智能远程温湿度监测系统的计划

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1、第27卷第1期西安航空技术高等专科学校学报Vl01．27No．12009年1月JournalofXi’anAeroteehnicalCollegeJan．2009智能远程温湿度监测系统的设计王晓银(西安航空技术高等专科学校计算机工程系，陕西西安710077)摘要：介绍了一种通用的温湿度测量系统的设计，提出了以高集成度的温度湿度传感器SHT71作为数据采集模块．以MSP430F449为控制核心的多点测量系统的设计方案，该系统具有低成本、低功耗、高可靠性、抗干扰能力强等特点，根据不同需要可应用于多种温湿度检测系统中。关键词：MSP430F449；温湿度测量系~；SHTT1中图分

2、类号：TP273．5；TM921．51文献标识码：A文章编号：1008—9233(2009)01—0044—031引言2温湿度测量系统的硬件设计随着工业化程度的不断提高，温湿度的测量与设计中采用的单片机是美国德州仪器公司的控制，在国民经济建设中具有重要的意义。对环境MSP430F449。它是一款超低功耗，功能强大的单湿度的监测和控制已扩大到取暖设备、造纸、烟草、片机。其电源电压范围为1．8V一3．6V；能够直接驱食品、化工以及大气环境监控等领域。但在传统的动液晶显示，驱动能力可达160段；16位精简指令温湿度测量系统中，通常使用热敏电阻和湿敏电容结构(RIsc)与l6位寄存

3、器保证了可编制出高效的来分别测量温度和湿度，测量后的信号要经A／D转程序；内部可实现数控(DCo)的RC振荡器使系统换后送至单片机，在这过程中要考虑调理电路并需从待机到唤醒的响应时间不超过6us；具有丰富的要经过复杂的校准、标定过程，其测量精度难以得到外围模块；48个可独立编程的I／O口；2个串行通保证。在遇到同时需要多点测量的环境时，采用这信接口UARTO与I『ARTI；FLASH存储器多达种测量方法每个测量点都必须具备2个独立的传感60KB，擦写次数可达10万次。设计中采用器和独立的数据处理电路，不但提高了系统成本，并MSP430F449自带通信模块实现下位机与上位机通

4、讯。键盘与显示模块可由MSP430F449的I／O口且增加了系统设计的复杂性。考虑到以上问题本设直接驱动，并且外部不用扩展存储器和I／O口。计采用瑞士Sensirion公司研制成功的SHT71型智系统硬件框图如图2所示。能化湿度偈度传感器，该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术结合起来，可准确测量相对湿度，还能测量温度和露点，大大提高了温湿度的测量精度，另外现代的监测系统不仅仅只提供测量数据，一般监控室离工作现场较远，采用人工到现场测量数据费时费力，本设计根据这一要求采用下位机与上位机通讯，将采集到的数据及时反馈给控制室，同时控图1总体控制系统图制室也可根据情况对环境进行远

5、程控制。其总体控制系统如图1所示。收稿日期：2008．05—07作者简介：王晓银(1978一)，女，陕西省大荔县人，兰州近代物理研究所硕士研究生毕业，研究方向：数据获取与计算机控制。第1期王晓银：智能远程温湿度监测系统的设计45以同时发出测量命令使多个传感器同时进行测量，这样只需一次等待时间就完成了整体数据的收集，大大缩短了数据采集时间，为控制系统输出及时控制信号提供了条件。2．2电源电路由于控制器MSP430F449需要采用3．3V供电，而SH'IT1可以采用2．4V～5．5V供电，串行口图2系统硬件框图电平转换芯片MAX232又为5V供电，因此设计中2．1温湿度测量原理

6、采用5V线性电源，由REGlll7降压到3．3V为控制器与温湿度传感器供电。如图4所示。设计采用了SHr71数字式温湿度传感器，该传感器是一款由多个传感器模块组成的单片全校准数数据线DATA字输出相对湿度和温度传感器，它采用了特有的工业微控SHT71化的(]VK3S技术，整个芯片包括校准的相对温度和湿制器时钟线SCK度传感器，它们与一个14位的A／D转换器相连，每一个传感器都是在极为精确的湿度室中进行校准的，校准系数预先存在传感器OTP内存中，在测量校准图3SIv71接口电原理图的全过程都要用到这些系数，保证了极高的可靠性和卓越的长期稳定性。此外该传感器还具有一个I2C总线

7、串行接口电路，可与控制器直接相连。工作时首先由两个传感器分别产生相对湿度和温度信号，经过放大后分别送到ADC进行A／D、标准和纠错，最后通过二线制的串行接口，将相对湿度图4电源电路和温度的数据送至微控制器，再利用微控制器完成2．3人机接口单元非线性补偿和温度补偿。MSP430F449自带液晶驱动，有40个液晶驱动由于SHT71内部具有A／D转换器，使用时只管脚，设计中采用2MUX驱动方式，使用两个引脚需将SHT71通过二线串行接口电路与微控制器连作为液晶的公共端COM0，COM1，每两段需要一个接，如图3所示，其中