探头介于两试件的中央.4支直径为4mm的温湿度探头分别插于深200mm、直径为5mm的预留孔中(每个试件各预留1个边孔与1个中孔，具置见图2).试件置于钢筋混凝土平台上，台的上方设有顶面带孔的有机玻璃罩，以尽量保持实验期间试件周围的温度恒定不变.试件成型后1d拆摸，随即置于实验平台上养护.试件的四周表面涂有一层清漆，以维持四周的绝湿边界.整个试件、尤其是两个主散湿面在养护期间以湿布覆盖，以维持混凝土表面与内部的湿度平衡.14d后，混凝土内部的温度与环境温度基本达到平衡，试件的湿度分布基本一致.实验随即开始.为了建立混凝土相对湿度与其重量含湿率之间的关系，实验前对两种试件称重，实验后放入干燥箱内干燥.干燥箱的温度稳定在80℃，干燥约18d后再一次称重.在称重的同时，也测量了对应状态下中孔的相对湿度.所用混凝土与碾压混凝土的配比及其试件干湿重量见表1.试验成果见表2.

从表2中发现：设计环境温度为20℃，实测环境温度最高24.2℃，最低17.1℃；实测混凝土与碾压混凝土边孔温度均随气温作微小波动，表明试验基本在等温环境中进行，同时也证明对耦合方程式(1)作近似处理是可行的.为了更直观地反映两种混凝土边、中孔湿度随大气的变化情况，将表2中的湿度数据用图3表示.从图3可以看出：在实验开始后35d之内，常规混凝土中孔湿度几乎没有变化，到试验结束时，其湿度变化也很小；而碾压混凝土则不然.其中孔湿度在实验开始后10d就开始有变化，边孔测点的湿度在第16d就基本与环境湿度达到平衡了.显然，为满足一维半无限平面扩散的条件，对常规混凝土，前35～40d的实验数据是可用的，对碾压混凝土而言，可用数据个数将减少，多项式拟合时要作一些处理.

表1 混凝土与碾压混凝土配比及其试件干湿重量 (单位：kg/m3)

表2 混凝土准等温传湿试验成果

图2 混凝土等温传湿试验装置

图3 混凝土等温传湿试验结果

3 混凝土质扩散系数的确定

对于边孔，x=0.015m,Boltzmamn变量η=xτ-1/2实际上表达了一个时间因素.特定截面(x=0.015m)的相对湿度H随时间因素η的变化规律如图4所示.

经比较，四次多项式对实测结果拟合较好，其具体表达式如式(6).按式(5)，混凝土质扩散系数应该可以表达成其相对湿度的三次多项式.混凝土相对湿度适用的范围为70%<100%，环境相对湿度在20%～50%之间.< p>

图4 常规混凝土相对湿度H随时间因素η的变化规律

表3 不同湿度条件下常态混凝土与碾压混凝土质扩散系数的比较

碾压混凝土初始湿度H0=97.4%，计算时段末，碾压混凝土的相对湿度H1=64.5%，由式(5)可以得到：

在常见的湿度范围内，对碾压混凝土和常态混凝土作对比如表3.从表3中可以看出：混凝土的质扩散系数确实严重地依赖于混凝土当时的含湿状态.不仅如此，由于两种混凝土的配比不同，孔隙率也不一样，两者的质扩散系数有较大的差别.湿度较大，差别也越大.

4 结 论

构造了混凝土湿分迁移的半无限平面模型，对第一饱和状态下混凝土与碾压混凝土向非饱和空气介质传湿的全过程进行了测试.主要结论有：(1)Boltzmamn变量(η=xτ-1/2)与混凝土内部相对湿度具有良好的规律性，可以用四次多项式拟合；(2)两种混凝土的质扩散系数均严重地依赖于当前状态下的相对湿度，且均可以用三次多项式公式表达；(3)相对湿度在70%～100%之间的常态混凝土的质扩散系数约为10-6～10-5(m2/h)量级，混凝土含湿量大时，质扩散系数也较大；(4)在同一内部湿度条件下，碾压混凝土的干燥速率为常态混凝土的4～12倍；(5)混凝土湿分迁移的温度效应与环境温湿度影响应成为下一步研究的重点.

参 考 文 献：

[1] Christopher Hall, Hoff W D.The sorptivity of brick:dependence on the initial water content[J].J.Phys.D:Appl.Phys.，1983,16:129～135.

[2] Bazant Z P,Joong?Koo Kim.Consequence of diffusion theory for shrinkage of concrete[J].Material and Structure,1991,24:346～349.

