sht10传感器在温湿度监控系统中的应用

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1、SHT10传感器在温湿度监控系统中的应用：SHT10温湿度传感器具有体积小、功耗低、响应快、精度高、抗干扰能力强等特点，本文基于SHT10传感器，研究其在无线温湿度监控系统中的应用。文章阐述了数据采集单元设计、数据传输模块、显示模块的硬件设计和软件设计。　　关键词：SHT10传感器；监控系统；数据采集；温湿度；　　Abstract:TheSHT10humituresensorisallsize,loption,fastresponse,highprecision,stronganti-interferen

2、ceabilityandothercharacteristics.Thispaper,basedontheSHT10sensor,studystheitsapplicationintheituremonitoringsystem.Andthispaperexpoundsthedataacquisitionunitedesign,datatransmissionmodule,hardodule.　　Keyonitoringsystem;datacollection;humiture；　　:S951.4+1：

3、A：　　　　0.引言　　仓储管理、生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中，需要对温度、湿度进行实时检测。随着新技术和新材料的发展，一系列新型传感器出现了。具有代表性的是瑞士Sensirion公司生产的SHT1x/7x系列单片集成传感器，这类传感器可以同时测量湿度、温度，不仅提高了测量精度，还简化了外围电路。本文选取SHT10，介绍其在无线温湿度监控系统中的典型应用。　　1.SHT10温湿度传感器概述　　SHT10基于CMOSensTM技术，将温湿度传感器、信号放大调理、14位A/D转换和两线串行接口集

4、成于一芯片内，数字量输出，免调试，免标定，与外围电路采用两线制连接。每个相对传感器都在恒湿箱中精确标定，校准系数以程序形式储存在OTP内存中，在测量过程中对相对湿度自动校正。该传感器具有体积小、功耗低、响应快、精度高、抗干扰能力强等特点，是温湿度监控系统的首选芯片。SHT10温湿度传感器测湿精度为±4.5%RH，最大分辨率为12位，测温精度为±5℃，最大分辨率为14位。　　2.系统硬件设计　　2.1数据采集单元设计　　数据采集单元由温湿度传感器SHT10和微控制器PIC16F873组成。　　SHT10通过

5、两线串行接口与微处理器连接，如图1所示。SHT10的供电电压是2.4~5.5V，推荐使用3.3V，电源引脚VDD和GND之间需要加一个100nF的去耦电容。串行时钟输入线SCK用于使PIC16F873与SHT10之间通信同步，微控制器可以以任意低的速度与SHT10通信。串行数据线DATA引脚是三态门结构，用于数据的读取。DATA在SCK时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK时钟上升沿有效。在PIC16F873向SHT10发送数据且SCK时钟为高电平时，DATA必须保持稳定。为避免信号冲突，PIC16F873

6、应拉低DATA，当需要拉高DATA信号时，可以通过附加的上拉电阻来实现。　　　　图1数据采集电路　　2.2数据传输模块　　系统采用基于nRF24E1的无线传输。nRF24E1是Nordic公司推出的一款无线片上系统（SoC），集成了2.4GHz无线收发芯片nRF2401、增强型8051内核、9路100ksps的10位ADC、UART异步串口、SPI同步通信串口、P输出、RC振荡器、看门狗和唤醒定时器等，可以在1.9~3.6V之间的电压下稳定工作。该芯片有125个频点，能够实现点对点、点对多点的无线通信，同

7、时可采用改频和跳频来避免干扰，数据最高传输速率为1Mbps，在比较理想环境中，其室内传输距离可达30~40米，室外传输距离可达100~200米。　　图2是无线传输部分的电路图。　　　　图2无线传输电路图3显示电路　　2.3显示模块　　显示部分选用LCD1602液晶模块，电路设计如图3所示。　　3.系统软件设计　　3.1SHT10工作时序　　SHT10上电后11ms进入休眠模式，首先应发送一个传输启动时序（如图4所示）唤醒芯片，即在SCK为高时将DATA由高电平拉为低电平，并在下一个SCK为高时将DATA拉

8、高。随后，微控制器可向SHT10发送命令，命令字包括高3位的地址位(目前只支持000)和低5位的命令位。常用命令有：0x03测温度，0x05测相对湿度，0x07读寄存器，0x06写寄存器，0x1e软件复位。在发送命令时序中，SHT10在第8个SCK时钟周期下降沿后拉低DATA来表示正确接收到命令。SHT10在第9个SCK时钟周期的下降沿之后释放DATA线，DATA恢复至高电平。微控制器发出一组测量命令后需要根据测量数据精确度8