CN205209532U - 基于usb-otg规范的多功能测录仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其包括：中央处理器、环境数据传感器、USB传输电路；中央处理器数据采集端连接环境数据传感器数据采集端，所述中央处理器数据传输端连接USB传输电路数据传输端。通过USB传输电路和环境数据传感器能够将采集的环境参数数据实时准确的传输到终端，方便使用者调用相关数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路控制领域，尤其涉及一种基于USB-OTG规范的多功能测录仪。
背景技术
现有技术中，采用测录仪进行数据采集和检测是非常普遍的行为，也是实验室或者科研机构进行室内环境数据的常用手段，但是，由于采集数据的时间长而且数据总量巨大，这就需要一种仪器能够把实时采集的数据进行导出并且能够安全备份，但是现有的测录仪并不能实现相应的功能，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于USB-OTG规范的多功能测录仪。
为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其包括：中央处理器、环境数据传感器、USB传输电路；
中央处理器数据采集端连接环境数据传感器数据采集端，所述中央处理器数据传输端连接USB传输电路数据传输端。
上述技术方案的有益效果为：通过USB传输电路和环境数据传感器能够将采集的环境参数数据实时准确的传输到终端，方便使用者调用相关数据。
所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，优选的，所述环境数据传感器包括：温湿度传感器和气体传感器；
所述温湿度传感器数据采集端连接中央处理器数据采集端，所述气体传感器数据采集端连接中央处理器数据采集端。
所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，优选的，所述温湿度传感器包括：定时器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、湿度传感器；
所述定时器控制端连接第一电阻一端，所述第一电阻另一端连接湿度传感器一端，所述湿度传感器另一端分别连接定时器门限端和第二电阻一端，所述第二电阻另一端分别连接定时器放电开关端和第四电阻一端，所述第四电阻另一端连接电源端，所述定时器输出端连接第三电阻一端，所述第三电阻另一端连接中央处理器数据采集端。
上述技术方案的有益效果为：通过温湿度传感器和气体传感器采集外界的环境数据，准确高效。
所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，优选的，所述气体传感器为TGS2442。
所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，优选的，所述USB传输电路为CH375。
所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，优选的，所述中央处理器为C8051F340。
所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，优选的，还包括时钟芯片；
所述时钟芯片信号端连接中央处理器时钟信号端。
上述技术方案的有益效果为：通过时钟芯片能够将时间数据实时提供给用户，保证其工作效率，合理安排时间。
所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，优选的，还包括控制键盘和显示装置；
所述控制键盘信号传输端连接中央处理器控制信号传输端，所述显示装置显示端连接中央处理器显示端。
所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，优选的，所述显示装置为LCD显示器。
所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，优选的，所述湿度传感器为HS1101。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
随着USB设备的大量普及，单片机和USB设备的通讯已经成为必然的趋势。本项目所设计的在嵌入式系统中通过单片机读写U盘，采用U盘作为便携数据移动存储设备的方案，解决了单片机系统数据存储量有限、数据的交换转移不方便等问题，可广泛应用于数据量大、移动频率高的系统中，有很好的实用价值和应用前景。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本实用新型总体示意图；
图2是本实用新型温湿度传感器示意图；
图3是本实用新型气体传感器示意图；
图4是本实用新型USB传输电路示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
系统主要由单片机、温湿度传感器、CO传感器、LCD显示器、键盘、CH375等组成。硬件原理框图如图1所示。
温度传感器使用C8051F340内置的温度传感器。温度传感器的输出电压作为单片机片内ADC的输入，温度和输出电压的关系式见公式1。其中Temp为温度值，单位为℃。通过片内ADC可测得电压值，由公式1，可得温度值。
V＝2.86*Temp+776公式1
湿度传感器使用高分子湿敏电容传感器HS1101，并和TLC555组成非稳态振荡器，如图2所示：
环境湿度变化时，HS1101的电容值改变，从而TLC555输出的方波频率改变，通过测频可得环境湿度值。(RH为百分比相对湿度，F为频率，单位Hz)
CO传感器使用TGS2442，检测电路如图3所示。加热电压需要1秒钟的加热循环，由最初14ms的4.8V和986ms的0V构成。检测电压由5ms的5V和995ms的0V构成，检测点位于5ms的中间点。
CH375是一个USB总线的通用接口芯片，支持USB主机方式和设备方式，并且内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件。CH375内部集成了PLL倍频器、主从USB接口SIE、数据缓冲区、被动并行接口、命令解释器、通用的固件程序等。
本例中通过单片机将数据写入CH375中，然后通过CH375将数据转存到U盘中。CH375和C8051F340的接口电路如图4所示。
CH375软硬件设计：我们选用CH375作为USB主机芯片，它需要16个左右的IO口，加上液晶占用的11个，已经超过开始选用的C8051F320单片机IO口个数，后来我们选用有更多IO口的C8051F340解决了这个问题。
温度湿度测量的方案确定：开始准备使用18B20传感器测温，但是后来发现使用C8051F340单片机内置温度传感器更好，这样可以节约一个IO口，硬件电路也简单许多；湿度我们选择了湿度传感器HS1101，它并不能直接测出湿度，而是把湿度转化成频率
能够准确测量温度和湿度。经检验，本设计的温度测量误差为±1℃；湿度测量误差不大于±2％RH；CO浓度测量误差不超过5ppm。
实现USB主机功能，使该系统可以将不同时间测量数据以文件形式写入U盘；
实时显示测量物理量，并且提供用户操作界面，可设定记录的时间间隔；
时钟日历功能，它一方面用来显示时间日期，另一方面可以标识测量的物理量的时间；
可以测量环境中CO，其浓度超过一定值时发出声光报警。
上述实用新型提到的软件程序为本领域技术人员通常使用的。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，包括：中央处理器、环境数据传感器、USB传输电路；
中央处理器数据采集端连接环境数据传感器数据采集端，所述中央处理器数据传输端连接USB传输电路数据传输端。
2.根据权利要求1所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，所述环境数据传感器包括：温湿度传感器和气体传感器；
所述温湿度传感器数据采集端连接中央处理器数据采集端，所述气体传感器数据采集端连接中央处理器数据采集端。
3.根据权利要求2所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，所述温湿度传感器包括：定时器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、湿度传感器；
所述定时器控制端连接第一电阻一端，所述第一电阻另一端连接湿度传感器一端，所述湿度传感器另一端分别连接定时器门限端和第二电阻一端，所述第二电阻另一端分别连接定时器放电开关端和第四电阻一端，所述第四电阻另一端连接电源端，所述定时器输出端连接第三电阻一端，所述第三电阻另一端连接中央处理器数据采集端。
4.根据权利要求2所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，所述气体传感器为TGS2442。
5.根据权利要求1所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，所述USB传输电路为CH375。
6.根据权利要求1所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，所述中央处理器为C8051F340。
7.根据权利要求1所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，还包括时钟芯片；
所述时钟芯片信号端连接中央处理器时钟信号端。
8.根据权利要求1所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，还包括控制键盘和显示装置；
所述控制键盘信号传输端连接中央处理器控制信号传输端，所述显示装置显示端连接中央处理器显示端。
9.根据权利要求8所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，所述显示装置为LCD显示器。
10.根据权利要求3所述的基于USB-OTG规范的多功能测录仪，其特征在于，所述湿度传感器为HS1101。
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2015
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