CN202109934U - 一种具有无线通信功能的高精度温湿度变送器 - Google Patents

一种具有无线通信功能的高精度温湿度变送器 Download PDF

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赵彬
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Abstract

一种具有无线通信功能的高精度温湿度变送器涉及温湿度测量技术领域，该变送器包括电源模块、数字式温湿度传感器、单片机、第一D/A模块、第一V/I变换模块、第二D/A模块和第二V/I变换模块；数字式温湿度传感器采集温度和湿度数据直接传给单片机，单片机将温湿度数据进行变换和处理，分别输出给D/A模块进行数模转换，输出的电压信号再经过V/I变换模块转换成工业标准的电流信号输出。本实用新型测量精度高，稳定性佳；成本低廉，工作可靠。

Description

一种具有无线通信功能的高精度温湿度变送器
技术领域
本实用新型涉及温湿度测量技术领域，具体涉及一种具有无线通信功能的高精度温湿度变送器，其适用于暖通、空调机组、纺织、实验室、电子、医药环境等领域。
背景技术
目前，市场上应用的温湿度测量装置大部分采用模拟式温湿度传感器，不仅需要设计信号调理电路，还要经过复杂的校准和标定，其测量精度难以保证，线性度不好。大部分产品的输出信号接口少，除温湿度模拟信号输出外，只有少部分产品具有RS485通信接口，具有工业常用的MODBUS通信协议的产品也很少见且价格昂贵。少部分采用集成电压/电流芯片实现的产品成本昂贵，外围电路复杂，性价比差。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种具有无线通信功能的高精度温湿度变送器，其测量精度高，稳定性佳；成本低廉，工作可靠。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种具有无线通信功能的高精度温湿度变送器，包括电源模块、数字式温湿度传感器、单片机、第一D/A模块、第一V/I变换模块、第二D/A模块和第二V/I变换模块；所述电源模块与单片机连接，其用于给整个变送器的电路供电；所述数字式温湿度传感器与单片机连接，其用于采集温度和湿度数据并直接传送给单片机；所述单片机分别与第一D/A模块和第二D/A模块连接，单片机用于将温度数据进行变换和处理后传送给第一D/A模块，并将湿度数据进行变换和处理后传送给第二D/A模块；所述第一D/A模块与第一V/I变换模块连接，第一D/A模块用于对接收到的温度数据进行数模转换后，以电压信号的形式输出给第一V/I变换模块，第一V/I变换模块将接收到的电压信号转换成工业标准的温度电流信号输出；所述第二D/A模块与第二V/I变换模块连接，第二D/A模块用于对接收到的湿度数据进行数模转换后，以电压信号的形式输出给第二V/I变换模块，第二V/I变换模块将接收到的电压信号转换成工业标准的湿度电流信号输出。
上述高精度温湿度变送器还包括选择开关、485通信模块和无线通信模块，选择开关与单片机连接，485通信模块和无线通信模块分别与选择开关连接；所述选择开关用于切换选通485通信模块和无线通信模块，所述485通信模块和无线通信模块分别用于以485通信方式和无线通信方式输出信号。
本实用新型的有益效果在于：1)高精度测量：14bit温度，精度0.3℃；12bit湿度测量，精度1.8％；2)可软件修改量程，线性度好；3)采用RS485通信接口，使用MODBUS通信协议，可广泛应用于工业领域。4)采用无线通信模块，可方便与主站进行无线数据通信，传输距离可达400米；5)可选信号输出范围：4-20mA；1-5V。
附图说明
图1是本实用新型具有无线通信功能的高精度温湿度变送器的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型具有无线通信功能的高精度温湿度变送器包括：电源模块、数字式温湿度传感器、单片机、第一D/A模块、第一V/I变换模块、第二D/A模块、第二V/I变换模块、选择开关、485通信模块和无线通信模块。
在该高精度温湿度变送器中，电源模块负责给整个变送器的电路进行供电。数字式温湿度传感器采集温度和湿度数据直接传送给单片机。单片机将温湿度数据进行变换和处理，分别输出给第一D/A模块和第二D/A模块，进行数模转换，并以电压的形式输出，输出的电压信号再经过V/I变换模块，转换成工业标准的电流信号输出。为了进一步增加应用的灵活性，该装置的温湿度数据不仅可以以电流的形式输出应用，还配备了485通信模块和无线通信模块，多了两种信号输出方式以适应不同用户的需要。两种输出方式可以通过选择开关进行切换。
实施例：采用集成两线制数字式温湿度传感器SHT71采集温湿度信息直接送给C8051F单片机，单片机按照预先设置好的量程进行数据处理后控制工业用DA转换芯片TLC5615输出与测量值对应的电压信号，再经由LM324构成的线性V/I变换电路实现4-20mA或1-5V标准信号输出。同时可通过开关选择485通信方式或无线通信方式。无线传输部分采用APC200A-43多通道微功率嵌入式无线传输模块，可采用串口设置模块参数，具有丰富便捷的软件编程设置选项。另外，通过C8051F单片机内部的EEROM可实现数据的掉电保护功能。
本实用新型具有无线通信功能的高精度温湿度变送器，其测量精度高，稳定性佳。由DA和运放组成的线性V/I变换电路，实现简单，成本低廉，工作可靠；而且它具备所有的量程范围通过软件设定、无线通信以及MODBUS通信协议等功能，也使它的应用领域和范围更广泛。

Claims (2)

1.一种具有无线通信功能的高精度温湿度变送器，其特征在于，该变送器包括电源模块、数字式温湿度传感器、单片机、第一D/A模块、第一V/I变换模块、第二D/A模块和第二V/I变换模块；所述电源模块与单片机连接，其用于给整个变送器的电路供电；所述数字式温湿度传感器与单片机连接，其用于采集温度和湿度数据并直接传送给单片机；所述单片机分别与第一D/A模块和第二D/A模块连接，单片机用于将温度数据进行变换和处理后传送给第一D/A模块，并将湿度数据进行变换和处理后传送给第二D/A模块；所述第一D/A模块与第一V/I变换模块连接，第一D/A模块用于对接收到的温度数据进行数模转换后，以电压信号的形式输出给第一V/I变换模块，第一V/I变换模块将接收到的电压信号转换成工业标准的温度电流信号输出；所述第二D/A模块与第二V/I变换模块连接，第二D/A模块用于对接收到的湿度数据进行数模转换后，以电压信号的形式输出给第二V/I变换模块，第二V/I变换模块将接收到的电压信号转换成工业标准的湿度电流信号输出。
2.如权利要求1所述的一种具有无线通信功能的高精度温湿度变送器，其特征在于，该变送器还包括选择开关、485通信模块和无线通信模块，选择开关与单片机连接，485通信模块和无线通信模块分别与选择开关连接；所述选择开关用于切换选通485通信模块和无线通信模块，所述485通信模块和无线通信模块分别用于以485通信方式和无线通信方式输出信号。
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