CN101067563A - 手持式温湿度露点测量方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的温湿度露点测量装置，其外观结构特征由仪器盒(1)、正面贴膜(2)、按键卡座及按键(3)、RS232接口(4)、传感器接口(5)、充电适配器接口(6)、螺丝(7)、电路板(8)、单片机(9)、主控及外围电路(10)、液晶模块及接口(11)、通讯模块(12)、存储模块(13)、时钟模块(14)、功耗管理模块(15)、语音模块及接口(16)、JATG口(17)、纽扣电池(18)、稳压模块(19)、电池充电模块(20)、锂电池及接口(21)、传感器盒(22)、传感器电路板(23)、传感器及接口(24)、传感器连线(25)等共同组成，对环境温湿露点进行测量和记录，并语音输出。

Description

手持式温湿度露点测量方法与装置

技术领域：

本发明涉及一种环境参数测量方法与装置，特别是涉及一种环境温湿度露点测量的方法和装置，可用于多领域对环境温度、湿度、露点温度的测量与记录，并具有语音输出、数据管理和分析的功能。

背景技术：

关于温度、湿度等环境参数测量的仪器目前已经有很多种，但是它们在测量精度、功能、设计等各个方面都存在一些问题，给使用造成了限制：

1.只能对温度、湿度等一种或者两种参数进行单独测量，无法准确计算出露点信息，测量精度不高；

2.所用传感器安装固定，不易更换，一致性差、量程较窄、有效使用寿命短；

3.功能单一，只具备简单的采集显示功能；

4.对所测量的数据没有报警、语音提示等功能；

5.对所测量的数据没有存储功能，或者存储容量小，只能采集显示，不能存储数据以便研究；

6.不能实现与上位机进行通讯，没有配套的上位机辅助分析软件，管理数据的能力差；

7.在电源处理上，电池使用效率比较低，没能充分延长电池工作时间，同时工作测量时耗电量大，不能及时关闭不使用的功能；

8.一些功能比较完善、测量多参数、精度较高环境参数测量仪器大都引进自外国，价格昂贵，成本很高，不利于推广。

发明内容：

本发明提供一种手持式温湿度露点测量方法及其装置，能够高精度地测量所处环境的温度、湿度、露点温度信息，并存储采集记录，语音输出数据，同时实现数据查询、上下限报警等功能。本发明可以与计算机通讯，内嵌符合工业标准的ModBus协议，并配有功能较为完善的上位机辅助分析软件，管理数据能力突出。

手持式温湿度露点测量装置，其外观结构特征由仪器盒1、正面贴膜2、按键卡座及按键3、RS232接口4、传感器接口5、充电适配器接口6、螺丝7、电路板8、单片机9、主控及外围电路10、液晶模块及接口11、通讯模块12、存储模块13、时钟模块14、功耗管理模块15、语音模块及接口16、JATG口17、纽扣电池18、稳压模块19、电池充电模块20、锂电池及接口21、传感器盒22、传感器电路板23、传感器及接口24、传感器连线25等共同组成，其中塑料仪器盒1、正面贴膜2、按键卡座及按键3、RS232接口4、传感器接口5、充电适配器接口6组成仪器的外观和外部接口；以单片机9为主的主控及外围电路10、液晶模块及接口11、通讯模块12、存储模块13、时钟模块14、功耗管理模块15、JATG口17、纽扣电池18、稳压模块19、电池充电模块20等直接焊接在主电路板8上，电路板通过安装孔及螺丝7固定在仪器盒上，语音模块16和锂电池及接口21安装在电路板的背面；传感器及接口24、传感器连接线25焊接在传感器电路板23上，通过连接线和仪器连接，并完成数据采集功能(见图1，图2)。

手持式温湿度露点测量装置的电路板8，其电路结构特征在于由SOC(SystemOn Chip)型微处理器C8051F020、LCD液晶显示模块S012864-12CS、MAX3221扩展的RS232通讯接口、FLASH数据存储器AM29LVC040、时钟芯片PCF8556及为时钟芯片单独供电的钮扣电池、语音模块PM50100及喇叭、低压差稳压芯片TPS7333输出3.3V电压，功耗管理芯片TPS2044、充电管理模块LTC4055等共同组成；传感器部分电路由集成式温湿度露点传感器SHT11和接口电路组成；系统通过智能化电源管理模块为其它各个模块供电并进行低功耗管理，单片机C8051F020及其内嵌的系统软件组成系统的核心单元，实时时钟模块提供标准的时钟服务，按键和中文菜单显示提供人机交互服务，Flash存储器提供大容量的数据存储服务，通讯模块提供与计算机的连接和通信服务，语音模块提供数据播报和上下限报警服务，数字式的传感器通过两线将实时采集数据送入核心单元(见图3)。

