远程温湿度测量系统.doc

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1、“京信杯”电子创新设计大赛设计项目：远程温湿度测量系统计参赛队员：李伟李孟飞王泽夏报告时间：2012/12/13目录目录II第一章方案比较与论证11.1温度测量方案11.2湿度测量方案11.3远程数据传输方案1第二章系统设计与论证计算12.1总体设计22.2流程图..........................................................................................................................

2、...............2第三章理论分析与计算23.1HS1101湿度计算23.2红外发射接收模块分析2第四章电路图及软件设计24.1电路图24.1.1红外发射端24.1.2红外接收端44.2源程序5第五章测量方法及仪器5第六章测量数据及测试结果分析5第七章设计总结5参考文献（References）：6第一章方案比较与论证1.1温度测量方案方案一：本方案采用PT100热电阻温度传感器。PT100温度传感器的主要技术参数如下：测量范围：-200℃～+850℃；A级精度为（0.15+0.002*

3、t

4、

5、）℃；B级精度为（0.30+0.005*

6、t

7、）℃；其中

8、t

9、为实际温度的绝对值。热响应时间<30s；最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm；允通电流≤5mA。另外，PT100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。但在实际应用中，使用单片机来进行温度的计算，表达式比较复杂，用单片机处理这样的计算过程，将会占用大量的资源，程序的编写上很复杂。方案二：本方案采用DS18B20数字温度传感器。DS18B20温度传感器的技术性能：单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一

10、条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，测温范围－55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃，工作电源:3~5V/DC，测量结果以9~12位数字量方式串行传送。基于设计要求的考虑，即温度误差＜1℃，温度测量范围0℃～120℃，方案二完全能满足要求，且设计电路和程序编写较为简单，本设计采用方案二。1.2湿度测量方案方案一：本方案采用HR202电阻型湿度传感器。HR202电阻型湿度传感器技术参数：工作范围20…95%RH，0…60℃，供电电压为1.5VAC，工作频率为500Hz…2kHz，湿度检测

11、精度为±5%RH。特点：线性优良，高性价比，能耗低，测量范围宽，响应迅速，抗污染能力强，性能稳定。方案二：本方案采用HS1101湿度传感器。HS1101湿度传感器技术参数：工作温度：-40~100℃，湿度范围：0~100%RH。曲线精度（10%~90%）：+/-2%RH，供电电压：5~10V。特点：全互换性在标准环境下不需校正，长时间饱和下快速脱湿，高可靠性与长时间稳定性，可用于线性电压或频率输出回炉，快速反应时间。从设计要求湿度误差＜1％，湿度测量范围1％～99％出发，HS1101更符合要求，本设计采

12、用方案二。1.3远程数据传输方案方案一：使用射频发射电路和接收电路传输数据。射频技术是用无线电波来传送控制信号的，它的特点没有方向性，可以不“面对面”控制、距离远，可达数十米。发射器和接收器之间只要没有能起屏蔽作用的金属阻挡物，就可正常使用。射频发射电路制作成本较高，但其无方向性，使用方便。方案二：使用红外二极管发射电路和红外接收电路传输数据。红外发射接收有方向性，发射器必须对准接收器，并且中间不能有阻挡物，距离较近，但不受电磁干扰，成本优势明显，制作成本低、价格便宜。基于设计要求传输距离大于5米和成本

13、问题，选择方案二。第二章系统设计与论证计算2.1总体设计数据采集发射端采用单片机（STC89C52）作为处理器，由DS18B20直接采集温度数据与单片机进行双向通信，HS1101与7555定时器构成多谐震荡电路，将HS1101的电容值转换为频率值并用单片机的计数器测量并转换为相对湿度值，测得的数据将在1602液晶显示屏上显示，由红外发射管发射数据。数据接收显示端也采用STC89C52单片机作为处理器，由红外接收管接收发射端发出的温度湿度数据，并显示在1602液晶显示屏上以便与发射端进行对比。89c52红

14、外接收HS0038红外发送89c522.2流程图DS18B20温度传感器HS1101湿度传感器1602液晶显示1602液晶显示第三章理论分析与计算3.1HS1101湿度计算由电路可知t充电=C(R2+R1)ln2t放电=CR4ln2因而,输出的方波率f=1/(t充电+t放电)=1/[C(R2+2R1)ln2)]相对湿度与电容的关系可看成直线段，所以有相对湿度RH=2.7C+163所以有3.2DS18B20工作原理DS18B20的温度检测与数