CN201311604Y

CN201311604Y - 温湿度控制系统

Info

Publication number: CN201311604Y
Application number: CNU2008201570553U
Authority: CN
Inventors: 姚燕婷; 高桂革; 俞立翔; 姜文杰; 任琰琼; 石越
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2018-12-12

Abstract

本实用新型提出一种温湿度控制系统，其包括：温湿度传感器，用于感应环境温湿度；单片机，连接于所述温湿度传感器，所述单片机用于接收及处理所述温湿度传感器的温湿度数据、设定参数；显示模块，连接于所述单片机，所述显示模块用于显示所述温湿度数据。此外，该系统包括时钟芯片连接于所述单片机，并且该系统通过总线连接于上位机。本实用新型提出的温湿度控制系统，其能够进行环境温湿度的监测，检测精度高，工作可靠，操作简单且具有较高的性价比。

Description

温湿度控制系统

技术领域

本实用新型涉及环境参数控制领域，且特别涉及一种温湿度控制系统。

背景技术

环境条件中的温湿度指标是许多工作场合的重要参数，不论是仓库管理、图书保存还是工业测量与计量检定，都需要符合操作规定的温湿度环境条件。针对这一情况，研制可靠且实用的温湿度控制系统显得非常重要。温湿度控制系统是大型库房安全管理的重要保障，它采用传感器技术、计算机技术和现代通信技术，对大型库房的空调、降湿、电力、给排水、防火、防盗等设备综合情况实现自动化管理，具有安全保护、运行监控和管理等功能，以确保库房设备和物质的安全。温湿度控制系统依托现代传感技术的优势，通过智能巡检、I/O接口板、数字温湿度传感器等现代电子产品，实现实时采集数据，并以通讯协议方式，实现远程数据传输、存储和在线调试、实时监控、快速诊断等功能，是进行自动监控的一种智能、高效系统。现有的温湿度控制系统高端产品虽然测量精度较高，但是这种系统价格较高，而低端产品又缺乏分布式控制，无法实现多点监测。

实用新型内容

本实用新型提出一种温湿度控制系统，其能够进行环境温湿度的监测，检测精度高，工作可靠，操作简单且具有极高的性价比。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种温湿度控制系统，其包括：

温湿度传感器，用于感应环境温湿度；

单片机，连接于所述温湿度传感器，所述单片机用于接收及处理所述温湿度传感器的温湿度数据、设定参数；

显示模块，连接于所述单片机，所述显示模块用于显示所述温湿度数据。

进一步的，所述温湿度传感器为SHT15单芯片传感器，其包括电容式聚合体测湿元件和能隙式测温元件，并连接有A/D转换器以及串行接口电路。

进一步的，所述单片机为AT89S52芯片。

进一步的，所述单片机包括闪存，随机存取存储器，I/O口线，看门狗定时器，数据指针，定时器和计数器，6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

进一步的，该系统包括时钟芯片连接于所述单片机。

进一步的，所述时钟芯片为DS1302芯片。

进一步的，所述显示模块为LED发光显示模块。

进一步的，该系统通过总线连接于上位机，其中所述总线为CAN总线。

进一步的，所述CAN总线包括CAN控制器和CAN收发器。

本实用新型提出的温湿度控制系统，通过对环境中的温湿度做到实时检测并通信至上位机，能直观地了解各个仓库、各个现场智能节点实际温湿度情况，另外可以根据实际情况即时调节上下限参数，使应用更加灵活；另外，特别添加了时间显示功能，这样平时一个检测点可作为一个电子日历使用，增加了实用性。本实用新型检测精度高，工作可靠，且具有极高的性价比。适用于生产、仓储、物流等各类企业，具有投入成本不高，操作简单，实用性强等优点。能使管理者实时了解、掌握多个仓库、多个现场智能节点的实际情况，并能远程监测现场环境、预设仓库温湿度参数，增加仓库环境设置的灵活性和智能性，可以避免因为环境变化引起的意外发生，增加仓库的安全性，确保产品质量和企业的经济效益。