温度与相对湿度的变化关系范文第4篇

关键词：恒温恒湿空调自动化控制季节高精度备用程序

恒温恒湿空调作为专用空调机，对环境的温度、湿度和洁净度都有严格的要求，具有高效节能、低噪音、和环境保护等功能。

恒温恒湿空调在一些对空气的温度、湿度、洁度要求都比较高的厂房或者实验室中，通过集中空调系统，对空气进行降温、祛湿或加热后，在经过大回风量进行房间的高等级净化和正压控制，从而满足空间环境的各项需求。因此，恒温恒湿空调在电子、光学设备、医疗卫生、生物制药、检测及实验室等专业领域应用比较广泛。

由于恒温恒湿空调所在的空间对一般对空气温度、湿度和洁度的要求非常高，因此在空调系统的设计上，系统的完善性即显得尤为重要。本文根据国内外相关设计标准和规范,针对恒温恒湿空调的应用特点，讨论了恒温恒湿类空调系统在空气处理和自动控制方式的设计上应注意的几个问题。

1、系统对环境监测的高精度

恒温恒湿空调所在的环境对温度和湿度的要求十分严格，尤其是在实验室、医院等高精密环境中。与此同时，由于这类环境中热源、水源等分布十分复杂，导致环境中的温湿分布并不均衡。因此就需要空调自动控制系统对环境的温湿变化具有较高的敏感度，能够迅速的感知环境中的温湿变化，并极快的做出有效反映，保证环境中的温度和湿度。现在的恒温恒湿空调要求一般在温度精度达±2℃，湿度精度±5%，高精度空调可以温度精度达到±0.5℃，湿度精度达到±2%。

2、温湿控制中高效能比

在传统的恒温恒湿空调系统设计中，在温度和湿度的控制上，机组有风冷和水冷型两种，配备有多级电加热器和电极加湿罐及微电脑控制器。在冷却祛湿工况条件下，蒸发盘管使空气温度低于露点温度而去湿，通过加热器的再热控制室内温度保持在设定值。该类机组由于冷量的调节一般仅二档或三档，机组出口空气的露点温度不易稳定，对室内相对湿度的控制能力较低，一般宜用于相对湿度控制精度在±5%的试验室，目前大多采用了该种定型产品。简单来说就是冷却、加温、除湿的过程。虽然效果比较明显，但是很显然这个过程的当中的空调能耗会比较大，尤其在湿度比较高的环境下，既要保证除湿的效果，又要保证预设的温度，此时的耗能量将远远大于一般机房空调的耗能量。为了避免这种情况，再设计上可以将室外空气处理到机器露点再同室内回风混合，进入主空调箱干冷却送风，把送风温差控制在相应的规范范围内;直到环境内冷负荷减小至一定数值，再用冷却盘管的冷冻水流量或进水温度的改变来调节冷量，进一步减小送风温差。在这类空调工程设计中，应该对其能耗和节能问题给予特别重视，提倡弃用二次加热，以降低能耗。

3、自动控制中的备用程序设计

恒温恒湿空调广泛适用于各种高精密环境，这样的环境对空气的温度、湿度、洁净度、气流分布等各项指标有很高的要求，必须由每年365天、每天24小时安全可靠运行的专用机房精密空调设备来保障。因此在空调的设计中，对各种突发事件的应急程序也必不可少。这就需要机房空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般多是N+1备份，一台空调出了问题，其他空调就可以马上接管整个系统。例如佳力图的co-work系统，海洛斯的i-com系统都是做的比较好的。

4、高显热比和大风量

显热比是显冷量与总冷量的比值，空调的总冷量是显冷量和潜冷量之和，潜冷量是用来除湿的制冷数值，而显冷量则是用于环境降温的制冷数值。恒温恒湿空调所处的环境主要是显热，因此恒温恒湿空调的显热量比较高，一般在0.9以上。由于环境如果短时间内温度变化太快，将会造成系统服务器运算混乱，因此在设计中采用大风量，使出风温度不至于太低，并加大换气次数，这对空调和系统稳定都比较有利。

5、净化要求与机外余压

恒温恒湿，但无净化要求系统对空调机组的机外余压要求不高，主要克服送回风管道、阀门、散流器、初效过滤器等，常规的机组即可满足要求。

但既有恒温恒湿要求，又有较高净化等级控制要求的系统对恒温恒湿空调机组的机外余压要求较高，一般系统总阻力在1100Pa～1400Pa之间。需要克服送回风管道、阀门、散流器、初效过滤器（初阻力50Pa，终阻力100Pa）、中效过滤器（初阻力150Pa，终阻力300Pa）、高效过滤器（初阻力250Pa，终阻力500Pa）等几处常规压力，一般的恒温恒湿空调无法满足其对机外余压的要求。在这样的情况下，如过系统设置二次回风，那么常规情况下的洁净式恒温恒湿机组就无法选用；即便是一次回风的情况，恒温恒湿机组+加压箱的设计形式，由于加压风机的型号与恒温恒湿机组内的风机很难匹配，不同型号、不同功率的风机在串联或并联时总风量不是简单的相加，计算相对较复杂；因此建议在一般设计过程中尽量设计为单风机系统。

