CN204154328U - 一种基于以太网的温湿度测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及温湿度检测技术领域，它公开了一种基于以太网的温湿度测量系统，包括传感器接口、SHT10温湿度传感器、温湿度采集电路、以太网控制电路、以太网接口和电源电路；所述传感器接口连接所述SHT10温湿度传感器，所述温湿度采集电路读取接入的所述SHT10温湿度传感器的数据，所述温湿度采集电路将采集到的数据传送给以太网控制电路，所述以太网控制电路通过所述以太网接口将数据传送到以太网，所述电源电路电源电路将5V转换成3.3V。本实用新型完成了系统供电电路的设计，实现了5V转3.3V电压的转换，为系统提供了稳定的直流电压；使用CP2200+51单片机机来控制以太网数据的传输，使用STC11F04E+SHT10传感器实现温湿度的采集。
Description
技术领域
本实用新型涉及温湿度测量技术领域，尤其涉及到一种基于以太网的温湿度测量系统。
背景技术
温度和湿度是大部分工厂或仓库需要考虑的环境因素，例如制造食品，药品，化学物品的工厂等。温湿度若不在它们允许的范围内时会产生不良后果。由于有些工厂或仓库面积大，温湿度会随时变化，用人工去测量不太现实。目前测量温度和湿度的常用方法是，用机械式测量仪或数字测量仪放在需要测量的地方，隔一定的时间去读取数据。这种测量方法很明显的缺憾是：(1)如果所要测量的工厂或仓库面积较大时，需要的测量仪较多；(2)因为需要人工去读取数据，所以需要大量的人力成本；(3)因为是隔一段时间读取一次，所以不能实时监测，当温度和湿度波动较大时，就不能捕捉到危险的数据。近年来随着嵌入式设备联网技术的迅速发展，为研发可联网的温湿度测量仪提供了技术基础。基于传统的温湿度测量仪所存在的以上问题，为了降低企业的成本和提高生产效率，将温湿度测量仪联网是非常有必要的。嵌入式设备联网作为一种新兴的以太网技术,利用其作为与上位机通信平台构建温湿度智能监测系统。
以太网最早由Xerox(施乐)公司创建，于1980年DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网。它们都符合IEEE802.3。IEEE802.3规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术，它很大程度上取代了其他局域网标准。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于以太网的温湿度测量系统，实现了5V转3.3V电压的转换，为系统提供了稳定的直流电压，成本低，能够实时监测。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于以太网的温湿度测量系统，其特征在于，包括传感器接口、SHT10温湿度传感器、温湿度采集电路、以太网控制电路、以太网接口和电源电路；所述传感器接口连接所述SHT10温湿度传感器，所述温湿度采集电路读取接入的所述SHT10温湿度传感器的数据，所述温湿度采集电路将采集到的数据传送给以太网控制电路，所述以太网控制电路通过所述以太网接口将数据传送到以太网，所述电源电路电源电路将5V转换成3.3V。
优选的，所述温湿度传感器设有四个引脚：电源引脚VCC、数据引脚DATE、时钟引脚SCL和地引脚GND，所述电源引脚VCC引脚连接一个22pF的滤波电容。滤波电容起到滤波的作用，因为环境肯定有干扰信号，电源电路提供的3.3V电源信号不可能保证一直稳定在3.3V。滤波电容保证了芯片能稳定地工作。
优选的，所述湿度传感器数目为四个，分别对应连接四个所述的传感器接口。
优选的，所述温湿度采集电路包括单片机STC11F04E、五通道IIC集线器PCA9516，所述五通道IIC集线器PCA9516的时钟线和数据线分别连接一5.1K电阻。
优选的，所述电源电路的电源芯片采用LM117-3.3芯片，所述LM117-3.3芯片输入端和输出端分别连接一电解电容。
更优选的，所述以太网控制电路包括单片机AT89S51和以太网控制芯片CP2200，所述单片机AT89S51接收所述温湿度采集电路采集到的数据，所述单片机AT89S51接收将数据加上目的地MAC地址、源MAC地址、数据长度打包成以太网数据包传送到所述以太网控制芯片CP2200的缓冲区，所述以太网控制芯片CP2200将处理后的数据传送到以太网。
本实用新型将温湿度测量系统加入到局域网以便快速实时有效监测到各个节点的温湿度数据，综合利用了传感器技术、单片机技术、电源技术和以太网技术，本实用新型完成了系统供电电路的设计，实现了5V转3.3V电压的转换，为系统提供了稳定的直流电压；使用CP2200+51单片机机来控制以太网数据的传输，使用STC11F04E+SHT10传感器实现温湿度的采集，将采集到的数据通过串口传给控制以太网的单片机，能对四个节点的温湿度进行测量监测，然后将测量到的数据发送到局域网，局域网上的主机都能查看这些数据。
附图说明
图1为本实用新型原理框图；
图2为本实用新型温湿度传感器电路原理图；
图3为本实用新型传感器接口电路原理图；
图4为本实用新型温湿度采集电路原理图；
图5为本实用新型电源电路及指示灯电路原理图；
图6为本实用新型以太网控制电路原理图；
图7本实用新型以太网接口电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
