摘 要:設(shè)計了一種基于溫濕度數(shù)字式傳感器的無線溫濕度檢測裝置,以單片機為控制,采用數(shù)字式溫濕度傳感器來檢測目標的溫度和濕度信息,利用軟件編程完成溫濕度信息的處理及系統(tǒng)功能實現(xiàn),并通過LED 顯示相應(yīng)測量數(shù)據(jù)。該裝置具有溫度及濕度數(shù)據(jù)的測量及顯示、工作模式選擇和無線通信等功能。

　　1 引言

　　溫濕度的檢測在暖通空調(diào)、電力系統(tǒng)、通信基站、食品加工、制藥等行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用, 但一般濕度元件不經(jīng)過標定和溫度補償, 誤差較大, 而用于濕度標定和校準的儀器價格昂貴, 從而給濕度測量的實際應(yīng)用帶來很大的困難和阻礙。文中選用瑞士Sensirion 公司的SHT11 數(shù)字式溫濕度傳感器,結(jié)合單片機技術(shù)和電子技術(shù), 設(shè)計了一種具有兩種工作模式的溫濕度檢測裝置, 消除了一般濕度檢測元件誤差較大的缺點。該溫濕度檢測裝置既可以單機工作, 以單片機為處理和控制來實現(xiàn)溫度和濕度信號的檢測、處理及顯示。又可以利用無線收發(fā)模塊實現(xiàn)系統(tǒng)與計算機的無線通信, 利用計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析, 處理及打印。該系統(tǒng)采用專用集成電路,電路結(jié)構(gòu)簡單,工作穩(wěn)定可靠,具有兩種工作模式及無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c, 特別適用于暖通空調(diào)、電力系統(tǒng)、通信基站、食品加工等行業(yè)的溫濕度測量。

　　2 SHT11 溫濕度傳感器

　　SHT11 的濕度檢測運用電容式結(jié)構(gòu),利用不同保護下的微型結(jié)構(gòu)檢測電極系統(tǒng)與聚合物覆蓋層來組成傳感器芯片的電容, 除保持電容式濕敏器件的原有特性外, 還可以抵御來自外界的影響。由于它將溫度傳感器與濕度傳感器結(jié)合在一起而構(gòu)成了一個單一的個體, 因而測量較高且可得出露點, 同時不會產(chǎn)生由于溫度與濕度傳感器之間隨溫度梯度變化引起的誤差。

　　SHT11 不僅將溫度傳感器和濕度傳感器結(jié)合在一起,而且還將信號放大器、模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換器、校準數(shù)據(jù)存儲器、標準I2C 總線等電路全部集成在一個芯片內(nèi)。SHT11 的每一個傳感器都是在極為的濕度室中校準的。

　　SHT11 傳感器的校準系數(shù)預(yù)先存在OTP 內(nèi)存中。經(jīng)校準的相對濕度和溫度傳感器與一個14 位的A/D 轉(zhuǎn)換器相連, 可將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字溫濕度值送給二線I 2C 總線器件, 從而將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為符合I 2C 總線協(xié)議的串行數(shù)字信號,SHT11 數(shù)字式溫濕度傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

圖1 SHT11 傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

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