6、不同季节的自动控制

在一些地区，不同季节的气候差距比较大，环境温湿差异也较大，因此在空调系统设计中，应充分考虑到不同季节对空调性能要求的不同性。

在冬季，当室外干球温度设定为恒定值，当室外温度大于恒定值时，预热器阀门将关闭。反之预热器阀门将开启预热新风，使预热温度达到并保持恒定值。单回路闭环控制系统控制整个预热过程。系统给定温度与干球传感器测得的室内温度的差值作为调节器的输入值。使混合风能到达送风状态相应的温度值，从而实现对室内空气温度的控制。

在夏季，用表冷器降温除湿来实现对混合风定露点温度的控制。从而控制室内的相对湿度，扰量的产生主要来源于两部分：一部分是来自维护结构传湿和室内湿源引起的湿负荷的扰动。另一部分是来自室外引进的新风湿负荷。该负荷随着室外气候变化而变化，引起扰量。

恒温恒湿空调的控制系统具有高精度、高显热比、稳定等特点，由于这些特点，恒温恒湿空调在设计中还有很多值得认真研究和设计的地方，同时由于环境的复杂性，恒温恒湿空调的设计并不能一概而论，而是要根据不同环境的需求来进行不同的调整和设计。

参考文献

[1] 杨献勇.热工过程自动控制（第一版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.

温度与相对湿度的变化关系范文第5篇

【关键词】监测与控制；SHT15；LPC1768；粮仓

1.引言

在粮食储藏过程中，粮食温湿度的变化是影响粮食质量安全的主要因素。当粮仓内部的温湿度超过一定阈值时，粮食就易发霉变质。每年由于储藏不当造成大量的粮食浪费，给国家和人民造成巨大的经济损失。所以随时监测粮仓内部的温湿度变化，具有重要的实际意义。受经济条件限制，部分地区的国家粮食储备库还采用传统的人工方式进行粮情监控，不及时、不准确[1]。本系统采用SHT15型多功能、自校准智能传感器，通过微控制芯片LPC1768采集温湿度信号，对信号进行处理判断，依据要求控制制冷器、加温机、加湿器、抽湿机启动，由此实现粮仓内温湿度的自动化控制与调节。

2.设计方案

2.1 系统设计要求

根据粮食的储藏条件，我国的气候条件和目前仓库的管理水平，通常规定粮仓温度不超过20℃，湿度不超过30%RH[2]。

系统可对温湿度进行自动调节控制。

当储藏温湿度超过要求范围时，系统进行报警，以提醒工作人员及时查看温湿度情况，在系统不能及时自动调控温湿度的情况下，可进行人工干预调控。

2.2 系统总体设计方案

根据系统的总体要求，本设计采用如下方案：整个系统由LPC1768微控制器、SHT15温湿度传感器、LCD显示模块、报警器以及温湿度调节系统等部分组成。系统功能原理图如图1所示。用户根据储存要求预先输入温湿度报警值到程序中，该值作为系统阈值。SHT15温湿度传感器监测值传输给LPC1768，当监测到的数值超出所设定阈值时，驱动蜂鸣器报警，并为温湿度调节系统提供相应的控制信号，实现自动控制。

3.硬件设计

3.1 微控制器

控制电路的核心器件是由NXP公司推出的基于Cortex-M3内核的LPC1768[3]微控制器，操作频率可达100MHz。有多组外设，3个I2C接口、512KB的Flash存储器等，每个外设都自带时钟分频器，在设置低功耗的基础上，可进一步节省功耗。另外，LPC1768芯片的体积只有14cm*14cm，适用于高度集成和低功耗的嵌入式应用，外设功能强，方便系统的功能扩展。

3.2 SHT15温湿度传感器

SHT15[4-5]型传感器是单片多用途的智能传感器，不仅包含基于湿敏电容器的微型相对湿度传感和基于带隙电路的微型温度传感器而且还有14位的A/D转换器和两线串行接口，可直接输出数字量。SHT15可直接通过I2C接口进行通讯。其性能如下：