如图1所示一种基于以太网的温湿度测量系统，包括传感器接口、SHT10温湿度传感器、温湿度采集电路、以太网控制电路、以太网接口和电源电路；传感器接口连接SHT10温湿度传感器，温湿度采集电路读取接入的SHT10温湿度传感器的数据，温湿度采集电路将采集到的数据传送给以太网控制电路，以太网控制电路通过以太网接口将数据传送到以太网，电源电路电源电路将5V转换成3.3V。
如图2、图3所示，温湿度传感器设有四个引脚：电源引脚VCC、数据引脚DATE、时钟引脚SCL和地引脚GND，电源引脚VCC引脚连接一个22pF的滤波电容。滤波电容起到滤波的作用，因为环境肯定有干扰信号，电源电路提供的3.3V电源信号不可能保证一直稳定在3.3V。滤波电容保证了芯片能稳定地工作。湿度传感器数目为四个，分别对应连接四个传感器接口。
如图4所示，温湿度采集电路包括单片机STC11F04E、五通道IIC集线器PCA9516，五通道IIC集线器PCA9516的时钟线和数据线分别连接一5.1K电阻。一个SHT10温湿度传感器就需要一个SCL和一个SDA信号线，为了节约IO口资源，所以用了一个五通道IIC集线器来作SHT10与STC11F04E的中介，只需要六个IO口就可以接四个SHT10。
如图5所示，电源电路的电源芯片采用LM117-3.3芯片，所述LM117-3.3芯片输入端和输出端分别连接一电解电容。目的是芯片的输入稳定在5V，输出稳定在3.3V。
如图6所示，以太网控制电路包括单片机AT89S51和以太网控制芯片CP2200，所述单片机AT89S51接收所述温湿度采集电路采集到的数据，所述单片机AT89S51接收将数据加上目的地MAC地址、源MAC地址、数据长度打包成以太网数据包传送到所述以太网控制芯片CP2200的缓冲区，所述以太网控制芯片CP2200将处理后的数据传送到以太网。
如图7所示，要实现以太网接口,以太网变压器是不可缺少的。在差分接收引脚(RX+/RX-)上,需要1个专用于10BASE-T操作的1:1脉冲变压器；在差分发送引脚(TX+/TX-)上,需要外接1个带有中心抽头的1：2.5脉冲变压器。变压器应具有2kV以上的电压隔离性能,以防止静电干扰。发送端需要2个88(精度为1％)的电阻和1个560pF的电容与特定端相连,接收端需要1个100欧姆电阻与特定端相连。
本实用新型将温湿度测量系统加入到局域网以便快速实时有效监测到各个节点的温湿度数据，综合利用了传感器技术、单片机技术、电源技术和以太网技术，本实用新型完成了系统供电电路的设计，实现了5V转3.3V电压的转换，为系统提供了稳定的直流电压；使用CP2200+51单片机机来控制以太网数据的传输，使用STC11F04E+SHT10传感器实现温湿度的采集，将采集到的数据通过串口传给控制以太网的单片机，能对四个节点的温湿度进行测量监测，然后将测量到的数据发送到局域网，局域网上的主机都能查看这些数据。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种基于以太网的温湿度测量系统，其特征在于，包括传感器接口、SHT10温湿度传感器、温湿度采集电路、以太网控制电路、以太网接口和电源电路；所述传感器接口连接所述SHT10温湿度传感器，所述温湿度采集电路读取接入的所述SHT10温湿度传感器的数据，所述温湿度采集电路将采集到的数据传送给以太网控制电路，所述以太网控制电路通过所述以太网接口将数据传送到以太网，所述电源电路电源电路将5V转换成3.3V。
2.根据权利要求1所述的基于以太网的温湿度测量系统，其特征在于，所述温湿度传感器设有四个引脚：电源引脚VCC、数据引脚DATE、时钟引脚SCL和地引脚GND，所述电源引脚VCC引脚连接一个22pF的滤波电容。
3.根据权利要求2所述的基于以太网的温湿度测量系统，其特征在于，所述湿度传感器数目为四个，分别对应连接四个所述的传感器接口。
4.根据权利要求1所述的基于以太网的温湿度测量系统，其特征在于，所述温湿度采集电路包括单片机STC11F04E、五通道IIC集线器PCA9516，所述五通道IIC集线器PCA9516的时钟线和数据线分别连接一5.1K电阻。
5.根据权利要求1所述的基于以太网的温湿度测量系统，其特征在于，所述电源电路的电源芯片采用LM117-3.3芯片，所述LM117-3.3芯片输入端和输出端分别连接一电解电容。
6.根据权利要求1所述的基于以太网的温湿度测量系统，其特征在于，所述以太网控制电路包括单片机AT89S51和以太网控制芯片CP2200，所述单片机AT89S51接收所述温湿度采集电路采集到的数据，所述单片机AT89S51接收将数据加上目的地MAC地址、源MAC地址、数据长度打包成以太网数据包传送到所述以太网控制芯片CP2200的缓冲区，所述以太网控制芯片CP2200将处理后的数据传送到以太网。
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| CN105045315A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-11-11 | 韦义乐 | 一种变电站室外端子箱加热系统 |
| CN105526966A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-27 | 中国国土资源航空物探遥感中心 | 一种气压温湿度实时测量装置及测量方法 |
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