附图说明

图1所示为本实用新型较佳实施例的功能结构示意图。

图2所示为本实用新型较佳实施例的温湿度检测原理图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

请参考图1，图1所示为本实用新型较佳实施例的功能结构示意图。本实用新型提出的温湿度控制系统，其包括：温湿度传感器100，用于感应环境温湿度；单片机200，连接于所述温湿度传感器100，所述单片机200用于接收及处理所述温湿度传感器100的温湿度数据、设定参数；显示模块300，连接于所述单片机200，所述显示模块200用于显示所述温湿度数据。此外，该系统包括时钟芯片400连接于所述单片机200，并且该系统通过总线500连接于上位机600，其中所述总线500为CAN总线。

对于温湿度传感器100而言，本系统采用数字温湿度传感器，SHT15单芯片传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专利的工业COMS过程微加工技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等优点。每个SHT15传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。两线制串行接口和内部基准电压，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品提供表面贴片LCC(无铅芯片)或4针单排引脚封装。

单片机200选用ATMEL公司的AT89S52芯片作为核心器件，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash(闪存)存储器。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

对于显示模块300，是通过时钟芯片400即DS1302芯片将时间传送到单片机200上再通过LED显示出来。DS1302内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM。通过简单的串行接口与单片机进行通信，实时时钟/日历电路提供秒分时、日月年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整。时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：(1)RES复位；(2)I/O数据线；(3)SCLK。串行时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式。C系列中文模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。提供三种控制接口，分别是8位微处理器接口，4位微处理器接口及串行接口(OCMJ4X16A/B无串行接口)。工作电压在4.5～5.5V范围内。

对于时钟显示：利用AT89S52单片机200的两个I/O口通过时钟芯片400即DS1302芯片的RES、SCLK引脚控制单片机200的另外I/O口向时钟芯片400的I/O引脚读出或写入时间，然后单片机200将读出的时间通过P2传送到显示模块300即LED，在数码管上显示出时间。

对于温湿度数据显示：利用单片机200串口实现显示传感器100测得数据，用6个74LS164作为8位LED的断码输出口，单片机的P3.3作为TXD引脚同步移动脉冲输出控制线，P3.3＝0时，与门输出为0，禁止同步移位脉冲输出。这种静态显示方式的优点是亮度大，很容易做到不闪烁，且CPU不必频繁的为显示服务，因而主程序可不必扫描显示器，从而使单片机200有更多的时间处理其他事务。

对于总线500部分，智能监测仪的硬件电路主要有CAN总线通信控制器与微处理器之间的接口电路，以及CAN总线收发器与物理总线之间的接口电路设计。硬件包括AT89S52，CAN控制器SJA1000和CAN收发器82C250组成。

CAN通信协议的实现，包括各种帧的组织和发送，都集成在了CAN总线通信控制器SJA1000内部电路中实现。CAN总线节点的通信程序主要包括3个部分，即CAN初始化、数据的发送和数据的接受。CAN节点初始化程序的主要任务是对总线通信控制器SJA1000进行合适的配置，以满足系统的运行的要求。完成对CAN节点的初始化后，便可通过CAN的通信控制器SJA1000向物理总线发送和接受数据。此通信是通过中断方式来实现的。

本系统首先利用SHT15数字温湿度传感器100分别将温湿度数据(数据经补偿、校正)输出到单片机200，单片机200根据所得到的数据，利用软件编程获得判断温湿度是否在预设范围之内，若不在范围之中再利用单片机200发出控制信号并自动报警。同时利用CAN总线500进行上、下位机之间的通信，便于在上位机600对各个仓库各个节点进行监控。另外分别在上位机600与现场智能节点处设置一个实时显示功能，并都能够对预设参数进行设定和修改。