本发明的有益效果包括如下几点：

1.集成式温湿度露点传感器，一点式测量，温度测量精度高达0.2℃，湿度测量精度高达3％，；

2.存储容量大，一次可存储40960条数据记录；

3.采样间隔、存储间隔可在1秒至24小时范围内由用户自由设定；

4.全中文液晶界面，具有数据查询、翻阅功能；

5.具有语音输出和语音上下限自动报警功能；

6.功耗低、锂电池供电；

7.体积小，携带方便，低功耗设计，锂电池和电源自由切换供电；

8.提供串口或USB接口，与计算机通讯采用工业标准的ModBus协议，协议透明，可联网使用；

9.较为完善的计算机分析软件，提供智能化的数据管理服务。

附图说明：

图1是本发明的实物结构正视示意图。

图2是本发明的实物结构侧视示意图。

图3是本发明的系统组成结构示意图。

具体实施方式：

系统选用Silicon laboratories的低功耗SOC型微处理器C8051F020，片内有64KFlash程序空间，4K外扩的RAM数据空间，64路I/O输入输出端口，交叉开关和外部存储器扩展接口，2个全双工的异步串行接口，8路12位的A/D转换器等丰富的片上资源；Flash型存储器AM29LVC040具有512KB的存储容量，擦写速度快，可擦写次数高达百万次以上；实时时钟PCF8563为系统提供了时间基准，可以根据设置的采样间隔和存储间隔来采集数据和存储数据，同时也能唤醒单片机进行自动采集；由MAX3221扩展的RS232通讯接口用于转换系统和计算机串口的电平转换，实现与计算机的通讯；人机交互通过128×64图形点阵的液晶模块S012864-12CS和3个普通按键来实现，由软件中内嵌的所见即所得的中文菜单来提供服务；语音服务由存储型语音芯片PM50100及8欧姆喇叭组成，提供语音输出和报警功能；电源管理采用低压差稳压芯片TPS7333输出3.3V供系统工作，由TPS2044进行功耗管理，由AS1117和LTC4055组成的电池充电管理模块来实现锂电池的充电自动管理。

采用3.6V/600mAh的锂电池为系统供电，通过低压差稳压芯片TPS7333和按键开关开启主控电路和各个模块的电源，单片机复位后，点亮液晶，并将当前的系统时间、采集得到的传感器数据、记录条数和系统状态显示出来，同时可以打开语音开关通过语音方式播报采集值，用户根据需要可以对系统进行运行参数的设置，系统参数设置可以通过仪器面板的3个按键和液晶中文菜单来实现，对于存储的历史数据记录，可以查询、翻阅和删除。

采用RS232接口连接计算机，通过内嵌的符合工业标准的ModBus协议使得下位机和上位机的通信透明、可靠，配套专用的上位机辅助分析软件可以快速读取和设定下位机的系统参数、读取实时和历史数据记录，并对历史数据进行数据管理和分析。

Claims (2)

1.手持式温湿度露点测量装置，其外观结构特征由仪器盒(1)、正面贴膜(2)、按键卡座及按键(3)、RS232接口(4)、传感器接口(5)、充电适配器接口(6)、螺丝(7)、电路板(8)、单片机(9)、主控及外围电路(10)、液晶模块及接口(11)、通讯模块(12)、存储模块(13)、时钟模块(14)、功耗管理模块(15)、语音模块及接口(16)、JATG口(17)、纽扣电池(18)、稳压模块(19)、电池充电模块(20)、锂电池及接口(21)、传感器盒(22)、传感器电路板(23)、传感器及接口(24)、传感器连线(25)等共同组成，其中塑料仪器盒(1)、正面贴膜(2)、按键卡座及按键(3)、RS232接口(4)、传感器接口(5)、充电适配器接口(6)组成仪器的外观和外部接口；以单片机(9)为主的主控及外围电路(10)、液晶模块及接口(11)、通讯模块(12)、存储模块(13)、时钟模块(14)、功耗管理模块(15)、JATG口(17)、纽扣电池(18)、稳压模块(19)、电池充电模块(20)等直接焊接在主电路板(8)上，电路板通过安装孔及螺丝(7)固定在仪器盒上，语音模块(16)和锂电池及接口(21)安装在电路板的背面；传感器及接口(24)、传感器连接线(25)焊接在传感器电路板(23)上，通过连接线和仪器连接，并完成数据采集功能。

2.如权利要求1所述手持式温湿度露点测量装置的电路板(8)，其电路结构特征在于由SOC(System On Chip)型微处理器C8051F020、LCD液晶显示模块SO12864-12CS、MAX3221扩展的RS232通讯接口、FLASH数据存储器AM29LVC040、时钟芯片PCF8556及为时钟芯片单独供电的钮扣电池、语音模块PM50100及喇叭、低压差稳压芯片TPS7333输出3.3V电压，功耗管理芯片TPS2044、充电管理模块LTC4055等共同组成；传感器部分电路由集成式温湿度露点传感器SHT11和接口电路组成；系统通过智能化电源管理模块为其它各个模块供电并进行低功耗管理，单片机C8051F020及其内嵌的系统软件组成系统的核心单元，实时时钟模块提供标准的时钟服务，按键和中文菜单显示提供人机交互服务，Flash存储器提供大容量的数据存储服务，通讯模块提供与计算机的连接和通信服务，语音模块提供数据播报和上下限报警服务，数字式的传感器通过两线将实时采集数据送入核心单元。

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