基于pid控制的室內環境監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及室內環境監控領域，特別是一種基于PID控制的室內環境監控系 統。
【背景技術】
[0002] 為了滿足現代家庭對于居住環境的不同需求，即可以隨時對環境的溫濕度進行智 能調節，對于不利情況能夠及時的作出顯示，以及能夠采取相應的措施以提醒用戶進行調 整，以達到最適宜的溫濕度。目前，市面上傳統的溫濕度的檢測存在諸多問題。
[0003] 傳統的溫度檢測系統都沒有對室內的溫度和濕度等指標進行全面的檢測，所得出 的數據不盡如人意。由于涉及到環境的溫度和濕度的多變量控制，而溫度和濕度的干擾因 素有很多，而在某些對室內環境要求很高的場合，需要根據外界的溫度來確定室內的最優 溫度，則需要對參數進行重新設定，這對操作人員的要求非常高，比較浪費時間。傳統的溫 度檢測系統對室內的溫度、濕度調節的效率和靈活性都不高。有些傳統的溫度檢測系統還 需要人工干預，操作起來相當繁瑣。常規的采用單片機的控制無法滿足環境的各種變化。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的是：提供一種基于PID控制的室內環境監控系統，它能夠實時 高效地監控室內的溫濕度，以達到最適宜的室內溫濕度的要求。
[0005] 本實用新型的基于PID控制的室內環境監控系統的技術方案是：一種基于PID控 制的室內環境監控系統，包括控制器，至少一傳感檢測模塊；
[0006] 所述傳感檢測模塊安裝于室內；所述傳感檢測模塊用于采集室內溫濕度的信息和 傳遞采集的信息；
[0007] 所述控制器內設置有一集成電路板；
[0008] 所述集成電路板上設置有
[0009] -PID控制模塊，所述PID控制模塊用于接收和處理所述傳感檢測模塊傳遞至的 溫濕度信息，以及傳遞處理后的溫濕度信息；
[0010] 一中央控制器，所述中央控制器用于接收和處理所述PID控制模塊傳遞至的溫濕 度的信息，并獲得相對的溫濕度值，以及傳遞獲得的溫濕度值；
[0011] 一遠程控制模塊，所述遠程控制模塊接收所述中央控制器傳遞至的溫濕度值，以 及控制空調運行；
[0012] 所述控制器還設置有一按鍵模塊、一顯不模塊、一電源模塊，
[0013] 所述按鍵模塊連接于所述中央控制器，所述按鍵模塊用于設置供所述中央控制器 比較的預定的溫濕度的閥值；
[0014] 所述顯示模塊連接于所述中央控制器，所述顯示模塊用于顯示室內的溫濕度以及 其他運行的參數；
[0015] 所述電源模塊用于提供電源。
[0016] 下面對上述技術方案進行進一步解釋。
[0017] 所述傳感檢測模塊為DHT21溫濕度復合傳感器；所述DHT21溫濕度復合傳感器包 括一電阻式感濕原件和一 NTC測溫元件。
[0018] 所述遠程控制模塊為紅外線發射模塊。
[0019] 所述按鍵模塊上設置有以1到9表示設置溫度的數字按鍵以及以A、B、C表示的打 開、關閉、常亮按鍵。
[0020] 所述中央控制器為數字信號處理器。
[0021] 本實用新型的優點是：本實用新型的基于PID控制的室內環境監控系統，它能夠 有效的對室內的溫濕度進行檢測并實時的加以監控；及時調整室內溫度，滿足人們對室內 溫濕度的環境要求；而且抗干擾能力強，系統結構簡單，成本低廉；操作方便，安全可靠。
【附圖說明】
[0022] 下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0023] 圖1是本實用新型實施例的室內各模塊安裝結構示意圖。
[0024] 圖2是本實用新型實施例的控制器外部結構示意圖。
[0025]圖3是本實用新型實施例的電路板各模塊關系示意圖。
[0026] 圖4是本實用新型實施例的步驟流程圖。
[0027] 其中：1控制器；2集成電路板2 ;3傳感檢測模塊；4空調；11按鍵模塊；12顯示 模塊；13電源模塊；21 PID控制模塊；22中央控制器；23遠程控制模塊。
【具體實施方式】
[0028] 實施例1:如圖1所示，一種基于PID控制的室內環境監控系統，包括控制器1、至 少一傳感檢測模塊3、空調4。傳感檢測模塊3安裝于室內；傳感檢測模塊3用于采集室內 溫濕度的信息和傳遞采集的信息。傳感檢測模塊3為DHT21溫濕度復合傳感器；所述DHT21 溫濕度復合傳感器包括一電阻式感濕原件和一 NTC測溫元件。
[0029] 如圖2所不，控制器1設置有一按鍵模塊11、一顯不模塊12、一電源模塊13。
[0030]其中。
[0031] 按鍵模塊11連接于中央控制器22,按鍵模塊11設置于控制器1的正面下部，按鍵 模塊11上設置有以1到9表示設置溫度的數字按鍵以及以A、B、C表示的打開、關閉、常亮 按鍵。按鍵模塊11用于設置供中央控制器22比較的預定的溫濕度的閥值。
[0032] 顯示模塊12為LED/IXD顯示屏。使用IXD顯示屏時，IXD顯示屏的型號為1602IXD。 顯示模塊12連接于中央控制器22,顯示模塊12設置于控制器1的正面上部，顯示模塊12 用于顯示室內的溫濕度以及其他運行的參數。