再请参考图2，图2所示为本实用新型较佳实施例的温湿度检测原理图。本系统用一组“启动传输”时序，来表示数据传输的初始化。它包括：当SCK时钟高电平时DATA翻转为低电平，紧接着SCK变为低电平，随后是在SCK时钟高电平时DATA翻转为高电平。后续命令包含三个地址位，和五个命令位。SHT15会以下述方式表示已正确地接收到指令：在第8个SCK时钟的下降沿之后，将DATA下拉为低电平(ACK位)。在第9个SCK时钟的下降沿之后，释放DATA(恢复高电平)。

发布一组测量命令(‘00000101’表示相对湿度RH，‘00000011’表示温度T)后，控制器要等待测量结束。这个过程需要大约11/55/210ms，分别对应8/12/14bit测量。确切的时间随内部晶振速度，最多有±15％变化。SHT15通过下拉DATA至低电平并进入空闲模式，表示测量的结束。控制器在再次触发SCK时钟前，必须等待这个“数据备妥”信号来读出数据。检测数据可以先被存储，这样控制器可以继续执行其它任务在需要时再读出数据。接着传输2个字节的测量数据和1个字节的CRC奇偶校验。单片机需要通过下拉DATA为低电平，以确认每个字节。所有的数据从MSB开始，右值有效(例如：对于12bit数据，从第5个SCK时钟起算作MSB；而对于8bit数据，首字节则无意义)。用CRC数据的确认位，表明通讯结束。如果不使用CRC-8校验，控制器可以在测量值LSB后，通过保持确认位SCK高电平，来中止通讯。在测量和通讯结束后，SHTxx自动转入休眠模式。

若数据在预设范围，则继续运行检测程序；反之则从单片机I/O口输出一个蜂鸣器报警信号，这时蜂鸣器将持续发出80分贝以上的报警声，并继续检测等待室内指标的改善或收到人为按下的停止报警按键的信号。

综上所述，本实用新型提出的温湿度控制系统，通过对环境中的温湿度做到实时检测并通信至上位机，能直观地对了解各个仓库、各个现场智能节点实际情况，另外可以根据实际情况即时调节上下限参数，使应用更加灵活；另外，特别添加了液晶时间显示功能，这样平时一个检测点可作为一个电子日历使用，增加了实用性。本实用新型检测精度高，工作可靠，且具有极高的性价比。适用于生产、仓储、物流等各类企业，具有投入成本不高，操作简单，实用性强等优点。能使管理者实时了解、掌握多个仓库、多个现场智能节点的实际情况，并能远程监测现场环境、预设仓库温湿度参数，增加仓库环境设置的灵活性和智能性，可以避免因为环境变化引起的意外发生，增加仓库的安全性，确保产品质量和企业的经济效益。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种温湿度控制系统，其特征在于包括：

温湿度传感器，用于感应环境温湿度；

2.根据权利要求1所述的温湿度控制系统，其特征在于所述温湿度传感器为SHT15单芯片传感器，其包括电容式聚合体测湿元件和能隙式测温元件，并连接有A/D转换器以及串行接口电路。

3.根据权利要求1所述的温湿度控制系统，其特征在于所述单片机为AT89S52芯片。

4.根据权利要求1所述的温湿度控制系统，其特征在于所述单片机包括闪存，随机存取存储器，I/O口线，看门狗定时器，数据指针，定时器和计数器，6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

5.根据权利要求1所述的温湿度控制系统，其特征在于该系统包括时钟芯片连接于所述单片机。

6.根据权利要求5所述的温湿度控制系统，其特征在于所述时钟芯片为DS1302芯片。

7.根据权利要求1所述的温湿度控制系统，其特征在于所述显示模块为LED发光显示模块。

8.根据权利要求1所述的温湿度控制系统，其特征在于该系统通过总线连接于上位机，其中所述总线为CAN总线。

9.根据权利要求8所述的温湿度控制系统，其特征在于所述CAN总线包括CAN控制器和CAN收发器。