基于单片机的病房温湿度控制系统设计_开题报告

一、国内研究现状

室内温控系统是在生活中非常广泛的一项应用，人体有没有足够的舒适度都与温湿度密切相关，而在医院病房会对温湿度的要求更加严格，以此为了保证病人各项生理指标良好。随着科技的发展，自动控制技术对当今社会的各个领域发挥着越来越大的作用，温湿度在其中也是最主要被控制的一个参数，单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点，应用在温湿度测量与控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高，由于病人更容易受到空气质量影响，所以此设计应用到生活中，可以更精准、恒定的控制病房的温湿度，做到实时监控并调节。

近年来，由于计算机技术、超大规模集成电路技术和网络通信技术的发展，使监控系统广泛应用于工业、农业生产等领域，无论是医院病房、粮食仓库、中药材仓库，还是图书保存，都需要在符合规定的温湿度环境条件之中。国外在环境监控技术上已达到了很成熟的地步，高科技数字式传感器广泛应用于环境检测系统。这种传感器采用了半导体集成电路与微控制器最新技术，除完成温度检测功能外,还可完成预置范围温度、报警、多路AD转换、温度补偿等功能。

余显冰等人（2019）在《基于单片机控制的自动恒温系统》对传统帐篷做出智能化的改进，以STM32单片机为主控制部件，采用DHT12传感器进行温湿度检测，通过单片机编程、温度传感器和半导体技术相结合设计了一种可以实现帐篷内自动恒温的装置。

史银志和蒋仕琼（2018）在《智能建筑中嵌入式恒温控制系统设计》中设计一种智能建筑中嵌入式恒温控制系统。在智能建筑中，在硬件部分,针对恒温箱输出控制模块，利用珀尔贴(Peltier)效应设计热电偶闭合回路，并对半导体制冷器件驱动进行选取。在软件部分,建立交叉编译环境、移植嵌入式内核、设定恒温控制模糊规则，通过实验验证该系统设计的有效性。由实验结果可知,该系统恒温控制效果较好。

丁文韬（2018）在《基于单片机的智能恒温恒湿系统设计与实现》针对植被培养温室，提出一种基于单片机的智能恒温恒湿控制系统。采用AT89C51系列单片机作为主控芯片,Pt100和HS1101传感器分别进行温度和湿度检测，采用TLC549CP作为A/D转换芯片,通过弱电控制风扇、加热器、喷雾器、除潮器等装置实现了对植被培养温室的智能恒温恒湿控制，所提系统具有普适性，适合在工农业生产领域推广应用。

陈晨、郭其一和蒋秋明（2018）在《智能建筑恒温恒湿空调研究》详细说明了智能建筑恒温恒湿空调的重要性，人们对居住环境的智能化及舒适性有了更高的要求,需求决定了市场的发展方向。多媒体智能化的建筑有巨大的市场潜力,课题由此出发研究智能建筑中备受关注的恒温恒湿度空调进行分析,探讨我国智能建筑中恒温恒湿空调运作现状及存在问题,并提出相应优化策略 。

陈丽（2016）在《病房温湿度对新生儿湿疹的预后研究》讨论病房环境温湿度对新生儿湿疹预后的临床效果。通过对病房温湿度的调控降低了新生儿湿疹的发生，最后总结病房温湿度的情况直接关系到新生儿湿疹的病情，强调医院病房设置室内适宜温湿度对新生儿湿疹的预后作用 。

周培强（2019）在《基于环境能源效率的病房楼热环境设计研究》中研究发现，病人对热环境要求比健康人群更加严格，除热舒适需求之外还需满足医疗卫生安全等方面的需求，因而对复廊式病房楼提升热环境品质的策略应以通风降温为主。本文提出的病房楼热环境品质评价指标可以为其他医院病房楼热环境评价提供参考，能耗评价指标可适用于北京地区大型综合医院病房楼用能评价，提出的热环境影响因素和设计改造方法可以为复廊式病房楼的环境能源效率提升及优化设计提供参考。

