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Humidity & Temperature Sensor
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摘 要：利用新一代單片全校準、高集成度、小體積的數(shù)字式溫濕度傳感器sht71,通過單片機的控制實現(xiàn)對溫濕度的采集與顯示，再經(jīng)由無線收發(fā)傳輸采集到的數(shù)據(jù)與遙控各溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備，并結(jié)合了便攜式與pc機操作。使得此系統(tǒng)具有體積小、適用面廣、使用方便等特點。 1 引 言 溫濕度的監(jiān)控廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)、倉儲管理、氣象預(yù)測、生活起居及科學(xué)研究中。傳統(tǒng)溫濕度傳感器需為其設(shè)計復(fù)雜的信號調(diào)理電路并需要經(jīng)過煩瑣的校準與標定，往往在精度、線性度、重復(fù)性、互換性、一致性以及對環(huán)境的適用等方面不盡人意。瑞士sensirion 公司推出的新一代基于cmosenstm技術(shù)的sht系列數(shù)字式溫濕度傳感器則很好地解決了上述問題，在無需外圍電路、免除了調(diào)試與標定過程的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了溫濕度的數(shù)字式輸出。隨著無線通信專用集成芯片的不斷問世，各類無線通信設(shè)備的性能也更加優(yōu)越可靠，功能更加完善。在眾多采集監(jiān)控系統(tǒng)中，通常采用有線傳輸數(shù)據(jù)，這樣不得不通過鋪設(shè)大量的導(dǎo)線來維持整個系統(tǒng)的正常運行，有些甚至需要鋪設(shè)專用電纜。這使得布線非常復(fù)雜和困難，同時使整個系統(tǒng)造價升高，導(dǎo)線長時間裸露會縮短它的使用壽命，若埋在地下則給線路
電流環(huán)境，為避免引起尖端高壓放電，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用印刷電路板天線或者陶瓷天線。zigbee網(wǎng)絡(luò)包括協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點3種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。終端節(jié)點帶有溫濕度傳感器，是主要的感測節(jié)點，放置在高壓開關(guān)柜內(nèi)。開關(guān)柜內(nèi)往往不允許布置額外的電纜，同時終端節(jié)點支持休眠模式，因此采用電池供電。協(xié)調(diào)器和路由器節(jié)點因為需要給其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供路由傳遞數(shù)據(jù)報功能，因此采用市電供電，使協(xié)調(diào)器和路由器節(jié)點永遠處于工作狀態(tài)。 系統(tǒng)的溫濕度檢測采用瑞士sensirion公司推出的基于cmosens技術(shù)的新型數(shù)字式溫濕度傳感器sht71。它是一款將溫濕度傳感器、信號放大調(diào)整器、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器和總線接口全部集成在一個芯片上的單片全校準數(shù)字輸出傳感器，可以提供-40～120范圍內(nèi)分辨率為14 b的溫度測量以及0～100％范圍內(nèi)分辨率為12 b的濕度測量。sht71采用串行接口與微處理器相連，它的串行時鐘輸入線sck和串行數(shù)據(jù)線data直接與微處理器cc2430的通用／輸出口線相連，電路原理圖如圖1所示。串行時鐘輸入線sck與微處理器保持通信同步，串行數(shù)據(jù)線data收發(fā)通信協(xié)議命令和數(shù)據(jù)。其控制流程如下：微處理器用1組“啟動傳輸”時序
7上產(chǎn)生瞬時電流，輸出一個脈沖電壓，引入電容c28可將輸出的脈沖電壓變得平滑穩(wěn)定；停止放電后，電源向電容c27逐漸充電，陽極電位增加。達到放電起始電壓后，如再有紫外光照射到傳感器上則再次放電。驅(qū)動電路包括信號處理模塊，消除了由自然激勵光源引起的背景放電信號。 圖4 紫外傳感器驅(qū)動電路 3．2 溫濕度采集電路 高壓輸電線路的電暈放電是一個復(fù)雜的過程，利用紫外檢測法必須考慮到周圍環(huán)境的影響。具體表現(xiàn)為：空氣污染越嚴重，空氣密度越小，濕度越大，電暈放電越強。這里采用數(shù)字式溫濕度傳感器sht71，在檢測高壓輸電線路電暈放電的同時，將溫度和濕度作為考慮因素，可以更好地檢測其放電情況。 3．3 時鐘電路 dsp工作是以時鐘為基準，如果時鐘質(zhì)量不高，那么系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性就很難保證。在tms320f2812上，有基于pll時鐘模塊，為器件及各種外設(shè)提供時鐘信號。鎖相環(huán)有4位倍頻設(shè)置位，可以為處理器提供各種速度的時鐘信號。時鐘模塊提供2種操作模式： 1)晶體工作模式，該模式允許通過外部晶體為芯片提供時鐘基準；2)外部時鐘源工作模式，此模式下內(nèi)部的振蕩器將旁路。芯片設(shè)備的時鐘
芯片。至于用哪路供電由跳線決定。2. mcu mcu選用52單片機，型號是89lv52。它有256byte的ram和8kb的flash，3個16位定時器，對于本應(yīng)用比較合適。3. 射頻部分 射頻部分選用rfwave 公司的rfw102，這是一款工作于2.4ghz頻段的射頻模塊，功耗較低，而最高速率能達到1mbps。配合rfw-d100使用，簡單方便。4. 傳感器 傳感器部分的接口設(shè)計成可插拔式通用接口，便于擴展其他傳感器，以溫/濕度傳感器為例，本文選用了sensirion公司的sht71，它是一種數(shù)字傳感器，低功耗，溫/濕度一體，使用方便。868mhz和915mhz頻段節(jié)點機設(shè)計 nrf905 1.0以9v直流電源和電池兩種方式供電，一個單片機作為中央控制單元，控制傳感器和無線收發(fā)模塊。并外加了存儲器，可以實現(xiàn)存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能。nrf905 1.0可分為5大部分：1. 中央控制單元：使用一片at89lv52作為中央控制單元。其中，r1out，t1in引腳用于串口通信。2. 電源：可選擇直流9v電源和電池兩種方式供電，供電方式可用跳線切換。3. 存儲器：使用一片at24c21作
用52單片機，型號是89lv52。它有256byte的ram和8kb的flash，3個16位定時器，對于本應(yīng)用比較合適。 3. 射頻部分 射頻部分選用rfwave 公司的rfw102，這是一款工作于2.4ghz頻段的射頻模塊，功耗較低，而最高速率能達到1mbps。配合rfw-d100使用，簡單方便。 4. 傳感器 傳感器部分的接口設(shè)計成可插拔式通用接口，便于擴展其他傳感器，以溫/濕度傳感器為例，本文選用了sensirion公司的sht71，它是一種數(shù)字傳感器，低功耗，溫/濕度一體，使用方便。 868mhz和915mhz頻段節(jié)點機設(shè)計 nrf905 1.0以9v直流電源和電池兩種方式供電，一個單片機作為中央控制單元，控制傳感器和無線收發(fā)模塊。并外加了存儲器，可以實現(xiàn)存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能。 nrf905 1.0可分為5大部分： 1. 中央控制單元：使用一片at89lv52作為中央控制單元。其中，r1out，t1in引腳用于串口通信。 2. 電源：可選擇直流9v電源和電池兩
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