2. 3 濕度檢測(cè)模塊

　　濕度測(cè)量模塊為了節(jié)省控制器I/ O 接口并方便以后的芯片功能擴(kuò)展， 采用SHT 11 溫、濕度傳感器。

　　此傳感器是高度集成， 將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A/ D 轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上， 提供二線數(shù)字串行接口SCK 和DAT A， 接口簡(jiǎn)單， 支持CRC 傳輸校驗(yàn)， 傳輸可靠性高， 測(cè)量精確度高， 由于同時(shí)集成溫、濕度傳感器， 可以提供溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葴y(cè)量值和高質(zhì)量的露點(diǎn)計(jì)算功能。SHT 11 可通過(guò)DA TA數(shù)據(jù)總線直接輸出數(shù)字量濕度值。該濕度值稱為 相對(duì)濕度！， 需要進(jìn)行線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后才能得到較為準(zhǔn)確的濕度值。由于相對(duì)濕度數(shù)字輸出特性呈一定的非線性， 因此為了補(bǔ)償濕度傳感器的非線性， 可按下式修正濕度值：

　　式中： RH linear為經(jīng)過(guò)線性補(bǔ)償后的濕度值； SORH 為相對(duì)濕度測(cè)量值； C1 ， C2 ， C3 為線性補(bǔ)償系數(shù)， 取值如表1所列。

　　表1 濕度線性補(bǔ)償系數(shù)

　　而實(shí)際溫度和測(cè)試參考溫度25 有所不同， 所以對(duì)線性補(bǔ)償后的濕度值進(jìn)行溫度補(bǔ)償很有必要。補(bǔ)償公式如下：

　　式中： RH true為經(jīng)過(guò)線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后的濕度值； T為測(cè)試濕度值時(shí)的溫度（ 單位： ℃ ） ; t1 和t2 為溫度補(bǔ)償系數(shù)， 取值如表2 所示。

　　表2 濕度值溫度補(bǔ)償系數(shù)

　　具體濕度檢測(cè)模塊電路如圖3 所示。

　　圖3 濕度檢測(cè)模塊電路

　　2. 4 輸出驅(qū)動(dòng)控制模塊及報(bào)警模塊

　　輸出驅(qū)動(dòng)控制模塊通過(guò)控制芯片產(chǎn)生電信號(hào)， 控制相應(yīng)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)或者停止， 實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)溫度和濕度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)檢測(cè)到的溫度和濕度值大于或小于設(shè)定值時(shí)，報(bào)警模塊同時(shí)會(huì)發(fā)生報(bào)警信號(hào)通知用戶注意當(dāng)前狀況，必要時(shí)需采取相應(yīng)人工措施。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　由于溫、濕度變化規(guī)律性不強(qiáng)， 被檢測(cè)對(duì)象的溫、濕度具有非線性、熱慣性、時(shí)變性等特點(diǎn)， 較難建立精確的數(shù)學(xué)模型。而模糊控制算法不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型， 可依據(jù)人工實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)， 將其抽象為一系列的控制算法后通過(guò)計(jì)算機(jī)完成控制過(guò)程， 具有控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、超調(diào)小、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。

　　控制器可以自動(dòng)檢測(cè)晝夜、季節(jié)、室內(nèi)環(huán)境溫、濕度值的變化， 利用模糊算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制過(guò)程。倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)土豆種子的溫度控制在- 1~ + 3℃ 之間， 相對(duì)濕度保持在45%~ 70% 較為適宜。

　　溫、濕度控制程序中， 溫、濕度各有2 個(gè)輸入數(shù)據(jù)和1 個(gè)輸出數(shù)據(jù)。e 為溫、濕度偏差；△e 為溫、濕度變化率； u 為輸出控制變量， 其值分別為：

　　其中： PL 表示負(fù)大； PM 表示負(fù)中； PS 表示負(fù)??； NS 表示正小； NM 表示正中； NL 表示正大。然后根據(jù)專家知識(shí)和操作人員的經(jīng)驗(yàn)， 建立模糊控制表。其模糊關(guān)系可以用多個(gè)條件語(yǔ)句表示， 例如： IF e= NL and △e=NL then u= SM; 根據(jù)模糊推理進(jìn)行運(yùn)算， 即可推出控制結(jié)果。

　　在主程序中， 主要負(fù)責(zé)倉(cāng)庫(kù)中溫、濕度的實(shí)時(shí)顯示，讀取并處理傳感器測(cè)量的溫、濕度值， 當(dāng)實(shí)際值與事先設(shè)定的溫、濕度上下限值不同時(shí)， 發(fā)出控制信號(hào)， 驅(qū)動(dòng)輸出控制單元啟動(dòng)或停止執(zhí)行控制電機(jī)， 同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)， 通知用戶當(dāng)前發(fā)生的狀況并作相應(yīng)控制日志記錄。

　　主程序流程圖和溫、濕度采集處理流程圖分別如圖4，圖5所示。

　　圖4 主程序流程圖

　　圖5 溫、濕度采集處理框圖

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　采用模糊控制算法非常適合大型倉(cāng)庫(kù)中多點(diǎn)溫度和濕度的檢測(cè)與控制， 具有可靠性高、成本低廉、能耗低、反應(yīng)靈敏、以及可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)。該設(shè)備具備一定的通用性， 經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的改進(jìn)， 就能服務(wù)于國(guó)防工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)上的各個(gè)方面。