簡易溫濕度無線檢測儀設(shè)計(jì)

摘 要：本系統(tǒng)基于STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，以AM2303為溫濕度傳感器，通過紅外傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)了多路溫濕度無線監(jiān)控功能。系統(tǒng)由單片機(jī)小系統(tǒng)、無線模塊、溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤及顯示顯示模塊組成。系統(tǒng)具有測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性高，精度高，使用方便等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)控制；溫濕度檢測；AM2303 紅外通訊

前言

濕度檢測儀是一種通過溫濕度探頭來測量瞬時(shí)濕度溫度和平均溫度濕度的精密型測量儀器，可用于應(yīng)用于食品儲(chǔ)運(yùn)、博物館文物、檔案管理、建材實(shí)驗(yàn)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)及畜牧業(yè)、建筑驗(yàn)收、重要醫(yī)衛(wèi)場所、管路維護(hù)等。文章主要介紹一種簡易的溫濕度無線檢測儀的實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)測量準(zhǔn)確，精度高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于使用。

1 系統(tǒng)方案

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案[1]

系統(tǒng)總體分為溫濕度采集電路（從機(jī)）和溫濕度選擇和顯示電路（主機(jī)）兩部分，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體框圖

1.2 各模塊方案選擇

1.2.1 無線模塊的選擇

采用紅外遙控系統(tǒng)。形成一個(gè)無線紅外的短距離的遙控系統(tǒng)。簡單的電路設(shè)計(jì)經(jīng)過一體化紅外接收頭調(diào)制解調(diào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。本方案具有電路簡單，程序處理方便，且成本低的優(yōu)點(diǎn)。

1.2.2 顯示模塊及輸入設(shè)備

LCD液晶顯示+自制鍵盤。該方案功耗低，體積小，顯示內(nèi)容豐富，具有友好的交互性。

2 各模塊原理分析與電路設(shè)計(jì)

2.1 無線通信模塊

主機(jī)與從機(jī)采用串口方式通信。在發(fā)送端使用555定時(shí)器組成一個(gè)多諧振蕩器，產(chǎn)生一個(gè)紅外傳感器需要的38KHz的震蕩頻率見圖2。

當(dāng)放電管V截止時(shí)，電源VCC經(jīng)R6對電容C4充電；當(dāng)V導(dǎo)通時(shí)，C4經(jīng)R7和放電管V放電。調(diào)節(jié)電位器Rp可改變R6和R7的比值，因此，也改變輸出脈沖的占空比q。由于tw1=0.7R1C，tw2=0.7R2C，所以震蕩周期T=tw1+tw2=0.7（R1+R2）C，因此占空比q為q==。如圖3所示。

當(dāng)TXD為1時(shí)，555振蕩器工作，產(chǎn)生38KHZ的振蕩，使得紅外二極管能夠發(fā)送出去，當(dāng)為0時(shí)，振蕩器不工作，紅外二極管不發(fā)射任何紅外波。

接收電路如圖4所示。U3為一體化紅外接收頭，自帶解調(diào)功能，可以很好的接收并轉(zhuǎn)換波形。得到數(shù)據(jù)后傳送到單片機(jī)中做顯示前的處理。

圖4 紅外接收模塊

由一體化紅外接收頭得到無線發(fā)送電路的波形后，經(jīng)圖4紅外接收模塊處理，后由OUT傳送給單片機(jī)。

2.2 鍵盤、顯示和單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊

圖5 鍵盤、顯示和單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊

主機(jī) 從機(jī)

圖6 本系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)流程圖

中斷鍵盤采用7408芯片來完成效果，快速實(shí)現(xiàn)不同溫濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。顯示模塊按照手冊與單片機(jī)完成連接[2]。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)使用C51語言編程，系統(tǒng)框圖及流程圖6。

（1）從機(jī)設(shè)計(jì)

從機(jī)等待主機(jī)選擇信號，接收到信號后判定需要接收的溫濕度的編號，接收溫濕度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行補(bǔ)償和處理，然后由串口通信發(fā)送數(shù)據(jù)[3]。主要在于對主機(jī)信號判定和發(fā)送的設(shè)計(jì)。

（2）主機(jī)設(shè)計(jì)

按鍵判定確定需要接收的溫濕度編號，并發(fā)送，等待從機(jī)數(shù)據(jù)接收。完成接收數(shù)據(jù)后，進(jìn)行驗(yàn)證數(shù)據(jù)正確性，正確后顯示數(shù)據(jù)。