[0033] 電源模塊13設置于控制器1內，電源模塊13用于提供電源。
[0034] 如圖3所示，控制器1內設置有集成電路板2。
[0035] 集成電路板2內設置有如下模塊。
[0036] 一 PID控制模塊21，PID控制模塊21采用PID控制，目的是為了應對室內的多變 量以及對PID控制模塊21的參數進行在線調整。PID控制模塊21用于接收和處理所述傳 感檢測模塊3傳遞至的溫濕度信息，以及傳遞處理后的溫濕度信息。
[0037] 由于實際在溫度、濕度的調節過程中，干擾因素有很多，特別是一些對溫濕度要求 比較高的場合，如養殖場等。故本實施例采用自適應的PID控制模塊21，它能夠根據系統偏 差e、偏差率e'以及調節質量，自動調整PID參數，使得系統的穩定性和抗干擾能力更強，對 溫度、濕度實施自動反饋調節。
[0038] 當PID控制模塊21進行信息處理時，把系統的溫度誤差和誤差的變化率作為自適 應控制模塊的輸入，自適應控制模塊對輸入進行處理，從而實現在線調整PID控制模塊21 的參數變化量，實現PID的自適應控制。其所采用的溫濕度自適應調節公式如下所示。
[0039] e (t) = r (t) - y⑴。
[0040]ec (t) = e (t)-e (t_l)〇
[0041] 其中，r(t)為預設定的溫濕度閥值；y(t)為傳感檢測模塊3測定的室內溫濕度值； ec(t)為前后兩次時間所測的溫度誤差的差值。
[0042] 若設自適應調節后e(t)值為E(t)、ec(t)值為EC(t);所述PID控制模塊21的控 制參數調整如下所示。
[0043]KP (t) = KP (0) + AKP *QP〇
[0044] Kjt) = K"0) + A & *Qi〇
[0045] Kd(t) = K d(0) + A K d*Qd。
[0046] 其中，KP(0)、1(0)、Kd(0)是根據e(t)而設定的PID控制模塊21的參數；AKP、 AKpAKd為參數調整參值；〇1>4為為調整因子。
[0047] PID的給定值r (t)是由Kp (0)、Ki (0)、Kd (0)的值和e(t)而設定的。
【主權項】
1. 一種基于PID控制的室內環境監控系統，其特征在于：包括控制器，至少一傳感檢測 豐吳塊； 所述傳感檢測模塊安裝于室內；所述傳感檢測模塊用于采集室內溫濕度的信息和傳遞 米集的彳目息； 所述控制器內設置有一集成電路板 所述集成電路板上設置有 一PID控制模塊，所述PID控制模塊用于接收和處理所述傳感檢測模塊傳遞至的溫濕 度信息，以及傳遞處理后的溫濕度信息； 一中央控制器，所述中央控制器用于接收和處理所述PID控制模塊傳遞至的溫濕度的 信息，并獲得相對的溫濕度值，以及傳遞獲得的溫濕度值； 一遠程控制模塊，所述遠程控制模塊接收所述中央控制器傳遞至的溫濕度值，以及控 制空調運行； 所述控制器還設置有一按鍵模塊、一顯示模塊、一電源模塊， 所述按鍵模塊連接于所述中央控制器，所述按鍵模塊用于設置供所述中央控制器比較 的預定的溫濕度的閥值； 所述顯示模塊連接于所述中央控制器，所述顯示模塊用于顯示室內的溫濕度以及其他 運行的參數； 所述電源模塊用于提供電源。
2. 根據權利要求1所述的基于PID控制的室內環境監控系統，其特征在于：所述傳感 檢測模塊為DHT21溫濕度復合傳感器；所述DHT21溫濕度復合傳感器包括一電阻式感濕原 件和一NTC測溫元件。
3. 根據權利要求1所述的基于PID控制的室內環境監控系統，其特征在于：所述遠程 控制模塊為紅外線發射模塊。
4. 根據權利要求1所述的基于PID控制的室內環境監控系統，其特征在于：所述按鍵 模塊上設置有以1到9表示設置溫度的數字按鍵以及以A、B、C表示的打開、關閉、常亮按 鍵。
5. 根據權利要求1所述的基于PID控制的室內環境監控系統，其特征在于：所述中央 控制器為數字信號處理器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于PID控制的室內環境監控系統，包括控制器；所述控制器內設置有集成電路板；至少一傳感檢測模塊，所述集成電路板內設置有一PID控制模塊；一中央控制器，一遠程控制模塊；所述控制器還設置有一按鍵模塊、一顯示模塊、一電源模塊，所述按鍵模塊連接于所述中央控制器；顯示模塊連接于所述中央控制器。本實用新型能夠有效的對室內的溫濕度進行檢測并實時的加以監控；及時調整室內溫度，滿足人們對室內溫濕度的環境要求；而且抗干擾能力強，系統結構簡單，成本低廉；操作方便，安全可靠。
【IPC分類】F24F11-02
【公開號】CN204494697
【申請號】CN201520002472
【發明人】郭佳佳, 董玉龍, 王海群, 王致杰, 林貞汛, 王杰, 管冰巖, 劉桂英
【申請人】上海電機學院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年1月5日