张涛等人（2018）在《某医院病房楼温湿度独立控制空调系统设计》中介绍了某医院病房楼空调设计方案，采用温湿度独立控制空调系统,单独设置新风处理机组，并采用高温冷源对新风进行预冷。详细分析温湿度独立控制空调系统的空气处理过程、新风量的设计以及负荷计算方法,为设备选型提供依据,并制定全年空调运行策略。

张建良、陈灿和李静（2007）在《PMV-PPD指标计算医院病房舒适温湿度》中考虑到医院内部区域,特别是患者长期居住的病房的特殊作用，以及医院内环境的特点，沿用住宅的设计参数已然不能完全满足患者对舒适度的要求。通过使用PMV-PPD指标方法对医院建筑室内环境的设计参数作出理论分析，确定了若干组可以使PPD≈5%的室内温、湿度，为以后的医院空调设计提供了参考。

二、国外研究现状

荷兰、美国、日本、以色列温湿度控制发展起步较早。美国建造了多座人工气候室，可以有效地对温室环境中温度，湿度，光照，CO2浓度等基本参数进行调控；英国西尔索农业工程研究院院士哈罗德·克罗托对生物生长与温度湿度等环境参数的关系和控制进行研究，大力发展计算机遥控技术控制。这些年人们把温湿度控制应用到人们居住的环境中，使人们生活的环境质量提高，

miz K，Essam  E K设计空调房间宜集中布置，温湿度要求及使用时间相近的空调房间宜相邻布置；恒温恒湿室的门、墙、窗、及围护结构特性应按照相关规范要求进行设计。

Nishioka T研究了利用PID 控制策略来保障恒温恒湿控制精度的要求。目前以PC机为核心的多回路智能化DDC(Direct Digital Control)系统使实现高精度恒温恒湿变得相对容易。

通过以上文献综述，目前，温湿度测量领域的新技术不断涌现，新产品也层出不穷，主要表现在温湿度传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向迅速发展和在温湿度测量系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿和自动校准湿度等新技术两个方面。现在国内出现了丰富的数字传感器配套产品，如远程控制模块、中继器、接插器、分线器等，技术也比较成熟。数字传感技术、通信技术、计算机成为当今信息技术的三大基础，计算机监控技术已成人们关注的热点。

B. ^范文提纲

摘要

一、引言

二、整体方案设计

（一）总体方案

（二）控制模块选择

（三）温湿度检测模块

（四）显示模块

三、系统硬件设计

（一）总体电路图设计

（二）控制模块电路设计

（三）温湿度检测电路设计

（四）显示模块设计

四、系统软件设计

（一）软件介绍

（二）系统主流程设计

致谢

C. 参考文献

[1]施俊良.室温自动调节原理和应用[M].北京：中国建筑工业出版社.

[2]刘晓华,江亿,张涛温湿度独立控制空调系统[M].2版.北京：中国建筑工业出版社,2013.

[3]余显冰,李琼,周仪,王智,张宇航.基于单片机控制的自动恒温系统[J].电子测试,2019(06):30-31.

[4]史银志,蒋仕琼.智能建筑中嵌入式恒温控制系统设计[J].电子设计工程,2018,26(13):172-176.

[5]丁文韬.基于单片机的智能恒温恒湿系统设计与实现[J].通讯世界,2018(07):255-256.

[6]陈晨,郭其一,蒋秋明.智能建筑恒温恒湿空调研究[J].中国新通信,2018,20(18):235.

[7]陈丽.病房温湿度对新生儿湿疹的预后研究[J].全科护理,2019,17(12):1460-1461.

[8]周培强.基于环境能源效率的病房楼热环境设计研究[D].北京建筑大学,2019.

[9]张涛,刘国丹,管宏宇,武在天.某医院病房楼温湿度独立控制空调系统设计[J].青岛理工大学学报,2018,39(03):96-101+108.

[10]张建良,陈灿,李静.PMV-PPD指标计算医院病房舒适温湿度[J].建筑热能通风空调,2017,36(03):33-35+46.

[11]潘璐璐.基于STC12系列单片机的智能温湿度控制系统的设计与实现[D];电子科技大学,2014.

[12]韩宏权.基于绝对湿度控湿的VAV空调系统室内温湿度控制研究[D];西安建筑科技大学,2017.

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