具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种智能化的温湿度智能控制系统，包括下位机控制器1和上位机监控系统10，下位机控制器1的输出端分别与LCD显示模块2、温度控制模块3、湿度控制模块4、报警模块5和备用控制接口11连接，下位机控制器1的输入端分别与温度检测模块6、湿度检测模块7、键盘输入模块8和扩展通用接口9连接。

通过定值的设置来调整密闭空间温、湿度控制范围，温度控制模块3、湿度控制模块4将密闭空间内的温、湿度信息传到下位机控制器1，下位机控制器1根据实际情况发出控制信号驱动控制模块进行相应操作，同时将当前信息存储到下位机控制器1单片机相应内存单元中并上传数据到上位机监控系统10及保存。当温度或者湿度超过设定的范围上下限时，下位机控制器1将会启动或者停止相应设备来调整环境湿度和温度，同时将各种调整信息LCD显示模块2上显示，报警模块5报警信号。建立控制日志保存。另外还可以设计一些扩展通用接口9，为以后设备功能扩展提供方便。

下位机控制器1与RS485通信模块12连接，RS485通信模块12接在上位机监控系统10上。

请参阅图2，温度检测模块6中的DS18B20芯片的DQ引脚并联其他DS18B20传感器与电阻R1接在下位机控制器1上，此系统的温度检测模块根据空间面积的大小可增加多处检测点，而DS18B20芯片就具有支持多点组网的功能，可将多个DS18B20并连在惟一的三线上，实现多点温度检测，其测温范围为-55～+125，固有测温分辨率为0.5，工作电源为DC3～5V，测量结果以9～12位数字量的方式串行传送。其检测电路如图2所示。

使用数字温度传感器DS18B20测量空间的温度，控制信号由单片机控制器提供，通过光电隔离器传送信号到继电器控制各执行加热风机动作来调节空间的温、湿度，AT89S51单片机的P2.0～P2.4接口分别作为驱动空调加热制冷、循环风机、排湿窗风门的I/O接口。

在I/O接口输出电平为0时，K1开关断开，相应执行电机不工作；在I/O接口输出电平为1时，光电隔离器输出信号使K1开关闭合，相应执行电机工作。键盘输入模块8和RS485通信模块12采用查询方式实现对控制系统的设置，从而达到对系统温、湿度值和其限定范围的及时调节。如果出现异常情况，设备将立即通RS485通信模块12将事件传送给上位机监控系统10，发出报警信号。

此传感器是高度集成，将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上，提供二线数字串行接口SCK和DATA，接口简单，支持CRC传输校验，传输可靠性高，测量精确度高，由于同时集成温、湿度传感器，可以提供温度补偿的湿度测量值和高质量的露点计算功能，SHT11芯片可通过DATA数据总线直接输出数字量湿度值。该湿度值称为相对湿度！的进行线性补偿和温度补偿后才能得到较为准确的湿度值。由于相对湿度数字输出特性呈一定的非线性，因此为了补偿湿度传感器的非线性，可按下式修正湿度值：

式中：RHlinear为经过线性补偿后的湿度值；SORH为相对湿度测量值；C1，C2，C3为线性补偿系数，取值如表1所列。

表1湿度线性补偿系数

所以对线性补偿后的湿度值进行温度补偿很有必要，补偿公式如下：

RH_true＝(T-25)×(t₁+t₂×SO_RH)+RH_linear

式中：RH_true为经过线性补偿和温度补偿后的湿度值；T为测试湿度值时的温度，t1和t2为温度补偿系数。

表2湿度值温度补偿系数

请参阅图3，湿度检测模块7的SHIT1芯片的引脚1与电容C1一端共接地，电容C1另一端与SHIT1芯片的引脚4接电阻R2和+5V电压的并联接口，电阻R2的另一端接SHIT1芯片引脚2和端口P1.1的并联接口，SHIT1芯片引脚3接端口P1.2的并联接口。

输出驱动控制模块通过控制芯片产生电信号，控制相应的设备运转或者停止，可实现空间温度和湿度的自动调节。当检测到的温度和湿度值大于或小于设定值时，报警模块5同时会发生报警信号通知用户注意当前状况，必要时需采取相应人工措施。

请参阅图4，一种智能化的温湿度智能控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：下位机控制器1的单片机开机初始化，并且LCD显示模块2、温度检测模块6、湿度检测模块7和时钟芯片DS1302也初始化处理；

步骤二：钟芯片DS1302运行确定时间/日期；

步骤三：温度检测模块6和湿度检测模块7读取并处理传感器测量的温、湿度值，并且LCD显示模块2显示的实时温、湿度与温度检测模块6和湿度检测模块7检测的温、湿度值对比，若检测的温、湿度值与LCD显示模块2显示的实时温、湿度一致则继续等待，否则继续查看LCD显示模块2实时温湿度；

请参阅图5，温度检测模块6和湿度检测模块7检测包括以下步骤：

第一节：温度检测模块6和湿度检测模块7的芯片初始化，同时启动温度检测模块6和湿度检测模块7的芯片；

第二节：等待上位机监控系统10或者按键发送指令测量温、湿度至下位机控制器1的单片机内；

第三节：温、湿度计算由单片机计算；

第四节：并且其将计算结果经过RS485通信模块12发送到上位机监控系统10上。

由于温、湿度变化规律性不强，被检测对象的温、湿度具有非线性、热惯性、时变性等特点，较难建立精确的数学模型。而模糊控制算法不需要建立精确的数学模型，可依据人工实际操作经验，将其抽象为一系列的控制算法后通过计算机完成控制过程，具有控制动态响应好、超调小、稳定性强等特点。

控制器可以自动检测昼夜、季节、空间环境温、湿度值的变化，利用模糊算法实现自动控制过程。

温、湿度控制程序中，温、湿度各有2个输入数据和1个输出数据。e为温、湿度偏差；△e为温、湿度变化率；u为输出控制变量，其值分别为：

e＝{PL，MM，PS，O，NS，NM，NL}

Λe＝{PL，PM，PS，O，NS，NM，NL}

u＝{PL，PM，PS，O，NS，NM，NL

其中：PL表示负大；PM表示负中；PS表示负小；NS表示正小；NM表示正中；NL表示正大。然后根据专家知识和操作人员的经验，建立模糊控制表。其模糊关系可以用多个条件语句表示，例如：IFe＝NLand△e＝NLthenu＝SM；根据模糊推理进行运算，即可推出控制结果。

在主程序中，主要负责空间中温、湿度的实时显示，读取并处理传感器测量的温、湿度值，当实际值与事先设定的温、湿度上下限值不同时，发出控制信号，驱动输出控制单元启动或停止执行控制电机，同时发出报警信号，通知用户当前发生的状况并作相应控制日志记录。

该设备具备一定的通用性，经过简单的改进，也能应用于码头各种设备实时监控，有效提高码头的作业效率，大大降低设备作业时的故障率。

综上所述；本发明的本智能化的温湿度智能控制系统，采用节省能源的模糊控制算法，结合AT89S51单片机技术研制了一种稳定性高、成本低的温、湿度智能控制方式，大大提高了生产率及设备系统的稳定性，实现全方位智能化的管理控制系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。