4 測試與儀器

4.1 測試儀器選用

本系統(tǒng)正常工作后，進(jìn)行實(shí)際測量，所用儀器如下：米尺、萬用表、示波器、信號發(fā)生器、美國艾示科RH390型溫濕度計(jì)（探頭類型電容式、露點(diǎn) -30～100℃、濕球溫度 0～80℃、濕度精度 ±2%RH、溫度 -20～60℃、溫度精度 ±2℃）

4.2 數(shù)據(jù)檢測

4.2.1 距離檢測（見表1）

4.2.2 溫濕度檢測（見表2）

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)基于STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，單片機(jī)采集溫濕度傳感器信號，利用無線模塊的編碼譯碼能力，通過簡易的紅外傳感器對射進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，最后單片機(jī)控制LCD顯示。本設(shè)計(jì)沒有使用常用的紅外編碼解碼芯片，采用自制紅外紅外通信系統(tǒng)，達(dá)到低成本、低功耗，且具有良好的顯示和輸入交互性。

參考文獻(xiàn)

[1]丁彥闖，陳建權(quán)，王瑩.帶語音功能的溫濕度測量儀設(shè)計(jì)[J].電子測量技術(shù)，2008，3：：115-117.

[2]袁易君，褚玉芳.基于AVR單片機(jī)高精度溫濕度測量系統(tǒng)的研究[J].煤礦機(jī)械，2008，11：111-113.

[3]祝建科.一款簡單溫濕度測量儀的設(shè)計(jì)[J].電子世界，2014，9：195-197.

作者簡介：洪燦軍（1982-），男，浙江紹興人，工程師，從事建筑電氣工作。endprint

摘 要：本系統(tǒng)基于STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，以AM2303為溫濕度傳感器，通過紅外傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)了多路溫濕度無線監(jiān)控功能。系統(tǒng)由單片機(jī)小系統(tǒng)、無線模塊、溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤及顯示顯示模塊組成。系統(tǒng)具有測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性高，精度高，使用方便等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)控制；溫濕度檢測；AM2303 紅外通訊

前言

濕度檢測儀是一種通過溫濕度探頭來測量瞬時(shí)濕度溫度和平均溫度濕度的精密型測量儀器，可用于應(yīng)用于食品儲(chǔ)運(yùn)、博物館文物、檔案管理、建材實(shí)驗(yàn)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)及畜牧業(yè)、建筑驗(yàn)收、重要醫(yī)衛(wèi)場所、管路維護(hù)等。文章主要介紹一種簡易的溫濕度無線檢測儀的實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)測量準(zhǔn)確，精度高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于使用。

1 系統(tǒng)方案

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案[1]

系統(tǒng)總體分為溫濕度采集電路（從機(jī)）和溫濕度選擇和顯示電路（主機(jī)）兩部分，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體框圖

1.2 各模塊方案選擇

1.2.1 無線模塊的選擇

采用紅外遙控系統(tǒng)。形成一個(gè)無線紅外的短距離的遙控系統(tǒng)。簡單的電路設(shè)計(jì)經(jīng)過一體化紅外接收頭調(diào)制解調(diào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。本方案具有電路簡單，程序處理方便，且成本低的優(yōu)點(diǎn)。

1.2.2 顯示模塊及輸入設(shè)備

LCD液晶顯示+自制鍵盤。該方案功耗低，體積小，顯示內(nèi)容豐富，具有友好的交互性。

2 各模塊原理分析與電路設(shè)計(jì)

2.1 無線通信模塊

主機(jī)與從機(jī)采用串口方式通信。在發(fā)送端使用555定時(shí)器組成一個(gè)多諧振蕩器，產(chǎn)生一個(gè)紅外傳感器需要的38KHz的震蕩頻率見圖2。

當(dāng)放電管V截止時(shí)，電源VCC經(jīng)R6對電容C4充電；當(dāng)V導(dǎo)通時(shí)，C4經(jīng)R7和放電管V放電。調(diào)節(jié)電位器Rp可改變R6和R7的比值，因此，也改變輸出脈沖的占空比q。由于tw1=0.7R1C，tw2=0.7R2C，所以震蕩周期T=tw1+tw2=0.7（R1+R2）C，因此占空比q為q==。如圖3所示。

當(dāng)TXD為1時(shí)，555振蕩器工作，產(chǎn)生38KHZ的振蕩，使得紅外二極管能夠發(fā)送出去，當(dāng)為0時(shí)，振蕩器不工作，紅外二極管不發(fā)射任何紅外波。

接收電路如圖4所示。U3為一體化紅外接收頭，自帶解調(diào)功能，可以很好的接收并轉(zhuǎn)換波形。得到數(shù)據(jù)后傳送到單片機(jī)中做顯示前的處理。