——相对湿度测量范围：0～100%RH；

——温度测量范围：-40～+123.8℃；

——相对湿度分辨率：0.03%RH；

——温度分辨率：0.01℃；

——相对湿度测量精度：±2%RH；

——温度测量精度：±0.4℃；

——相对湿度响应时间：8s（type）；

——温度响应时间：5～30s。

3.3 显示模块

TS128×64点阵液晶显示屏的DB0～ DB7数据总线连接到U1（LPC1768）的P2.0～P2.7引脚，CS1、CS2、D/I、RW和En控制信号引脚分别与P2.8～P2.12引脚直接相连。LCDAK通过电阻R7控制Q1（8550）的导通与截止来控制J1背光灯的开/关功能。电阻R8用于设置TS128×64的显示对比度。TS128×64与LPC1768硬件连接图如图2所示。

3.4 电源模块

本系统采用的电源供电模块如下所述：由USB接口提供+5V电压，为TS128 ×64、蜂鸣器和温湿度调节模块提供电源；并且为AS1117-3.3提供电源输入电压。由AS1117-3.2输出的+3.3V为LPC1768和SHT15提供电源。

3.5 报警模块

本设计系统采用声音提示报警。当实时温度或湿度高于设定的上限或低于下限时，触发报警蜂鸣器有节奏地发出警报声，提醒使用者注意温湿度变化。

3.6 与上位机接口电路设计

通过串行通讯接口UART0可实现与上位机通讯。由于PC机串口是RS-232电平，所以连接时需要使用MAX232芯片作RS-232转换器。由此，将系统采集数据传给PC机。

3.7 温湿度调节模块的设计

微控制器通过对传感器采集的外界温度、湿度进行处理，并判断温湿度是否超出设定值。当温度大于20℃时，通过P1.0输出低电平，通过光电耦合器4N25，由三极管8550驱动固态继电器闭合，从而使制冷器工作；当湿度大于30%RH时，通过P1.1输出低电平，通过光电耦合器4N25，由三极管8550驱动固态继电器闭合，从而使抽湿机工作；同理，当温度低于10℃时，升温机工作；当湿度小于20%RH时，加湿器工作；直到粮仓内温湿度回到设定值范围内。

4.软件设计

该系统软件主要由主程序、中断子程序、I2C接口[6]子程序、LCD显示子程序、报警子程序等模块组成。本系统以Keil uVision4为开发环境，系统软件可实现以下功能：

——LCD显示子程序对每次由SHT15所采集的数值经量化处理后所得到的标准值进行显示。

——报警子程序是当出现异常情况时输出报警信号，例如湿度超过30%RH时，发出报警信号，以提醒工作人员注意，必要时采取人工干预。

——系统可定期将数据经UART0传给PC机；

——根据温湿度值，调节控制制冷器、升温机、加湿器或抽湿机运行，以达到合适的温湿度。

系统软件主程序流程图如图3所示。

对于SHT15，温度测量与湿度测量的基本流程是相同的。图4所示为读取温度测量值的子程序流程图。其中，延时时间根据不同分辨率有所不同。

5.测试结果

将本系统用于对某粮仓内某一天8：00到16：00期间进行温湿度测量，同时标准温湿度计及基于HTG3515CH模拟温湿度传感器的测量系统也在同一粮仓同一时间进行测量，得出测量结果分别如图5，图6所示。

由此可以看出，本文设计的基于SHT15的温湿度测量系统，其相对湿度测量精度及温度测量精度都比基于HTG3515CH温湿度传感器的测量系统高，该系统测量值更加精确，更适合应用于粮仓的温湿度监控。

6.结论

SHT15是一款全新的含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。该产品实现了温湿度传感器的数字式输出，且具有品质卓越、精度高、响应快、抗干扰能力强、性价比高等优点，极大地方便了在嵌入式测控领域的应用。控制器采用NXP公司生产的LPC1768芯片，对传感器所测温湿度信号进行数据处理并对外输出控制信号，以实现对粮仓的温湿度控制。如此设计的控制系统实时性强、精度高，能达到很好的控制效果，具有较高的推广价值。

参考文献

[1]侯俊才，胡耀华等.数字式粮仓温湿度监测系统设计[J].农机化研究，2012（9）：103-106.

[2]田素贞，屈芳升.基于单片机的粮仓温湿度检测系统的设计与研究[J].河南科学，2012，30（1）：90-93.

[3]孙安青.ARM Cortex-M3嵌入式开发实例详解：基于NXP LPC1768[M].北京：北京航空航天大学出版社，2012，10.

[4]王冬霞，张玉辉，洪耀球.温湿度传感器SHT15及其在嵌入式系统中的应用[J].电子设计工程，2011， 19（2）：40-43.

[5]向红军，雷彬.基于SHT15型智能传感器的弹药库温/湿度监控系统的设计[J].国外电子元器件，2006（1）64-66.