软件开发与应用信息与电脑China Computer&Communication2016年第16期机房温湿度监控系统设计杨 奇1 罗 隽2 卢 钢3（1.31001部队，北京 100089；2.95880部队，北京 100089；3.3601部队，山西大同 037000）摘 要：本设计控制方法简单，通过简单的人机交互设定需要的温度湿度范围，通过对机房温湿度的实时监测将温湿度反馈，发送信号控制空调工作，达到设定的温度湿度标准。本设计人机交互简单，具有很好的实用推广作用。关键词：单片机；温湿度监测；温湿度控制；机房中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2016）16-114-02１ 绪论算法方面，国内基本上都是采用PID算法，或者改进的PID1.1 设计背景及意义算法。很少有采用在书面资料上描述的现代先进算法[2]。温控器控制性能方面，在0.1℃控制精度的温控器方面，国内现代计算机机房通信设备密集，提高了对机房安全性的有若干品牌都能够达到这个标准；但在0.01℃控制精度方要求，因此对温度和湿度的控制也更加重视。任何温度和湿面，仅在国外有几个品牌能达到0.01℃控制精度，有个别品度的急剧变化都可能会导致机房设备不能正常工作或失效，牌能达0.005℃控制精度[3]。检测性能方面，国内温控器的温严重时甚至可能会导致通信系统崩溃。因此，综合各种核心度漂移基本上都在0.1℃+。国外有若干品牌温度漂移能保持通信设备的最佳工作环境，可以设定计算机机房的温度范围在0.03℃以下[4]。为22～24℃，相对湿度为35%～50%[1]，使得该机房温湿度控制系统能够满足计算机机房温度和湿度的监测和控制要２ 系统总体设计求。温湿度控制系统的功能是对机房内空气的温度、湿度、2.1 系统概述洁净度、空气流速等参数进行调节以满足人体舒适和机房设计算机机房温湿度控制系统以单片机为主，将温湿度传备工作的要求。感器、通信接口等器件联系起来，对数据进行处理转换。通1.2 国内外动态及发展前景过温湿度控制技术将温湿度控制在一定范围内，并且尽量提现阶段，世界上很多技术发达的计算机机房中具有较高高温度控制的精确度。系统来测量室内和室外的温度和湿的自动化水平，体现在监控系统及检测仪表方面。在监控系度，根据系统控制的原则自动激活或关闭空调或风扇。当温统中，此类机房通常采用两种不同的系统，一种是分布式系湿度不在设定的温湿度范围内，启动空调和风扇。当温度在统，另一种是集散系统。多数系统中的控制算法都比较先进，设定的温度范围内则使空调和风扇停止工作，以达到节能减操作起来比较先进，而且便捷，性能较高。在我国，多数的排的目的。控制算法均使用这两种不同的控制算法，一是未改进的PID2.2 器件选型算法；二是改进PID算法。其中，PID算法属于起源时间较早，已经发展成熟。因为此种算法具有较高的可靠性，而且2.2.1 单片机选型本次研选的单片机型号为AT89C51，该单片机的特点是具有良好的兼容性，算法比较简单，因此此种算法已经在现具有256 bytesRAM及Flash只读程序存储器。其中，只读程实生活中得到普遍应用。自从计算机将此种算法变为现实后，PID控制器算法具有多样性，而且更加简单操作。随着生产序存储器的容量为8k bytes，具有可反复擦写的特点。单片机中是由ATMEL公司生产，充分运用非易失性存的迅猛发展，生产对控制效果提出更高的要求，而且衍生更储技术。片中含有Flash存储单元及8位中央处理器，为很多的算法，比如智能PID控制。多实践生产提供环境[5]。该型号的单片机中，片内具有读写在较高精度控制场合和高智能化控制场合领域内，控制口线、全双工串行通信口、可编程定时计数器、2个外中断口、作者简介：杨奇（1984-），男，甘肃天水人，本科，实习研究员。研究方向：预警信息与指挥信息系统。— １１４ —2016年信息与电脑8下-正文.indd 1142016/11/21 18:08:28信息与电脑2016年第16期China Computer&Communication软件开发与应用双向I/O端口、引脚，个数有所不同，上述情况的个数分别×64的汉字图形型液晶显示模块，液晶模块可以显示字母，为2个、2个、3个、2个、32个、40个。与此同时，该单数字，符号，中国的字体和图形，提供三个控制接口。系统片机是采用常规方式完成变成，然而难以实现在线编程，将的全部功能含有字型产生器、RAM等，均被包括在相同的Flash存储器、微处理器有效结合起来，尤其是片内的Flash芯片内。实践表明，只要采用其中的一个模块，就可进行操作，存储器，可显著减少开发成本，提高企业的经济效益[6]。而且比较简便[7]。2.2.2 传感器选型本次研究中温湿度传感器是由瑞士生产的，具体的型４ 结 语号为SHT11。该传感器充分采用电容式结构，而且也采用随着科技的进步，对计算机机房的温湿度提出了苛刻的其他的电容，例如聚合物覆盖层、检测电极系统两者结合构要求。本次设计的重点内容是采用有效、可靠的高校单片机，成的电容。改传感器不仅具有原有的特性，而且还可不受到设计采用型号为SHT11的传感器，该传感器可将湿度、温度外界因素的干扰。具有这一性能的原因在于，该种传感器把传感器有效结合起来，内含有A/D转换器，具有较高的精确湿度、温度两种不同的传感器有效的结合起来，进而构成一度，而且接口比较简单，占地面积较低，而且不够到外界因个整体，因此有效提高其检测精确性，甚至可以精确到出露素的影响。与此同时，设计中采用优化程度，进而使得该设点。与此同时，该种传感器误差比较小，受到温度影响较小。计在实践运用过程中具有较高的价值。在控制算法方面采用CMOSensTM技术既可将湿度、温度两个不同传感器有效结了传统的PID算法，设计了比较精确的PID控制程序，并且合起来，又能把标准I2C总线、模／数转换器、信号放大器尽量提高PID对阶跃干扰的调节能力，使得温湿度控制精度等电路有效结合，而且将其集中在芯片中。实践表明，倘若有了很大提高。温度、湿度传感器经过校准，而且将其与A/D转换器（14位）有效链接起来，而且把温度及湿度数值输送到二线I2C总线参考文献器件，则可把数字信号转换为有效的信号。[1]杨树兴,李擎,苏中,等.计算机控制系统[M].北京:３ 系统硬件设计机械出版社,2006.[2]蔡振江.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版3.1 室温湿度控制工作原理及设计过程社,2007.当计算机机房的温度低于设定值，设计中的传感器可[3]刘迎春.传感器原理—设计与应用[M].北京:国防科将输出反向后转变为低电平，交流触点接通，交流接触器技大学出版社,2005:205-207.线圈接通空调，进而对温度进行调控，一直调控，使其达[4]余成波,胡新宇,赵勇.传感器与自动检测技术[M].到指定温度。倘若检测的空气湿度已经不低于设定值，则北京:高等教育出版社,2006.输出反向后转变为低电平，交流触点接通，交流接触器线[5]金杰.DS18B20实现高精度温度测量[J].郑州电子圈接通换气扇，若空气湿度已经超过设定值，则换气扇会出报,2005(2):127.现停止的现象。[6]吴兴慧,王彩君.传感器与信号处理[M].北京:电子3.2 人机交互设计工业出版社,1998.[7]黄坚.自动控制原理及其应用[M].北京:高等教育出为了更好的人机交互，所选择的LCD是AMPIRE128 版社,2004.— １１５ —2016年信息与电脑8下-正文.indd 1152016/11/21 18:08:28