介紹一種新型的溫濕度記錄與控制系統(tǒng)
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們的生活水平越來越高，對室內(nèi)的溫濕度等環(huán)境的調(diào)節(jié)也就格外的看重，室內(nèi)的溫濕度對人體的舒適度以及健康都有關(guān)系。溫濕度記錄儀可以幫助我們準(zhǔn)確的了解室內(nèi)溫濕度的情況，根據(jù)溫濕度記錄儀的顯示數(shù)據(jù)我們可以對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行調(diào)控從而達(dá)到平衡。
本文采用數(shù)字溫濕度傳感器對溫濕度環(huán)境同時進(jìn)行監(jiān)測，同時用無線接收模塊對采集的溫濕度數(shù)值進(jìn)行無線傳輸，采取此系統(tǒng)不僅有控制方便、簡單、靈活性大和可以大幅度提高被控溫濕度的技術(shù)指標(biāo)等優(yōu)點,而且數(shù)據(jù)測量和傳輸精度都很高，其也經(jīng)濟(jì)實惠。
此系統(tǒng)設(shè)計的目的在于服務(wù)廣大的生活居民，使他們在辦公室或研究室就可以知道居室或?qū)W生寢室的溫濕度，從而進(jìn)行溫濕度等的控制。
1、系統(tǒng)總體方案設(shè)計
本系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C52為微處理器對 SHT10 和 NRF905 器件進(jìn)行控制，溫濕度傳感器作為測量檢測器件對環(huán)境溫度濕度等因子進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，無線傳輸模塊NRF905對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以指示燈 LCD顯示，從而更好的控制室內(nèi)環(huán)境。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如下圖1所示：
由上圖可知：總系統(tǒng)由兩部分組成：溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)。
2.硬件設(shè)計
2.1 溫濕度檢測電路的設(shè)計溫濕度檢測是室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，它直接關(guān)系到整個監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量。本系統(tǒng)采用的是瑞士 Sensirion 公司推出了 SHT10 單片數(shù)字溫濕度集成傳感器。采用 CMOS過程微加工專利技術(shù)(CMOSenstechnology),確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和出色的長期穩(wěn)定性。該傳感器由 1 個電容式聚合體測濕元件和 1 個能隙式測溫元件組成, 并與 1 個14 位 A/D 轉(zhuǎn)換器以及 1 個 2- wire 數(shù)字接口在單芯片中無縫結(jié)合, 使得該產(chǎn)品具有功耗低、反應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點。如圖 2 為 SHT10 典型應(yīng)用電路。
2.2 無線傳輸模塊
NRF905NRF905 是挪威 NordicVLSI 公司推出的單片射頻收發(fā)器。nRF905由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，不需要外加聲表濾波器，ShockBurstTM工作模式，自動處理字頭和 CRC(循環(huán)冗余碼校驗)，使用 SPI 接口與微控制器通信，配置非常方便。此外其功耗非常低，以 10dBm的輸出功率發(fā)射時電流只有 11mA，工作于接收模式時的電流為12.5mA，NRF905片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率放大器等模塊，曼徹斯特編碼/解碼由片內(nèi)硬件完成，無需對數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，因此使用非常方便。如圖 3 為其各接口。
3.SHT10采集溫濕度程序設(shè)計
此系統(tǒng)監(jiān)測程序設(shè)計采用順序查詢的方式執(zhí)行主程序，模塊化設(shè)計。
便于程序的編寫，測試和排除錯誤同時進(jìn)行以便于檢驗和推廣。通過置入不同的命令，可以檢測、顯示溫濕度，控制程序等程序模塊使整個系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。上電后程序進(jìn)行初始化,完成后進(jìn)行巡回模式采集數(shù)據(jù),當(dāng)有中斷事件發(fā)生時,判斷中斷源并進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)字程序中。
4.試驗結(jié)果
本實驗測量到的溫濕度數(shù)據(jù)，它是通過指示燈 LCD 以二進(jìn)制反碼的形式顯示出來的，如下兩表為得到的兩組不同的溫濕度數(shù)據(jù)。
通過上述溫濕度數(shù)據(jù)的采集我們不難發(fā)現(xiàn)，溫度的變化范圍不是很大，測量數(shù)據(jù)比較精確，能實際反應(yīng)室內(nèi)的溫度環(huán)境情況；測量的濕度能基本反應(yīng)室內(nèi)濕度的環(huán)境情況。
5.結(jié)論
本系統(tǒng)利用了計算機(jī)技術(shù)，結(jié)合了可靠的傳感器技術(shù)和無線傳輸技術(shù)，通過單片機(jī)對溫濕度傳感器 SHT10 和無線傳輸模塊 NRF905 的控制，采用C 語言編寫控制程序，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)的無線發(fā)送與接收，以及對數(shù)據(jù)的簡單顯示。本系統(tǒng)設(shè)計時研究了數(shù)據(jù)采集的精確性、數(shù)據(jù)無線傳輸時的準(zhǔn)確性等問題。本溫濕度測量系統(tǒng)室內(nèi)環(huán)境溫度的檢測具有很好的實現(xiàn)價值，具有研究意義。
