CN203300111U - 无线液晶温湿度监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无线液晶温湿度监测仪，由无线液晶温湿度监测仪主机和无线监测模块组成，监测仪主机上设置有液晶屏、电源开关、信号输出端口、功能按键、测量按键和选择按键，监测仪主机内设置有微处理器及显示和无线接收电路。无线监测模块上设置有测量开关按钮和可旋转发射天线，无线监测模块内具有温湿度传感器和无线发射电路。同时监测仪可与计算机连接，能更完整的完成数据的分析计算和处理。监测仪能实现试验环境温湿度的实时监测、多点无线测量、自动记录等功能，同时结构合理，操作方便，适合于大专院校的电子技术等课程的教学测量与实验。

Description

无线液晶温湿度监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种无线液晶温湿度监测仪，属于电子技术、大专院校的物理等课程的测量和实验领域。

背景技术

温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在实际生产过程中，温度的测量和其后的控制与生产安全、生产效率、产品质量、能源节约等重大技术经济指标紧紧相连。湿度是表示气体中的水蒸汽含量，生产中也常需要用湿度计来测量或控制空气或工业流程气体的湿度。

传统的温度和湿度测量大多采用人工记录的方式，相对于自动记录来说比较繁琐、效率也低。同时使用固定式的温湿度记录仪只能放置在特定的区域，而有些情况受到被测样品、工况和试验区域等方面限制，需要应用便携式的且可对多个试验区域进行记录的温湿度测量方式。为了保证能有正确的测量数据，同时也考虑操作的方便性，需要开发一种能对环境的温度湿度进行无线监测测量的仪器。

实用新型内容

针对现有的测量仪器的不足，本实用新型采用微处理器来对数据进行计算和处理，同时采用无线接收芯片CC1110构成无线发射和无线接收电路，并且结合数字式温湿度传感器SHT11作为传感元件连接到无线发射端，并放置于需要测量的目标环境里，可接收200m以内的工作区域的温度湿度情况。同时信号还可经RS-232串口通信连接到计算机，对信号能再进行数据的进一步分析计算和处理。

本实用新型由无线液晶温湿度监测仪主机和无线监测模块组成，监测仪主机上设置有液晶屏、电源开关、信号输出端口、功能按键、测量按键和选择按键，监测仪主机内设置有微处理器及显示和无线接收电路。无线监测模块上设置有测量开关按钮和可旋转发射天线，无线监测模块内具有温湿度传感器和无线发射电路。

本实用新型由无线接收芯片CC1110和温湿度传感器SHT11构成数据采集端和发射及接收模块。监测仪主机内的无线接收电路主芯片采用CC1110。而无线监测模块内的温湿度传感器采用SHT11，无线发射电路主芯片同样采用CC1110。

本监测仪主机内的微处理器采用的是TI公司新推出的一款高性能16位的微处理器MSP430F2012。它内置工作频率最高达16MIPS，超低功耗，平时工作在睡眠状态节省电能，中断发生时能够在不足1μs的时间内从超低功耗500nA待机模式唤醒到全速工作模式。在外围功能器件方面，MSP430F2012还集成了10位AD、16位定时器、捕获比较器、看门狗定时器、掉电检测（BOR）、USI通讯模块等，MSP430F2012的MCU平台可满足对超低功耗智能传感单元的需要。

本实用新型的无线通信电路的核心器件是CC1110芯片，CC1110是TI公司生产的一种低功耗的芯片，该芯片包含了一个标准的8051MCU和一个无线收发芯片。8051MCU自带32KB Flash和4KBRAM，还包含定时器、看门狗定时器、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉点检测电路及21个I/O口等。本系统的无线信号可工作在315/433/868/915MHz频段。CC1110的RF射频收发器集成了一个可配置的调制解调器，支持不同的调制格式，其数据传输率可达500kb/s。

本实用新型的温湿度采集电路的核心器件是SHT11芯片，它是瑞士Sensirion推出的一种单芯片传感器，基于领先世界的

数字传感技术，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性，含有已校准的数字信号输出的温湿度复合传感器。其内部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集成在同一芯片上，它可与微处理器直接相连，此外，该传感器还具有响应速度快、抗干扰能力强、性价比高等优点。

