可移动式智能加湿器设计1
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第5期
2019年3月
N o .5
M a r c h ，2 0 1 9
随着社会的发展，人们对于舒适生活的要求越来越高，
对智能家居的期待越来越迫切。夏季的空调给人们带来凉爽
的同时，干燥问题也随之而来，到了冬季，北方的人们会由于
环境中湿度不足感到身体不适，研究表明：50%~60%的环
境空气相对湿度对人体的健康最有利，人们的抗病能力也最
强，人们也会感到舒适
[1]
，因此，加湿器应运而生。但是传统
的加湿器大多采用手动开启模式，结构简单，功能单一，只能
手动调节雾量的大小，无法实时精确了解温湿度状况，导致
很难达到理想的舒适度感受
[2]
，一 款 能 自 动 控 制 超 声 波 加 湿
器的工作状态、可以实现智能调控和人性化的定量设置的智
能移动加湿器成为人们的真正需求。本文设计的加湿器以简
易机器人为平台，摆脱了传统固定式加湿器的束缚，运用嵌
入式单片机原理，实现了加湿器的智能化工作，可以使室内
湿 度 保 持 均 匀 ，符 合 现 代 人 的 生 活 方 式 。
1 工作原理
根 据 用 户 需 求 分 析 ，本 文 设 计 的 加 湿 器 满 足 以 下 要 求 ：
在监控到相应的湿度范围后自动开始或停止工作；可以实
现在整个房间内的自由移动，保证驾驶均匀；当加湿器即将
发生干烧时，启动声光报警；根据监控到的湿度数值，自动
调整喷雾大小；实时显示室内湿度；可以由用户自定义设置
最佳湿度值。为实现这些要求，加湿器主要分为7个模块进
行 协 调 工 作 ：以 STC12C5A60S2单片机为核心的中央控制模
块 、以 DHT11为 核 心 的 传 感 器 模 块 、以 L298N为核心的智能
驱 动 模 块 、以 LED液晶屏为核心的显示模块、声光报警模
块、电源模块和外设独立键盘，具体结构如图1所示。
传感器模块将实时监测室内湿度，将其在LED显示屏
上显示，并将数据传送到中央控制器，一旦室内湿度达到用
户 所 设 定 的 最 佳 相 对 湿 度 ，中 央 控 制 器 将 发 送 命 令 使 加 湿
器和底部小车停止工作；当室内湿度下降到设定的最低湿度
以 下 后 ，加 湿 器 和 小 车 将 再 次 工 作 ，在 这 期 间 ，加 湿 器 会 根
据室内的湿度情况自动选择适当的喷雾大小，以保证室内舒
适；当加湿器内的水位下降到预设最低水位后，加湿器将停
止加湿，并由声光报警模块发出警报，提醒用户及时加水，
防止干烧。
图1 总体原理
2 硬件设计
2.1 中央控制模 块
基于STC12C5A60S2单片机的中央控制模块有两个，一
个负责控制加湿器的湿度监测和加湿器的工作状态，另一
个则是控制底部简易小车的相关功能，例如避障、转弯、启
动、停止等，两个单片机之间用一个继电器连接控制，以加
湿器上的单片机为主，控制简易小车上的单片机发送命令。
选用的STC12C5A60S2单 片 机 是 高 速 、低 功 耗 、超 强 抗 干
扰的新一代51单片机，工作电压为5.5~3.5 V，内 部 有 8路高
速10位A/D转换，可以直接将温湿度传感器的数据在单片机
内部进行模拟到数字的转换，省去了外部的A/D转换模块。
2.2 智能驱动模块
由于步进电机精度比普通电机高，易于控制，所以本文
设计的加湿器采用步进电机和L298N电 机 驱 动芯片。L298N
为 单 块 集 成 电 路 ，高 电 压 ，高 电 流 ，四 通 道 驱 动 ，可 直 接 对
电机进行控制，无须隔离电路。通过单片机的I/O输入改变
芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转、停止的操
作，非常方便，亦能满足直流减速电机的大电流要求，调试
时再依照芯片手册，用程序输入对应的码值就能够实现对
应的动作
[3]
。驱动模块的电路原理如图2所示。
2.3 电源模块
本设计中用到的电源有5 V的单片机电源、5 V的电机驱
动芯片电源和7.2 V的 电 机 电 源 ，但 是 只 用 了 两 节 3.6 V的锂
电池供电，因此，在电源模块中还需增加一个7805压降电路
来降低电压，维持电路的正常工作。
作者简介：任 媛（1998— ），女，河北衡水人，本科生；研究方向：微电子科学与工程。
摘 要：文章介绍了一款以STC12C5A60S2单片机、DHT11温湿度传感器和L298N电机驱动芯片为核心的可移动式智能加湿
器 。该 加 湿 器 基 于 Keil4用C语 言 进 行 编 程 ，使 用 AD软件进行仿真调试，可以实现用户自定义设置湿度范围、自由移动、自动调
节喷雾大小、自启停、干烧预警以及实时显示室内湿度等功能，其使用简单、性价比高，具有较大的实际应用价值。
关键词：可 移 动 ；智 能 加 湿 器 ；STC12C5A60S2单片机
可移动式智能加湿器设计
任 媛，徐德翠，赫雪婷，吴思佳，黄钰淳
（江南大学 物联网工程学院，江苏 无锡 214122）
无线互联科技
Wireless Internet Technology
石悦
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