研究目的:由于预算限制和高昂的运营成本,目前许多中小学体育场馆通常只使用自然通风方式来调节场内的温度和湿度,而没有实施精确的温湿度控制。在炎热的季节,教师和学生在这样的环境中进行体育活动或课程,可能会因长时间暴露于高温环境中而遭受中暑、热痉挛、热昏厥或热衰竭等热相关疾病。因此,为了确保体育场馆内的活动参与者健康,对室内的温度和湿度进行精细调控是必要的。目前,由于劳累引发的热病伤害频繁发生,急需解决的问题是如何在中小学体育设施中对热环境进行准确的温度和湿度监测以及有效管理。国内外已有众多关于室内热环境及其对人体舒适度影响的研究。这些研究主要集中在室内热环境参数的测试数据的总结和通过问卷调查来观察热环境变化对人体生理的影响。目前,针对我国体育场馆内部的温度和湿度控制,尤其是在中小学体育场馆中,相关研究相对较少。由于体育场馆通常具有较大的空间和深度,以及频繁的人员活动,这些场所对温湿度的控制提出了较高的要求。针对这一点,本研究旨在解决中小学体育场馆热环境控制不足的问题,导致中学生出现劳累性热相关疾病的情况。研究提议利用现有的自动化技术构建具有科学性和可行性的温湿度测控系统,以实现对中小学体育场馆内热环境的有效控制。研究方法:1、文献资料法:通过查阅有关室内热环境,温湿度控制,劳累性热病等国内外文献及国家政策文件一手资料等,为研究奠定理论基础。2、实地考察法:对宜昌市中小学体育场馆实地考察室内热环境现状,了解场馆室内热环境温湿度系统应用情况。3、逻辑分析法:在电气、体育、社会学的交叉学科背景之下,运用工学,学校体育学相关知识,围绕温湿度对人的影响和体育场馆热环境的现状进行分析研究。4、实验法:选用仿真软件Multisim验证电路原理,利用Proteus仿真软件对系统部分功能进行仿真。结果与分析:此次设计过程中,选用仿真软件Multisim对于电路实施相应的验证,依靠NIMultisim,建立具备健全组件库的电路图,并且能够使用工业标准SPICE模拟器实施相应的电路仿真。依靠专门的高端SPICE解析与虚拟仪器,能够在具体的设计过程内提前对于电路设计实施快速检验,进而简短建模循环的时间。另外和NI Lab VIEW、Signal Express软件进行集成,在运用Keil uVeision对于程序实施相应的编译,形成相应的HEX文件以后,能够把此文件下载至单片机模块中,然后使用Proteus软件实施相关的调试。仿真结果显示当前系统环境的温度为26度,相对湿度为60%,在预设值范围内,符合国家温湿度标准,倘若Tem、Hum值低于或者高于标准值就会启动电机工作来模拟执行器的启动,从而进行温湿度控制。研究结论:体育场馆不仅是体育事业发展的重要基础设施,也极大地促进了体育事业的持续发展,对学校教育、城市体育文化的塑造及体育消费都有显著影响。当前,大部分中小学体育场馆在控制温湿度时主要依赖自然通风,缺乏其他物理手段。随着夏季气温的持续升高,长时间在高温的体育场馆中进行体育教学或活动,可能导致中学生出现劳累性热病。仅靠传统通风方式已不足以有效改善这种热环境,因此本研究提出了一个结合自动化技术的温湿度监测与控制系统,旨在有效管理中小学体育场馆的温湿度。通过使用单片机、传感器模块、液晶显示屏和继电器控制模块,可以有效控制温度和湿度。这种温湿度控制系统不仅能提升人们的舒适感,还能减少中学生因热而引起的疲劳症状的风险。实验仿真表明,该系统能够监控并调整体育场馆的温湿度,确保环境的舒适度。此外,该系统还可以调节体育场馆内的热环境,从而在体育比赛期间,有效提升运动员、观众和工作人员的舒适度,并减少情绪波动带来的负面影响。