本实用新型可同时接收多个无线监测模块的信号，并可对监测数据进行自动存储和分析，同时结合功能按键、测量按键和选择按键，可显示出不同测量点的温度和湿度情况，并可对测量点的温度和湿度进行报警点的设置，当温度和湿度超过设定范围时，进行报警。

附图说明

图1是无线液晶温湿度监测仪主机，其中的1是液晶屏，2是电源开关，3是信号输出端口，4是功能按键，5是测量按键，6是选择按键。

图2是无线监测模块，其中的7是测量开关按钮、8是可旋转发射天线。

图3是无线通信电路。

图4是温度湿度采集电路。

具体实施方式

结合附图，下面具体说明无线液晶温湿度监测仪的工作和电路情况。

监测仪主机内的芯片CC1110在接收和发射模式下的电流分别低于16.2mA或16mA；休眠模式时，电流仅为0.5uA，外部中断或RTC能唤醒系统；在待机模式时，电流低于0.3uA，外部中断能唤醒系统；硬件支持CSMA/CA功能；有较宽的电压范围：2.0V～3.6V；同时具有DMA功能和电池检测功能。

在无线通信电路中，CC1110的高速时钟源电路是由26MHz的晶振X1、C20和C21组成，系统的无线接收端由市电电源供电，可不计较功耗，因此可采用高速时钟源。在试验区域内工作的无线监测模块由电池供电，担当温湿度数据采集的任务，考虑到电池的消耗，采用低功耗的低速时钟源。低速时钟源电路由32.768kHz的晶振X2、C31和C32组成。

电容C12～C17和电感L10～L13组成的电路完成将信号转换成单端RF信号，与50Ω天线配合。电阻R22用来设置偏置电流。

在温度湿度采集电路中，芯片供电电压3.3V，在电源引脚和地之间安装一个100nF的电容C42，起到去耦滤波的作用。串行接口是两线式的结构，串行时钟输入SCK与CC1110的P1.5相连，用于CC1110与SHT11之间的通讯同步；串行数据DATA是一个三态门结构，与CC1110的P1.4相连，用于数据的读取。DATA在SCK时钟下降沿改变状态，并仅在SCK上升沿有效。数据传输期间，在SCK时钟高电平时，DATA需要保持稳定，为了避免信号冲突，在安装一个10kΩ上拉电阻R47，使P1.4输出低电平。

微处理器MSP430F2012通过SPI总线与CC1110芯片的接口连接，发送端与接受端硬件连接一样，具有通用性，可实现半双工通信。数据采集点定时向温湿度传感器SHT11发送读温度和湿度指令，SHT11检测温湿度信息，并输出数字信号，MSP430F2012在接收到温湿度的数值后，对数据进行处理。为了降低系统功耗，无线监测模块通常在闲置时进入休眠模式。

本监测仪能实现试验环境温湿度的实时监测、多点无线测量、自动记录等功能，同时结构合理，操作方便，适合于大专院校的电子技术等课程的教学测量与实验。

Claims (3)

1.一种无线液晶温湿度监测仪，其特征是：由无线液晶温湿度监测仪主机和无线监测模块组成，监测仪主机上设置有液晶屏（1）、电源开关（2）、信号输出端口（3）、功能按键（4）、测量按键（5）和选择按键（6），监测仪主机内设置有微处理器及显示和无线接收电路；无线监测模块上设置有测量开关按钮（7）和可旋转发射天线（8），无线监测模块内具有温湿度传感器和无线发射电路。

2.根据权利要求1所述的无线液晶温湿度监测仪，其特征是：其监测仪主机内的微处理器采用TI公司的MSP430F2012芯片，无线接收电路主芯片采用TI公司的CC1110芯片。

3.根据权利要求1所述的无线液晶温湿度监测仪，其特征是：其无线监测模块内的温湿度传感器采用SHT11芯片，无线发射电路主芯片采用CC1110芯片。

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