圖4 紅外接收模塊

由一體化紅外接收頭得到無線發(fā)送電路的波形后，經(jīng)圖4紅外接收模塊處理，后由OUT傳送給單片機(jī)。

2.2 鍵盤、顯示和單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊

圖5 鍵盤、顯示和單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊

主機(jī) 從機(jī)

圖6 本系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)流程圖

中斷鍵盤采用7408芯片來完成效果，快速實(shí)現(xiàn)不同溫濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。顯示模塊按照手冊與單片機(jī)完成連接[2]。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)使用C51語言編程，系統(tǒng)框圖及流程圖6。

（1）從機(jī)設(shè)計(jì)

從機(jī)等待主機(jī)選擇信號，接收到信號后判定需要接收的溫濕度的編號，接收溫濕度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行補(bǔ)償和處理，然后由串口通信發(fā)送數(shù)據(jù)[3]。主要在于對主機(jī)信號判定和發(fā)送的設(shè)計(jì)。

（2）主機(jī)設(shè)計(jì)

按鍵判定確定需要接收的溫濕度編號，并發(fā)送，等待從機(jī)數(shù)據(jù)接收。完成接收數(shù)據(jù)后，進(jìn)行驗(yàn)證數(shù)據(jù)正確性，正確后顯示數(shù)據(jù)。

4 測試與儀器

4.1 測試儀器選用

本系統(tǒng)正常工作后，進(jìn)行實(shí)際測量，所用儀器如下：米尺、萬用表、示波器、信號發(fā)生器、美國艾示科RH390型溫濕度計(jì)（探頭類型電容式、露點(diǎn) -30～100℃、濕球溫度 0～80℃、濕度精度 ±2%RH、溫度 -20～60℃、溫度精度 ±2℃）

4.2 數(shù)據(jù)檢測

4.2.1 距離檢測（見表1）

4.2.2 溫濕度檢測（見表2）

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)基于STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，單片機(jī)采集溫濕度傳感器信號，利用無線模塊的編碼譯碼能力，通過簡易的紅外傳感器對射進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，最后單片機(jī)控制LCD顯示。本設(shè)計(jì)沒有使用常用的紅外編碼解碼芯片，采用自制紅外紅外通信系統(tǒng)，達(dá)到低成本、低功耗，且具有良好的顯示和輸入交互性。

參考文獻(xiàn)

[1]丁彥闖，陳建權(quán)，王瑩.帶語音功能的溫濕度測量儀設(shè)計(jì)[J].電子測量技術(shù)，2008，3：：115-117.

[2]袁易君，褚玉芳.基于AVR單片機(jī)高精度溫濕度測量系統(tǒng)的研究[J].煤礦機(jī)械，2008，11：111-113.

[3]祝建科.一款簡單溫濕度測量儀的設(shè)計(jì)[J].電子世界，2014，9：195-197.

作者簡介：洪燦軍（1982-），男，浙江紹興人，工程師，從事建筑電氣工作。endprint

摘 要：本系統(tǒng)基于STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，以AM2303為溫濕度傳感器，通過紅外傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)了多路溫濕度無線監(jiān)控功能。系統(tǒng)由單片機(jī)小系統(tǒng)、無線模塊、溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤及顯示顯示模塊組成。系統(tǒng)具有測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性高，精度高，使用方便等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)控制；溫濕度檢測；AM2303 紅外通訊

前言

濕度檢測儀是一種通過溫濕度探頭來測量瞬時(shí)濕度溫度和平均溫度濕度的精密型測量儀器，可用于應(yīng)用于食品儲(chǔ)運(yùn)、博物館文物、檔案管理、建材實(shí)驗(yàn)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)及畜牧業(yè)、建筑驗(yàn)收、重要醫(yī)衛(wèi)場所、管路維護(hù)等。文章主要介紹一種簡易的溫濕度無線檢測儀的實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)測量準(zhǔn)確，精度高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于使用。

1 系統(tǒng)方案

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案[1]

系統(tǒng)總體分為溫濕度采集電路（從機(jī)）和溫濕度選擇和顯示電路（主機(jī)）兩部分，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體框圖

1.2 各模塊方案選擇

1.2.1 無線模塊的選擇

采用紅外遙控系統(tǒng)。形成一個(gè)無線紅外的短距離的遙控系統(tǒng)。簡單的電路設(shè)計(jì)經(jīng)過一體化紅外接收頭調(diào)制解調(diào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。本方案具有電路簡單，程序處理方便，且成本低的優(yōu)點(diǎn)。

1.2.2 顯示模塊及輸入設(shè)備

LCD液晶顯示+自制鍵盤。該方案功耗低，體積小，顯示內(nèi)容豐富，具有友好的交互性。

2 各模塊原理分析與電路設(shè)計(jì)

2.1 無線通信模塊

主機(jī)與從機(jī)采用串口方式通信。在發(fā)送端使用555定時(shí)器組成一個(gè)多諧振蕩器，產(chǎn)生一個(gè)紅外傳感器需要的38KHz的震蕩頻率見圖2。

當(dāng)放電管V截止時(shí)，電源VCC經(jīng)R6對電容C4充電；當(dāng)V導(dǎo)通時(shí)，C4經(jīng)R7和放電管V放電。調(diào)節(jié)電位器Rp可改變R6和R7的比值，因此，也改變輸出脈沖的占空比q。由于tw1=0.7R1C，tw2=0.7R2C，所以震蕩周期T=tw1+tw2=0.7（R1+R2）C，因此占空比q為q==。如圖3所示。

當(dāng)TXD為1時(shí)，555振蕩器工作，產(chǎn)生38KHZ的振蕩，使得紅外二極管能夠發(fā)送出去，當(dāng)為0時(shí)，振蕩器不工作，紅外二極管不發(fā)射任何紅外波。

接收電路如圖4所示。U3為一體化紅外接收頭，自帶解調(diào)功能，可以很好的接收并轉(zhuǎn)換波形。得到數(shù)據(jù)后傳送到單片機(jī)中做顯示前的處理。

圖4 紅外接收模塊

由一體化紅外接收頭得到無線發(fā)送電路的波形后，經(jīng)圖4紅外接收模塊處理，后由OUT傳送給單片機(jī)。

2.2 鍵盤、顯示和單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊

圖5 鍵盤、顯示和單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊

主機(jī) 從機(jī)

圖6 本系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)流程圖

中斷鍵盤采用7408芯片來完成效果，快速實(shí)現(xiàn)不同溫濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。顯示模塊按照手冊與單片機(jī)完成連接[2]。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)使用C51語言編程，系統(tǒng)框圖及流程圖6。

（1）從機(jī)設(shè)計(jì)

從機(jī)等待主機(jī)選擇信號，接收到信號后判定需要接收的溫濕度的編號，接收溫濕度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行補(bǔ)償和處理，然后由串口通信發(fā)送數(shù)據(jù)[3]。主要在于對主機(jī)信號判定和發(fā)送的設(shè)計(jì)。

（2）主機(jī)設(shè)計(jì)

按鍵判定確定需要接收的溫濕度編號，并發(fā)送，等待從機(jī)數(shù)據(jù)接收。完成接收數(shù)據(jù)后，進(jìn)行驗(yàn)證數(shù)據(jù)正確性，正確后顯示數(shù)據(jù)。

4 測試與儀器

4.1 測試儀器選用

本系統(tǒng)正常工作后，進(jìn)行實(shí)際測量，所用儀器如下：米尺、萬用表、示波器、信號發(fā)生器、美國艾示科RH390型溫濕度計(jì)（探頭類型電容式、露點(diǎn) -30～100℃、濕球溫度 0～80℃、濕度精度 ±2%RH、溫度 -20～60℃、溫度精度 ±2℃）

4.2 數(shù)據(jù)檢測

4.2.1 距離檢測（見表1）

4.2.2 溫濕度檢測（見表2）

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)基于STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，單片機(jī)采集溫濕度傳感器信號，利用無線模塊的編碼譯碼能力，通過簡易的紅外傳感器對射進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，最后單片機(jī)控制LCD顯示。本設(shè)計(jì)沒有使用常用的紅外編碼解碼芯片，采用自制紅外紅外通信系統(tǒng)，達(dá)到低成本、低功耗，且具有良好的顯示和輸入交互性。

參考文獻(xiàn)

[1]丁彥闖，陳建權(quán)，王瑩.帶語音功能的溫濕度測量儀設(shè)計(jì)[J].電子測量技術(shù)，2008，3：：115-117.

[2]袁易君，褚玉芳.基于AVR單片機(jī)高精度溫濕度測量系統(tǒng)的研究[J].煤礦機(jī)械，2008，11：111-113.

[3]祝建科.一款簡單溫濕度測量儀的設(shè)計(jì)[J].電子世界，2014，9：195-197.

作者簡介：洪燦軍（1982-），男，浙江紹興人，工程師，從事建筑電氣工作。endprint