CN2773818Y - 便携式温湿度测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属农业环境监测仪器领域，便携式温湿度测量仪，包括有带通风口(2)和底座(9)的塑料仪器盒(1)、4位8段带小数点液晶显示模块(3)、带有保护液晶方便显示的表面贴膜(4)、电池电源开关(5)、RS485组网接口(6)、电路板(7)、双7号电池供电及电池盒(8)、由MSP430F1132及其外围电路构成测控模块(10)、温湿度露点测量传感器SHT11(11)、JTAG接口(12)、电路板固定装置(13)、时间调整及RS485通信地址控制设置(14)共同组成，可用于农业研究、农业温室大棚、气象、环保、实验室、档案馆、博物馆、生化医药、食品餐饮、生产制造、仓储等领域。
Description
技术领域
本实用新型属农业环境监测仪器领域，可用于农业研究、农业温室大棚、气象、环保、实验室、档案馆、博物馆、食品餐饮、生产制造、仓储等领域。
背景技术
现有的便携式温湿度测量仪器，由于自身的采用的传感器的测量原理不同，使相关的产品多种多样。在使用过程中存在以下问题：1、由于测量的精度不是很高不能够高质量地测量露点。2、温度标定往往用一根标准温度计作标准即可，而湿度的标定标准较难实现，干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的，精度无法保证。3、精度和长期稳定性不是很好，通常湿度测量精度是很难达到±2％～±3％RH的，在实际使用中，由于外界的尘土、油污及有害气体的影响，时间一长测量精度必然下降。4、国外产品居多且价格不菲，售后服务难以保证。5、组网困难，很难进行多点测量。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种对温湿度及露点进行可靠、可组网、高精度测量的便携式温湿度测量仪。本实用新型解决了温湿度测量中精度和稳定性不高、标定和组网多点测量困难技术难点。
本实用新型采用新型单片智能化温湿度传感器SHT11，实现免标定，同时能够精确的测量露点，确保产品具有很好的可靠性，较高的精确度和长期的稳定性。采用RS485方式组网，可以进行多点测量。电池供电，选用超低功耗单片机及外围芯片，使本产品能够长时间地工作。
便携式温湿度测量仪由带通风口(2)，底座(9)的塑料仪器盒(1)、4位8段带小数点液晶显示模块(3)、带有保护液晶方便显示的表面贴膜(4)、电池电源开关(5)、RS485组网接口(6)、电路板(7)、双7号电池供电及电池盒(8)、由MSP430F1132及其外围电路构成测控模块(10)、温湿度露点测量传感器SHT11(11)、JTAG接口(12)、电路板固定装置(13)、时间调整，RS485通信地址控制设置按键(14)共同组成；表面贴膜(4)将贴在塑料仪器盒(1)上，通过透明部分对内部4位8段带小数点液晶显示模块(3)进行显示读数；电路板(7)通过螺丝固定在底座(9)上，电池电源开关(5)，RS485组网接口(6)双7号电池供电及电池盒(8)，温湿度露点测量传感器SHT11(11)，JTAG接口(12)和时间调整，RS485通信地址控制设置按键(14)安装在电路板的正面；在电路板的反面，则是采用贴片方式的MSP430F1132及其外围电路构成测控模块(10)。
便携式温湿度测量仪的电路部分由单片机MSP430F1132、实时时钟PCF8563、4位8段带小数点液晶显示模块LCM046、温湿度传感器SHT11、时间调整及RS485通信地址控制设置按键、SP3483芯片扩展的RS485网络接口、低功耗升压型开关电源芯片NCP1400ASN33T1组成的电源处理模块等组成；低功耗单片机MSP430F1132及其内部软件做为整个系统的控制核心；两节7号电池经过升压电源模块处理，给系统所有芯片提供稳定的3.3V电压；实时时钟PCF8563、4位8段带小数点液晶显示模块LCM046、温湿度传感器SHT11、时间调整，RS485通信地址控制设置按键、SP3483芯片扩展的RS485网络接口分别与MSP430F1132相接。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：
单片机采用德州仪器的超低功耗单片机MSP430F1132，工作电压为1.8～3.6V，有5种低功耗模式，片内有8KB可擦写存储器，不需要外扩外部程序存储器；由于没有串行接口，通过单片机的捕获/比较计时器Timer_A模拟串口与RS485芯片通信，波特率最高可达115200；实时时钟PCF8563为系统提供时间基准，并能够在一定的时间内唤醒单片机进行数据采集；温湿度传感器SHT11是类I2C接口，通过软件模拟时序对传感器进行通讯，同时在软件上对采集数据进行线性化处理，温度补偿，露点计算，以进一步提高数据精度；人机界面用4位8段带小数点液晶显示模块LCM046，来显示时间，温度，湿度及露点，通过内部的按键来设置时间和网络通信的地址；为了提高电池的使用效率，采用升压式开关电源芯片NCP1400ASN33T1，大容量的钽电容滤波提供稳定的电源电压，同时把电池使用效率提高到85％以上。
本实用新型的有益效果：
1、简洁的人机接口，不需过多的设置。
2.采用高性能传感器，温度测量范围-40～123.8℃，精度为±0.4℃，湿度范围为0～100％RH，精度为±3％RH，同时能够精确的计算出露点。
3.免额外标定，具有相关的保护措施，长期稳定性好。
4.采用RS485网络相互通讯，最高可接32个测量仪，同时可以采用485/232转换接口与PC机通讯。
5.低功耗设计，由两节电池7号电池供电，工作时间可达一年以上。
6.体积小(75mm×80mm×28mm)，使用安装方便。
附图说明
图1是本实用新型的塑料仪器盒的前面板正视示意图。
图2是本实用新型的实物内部正视示意图。
图3是本实用新型的实物结构侧视示意图。
图4是本实用新型的系统组成结构示意图。
图5是本使用新型的电路原理图。
具体实施方式：
本实用新型采用新型单片智能化温湿度传感器SHT11，实现免标定，同时能够精确的测量露点，确保产品具有很好的可靠性，较高的精确度和长期的稳定性。采用RS485方式组网，可以进行多点测量。电池供电，选用超低功耗单片机及外围芯片，使本产品能够长时间地工作。
便携式温湿度测量仪由带通风口(2)，底座(9)的塑料仪器盒(1)、4位8段带小数点液晶显示模块(3)、带有保护液晶方便显示的表面贴膜(4)、电池电源开关(5)、RS485组网接口(6)、电路板(7)、双7号电池供电及电池盒(8)、由MSP430F1132及其外围电路构成测控模块(10)、温湿度露点测量传感器SHT11(11)、JTAG接口(12)、电路板固定装置(13)、时间调整，RS485通信地址控制设置按键(14)共同组成；表面贴膜(4)将贴在塑料仪器盒(1)上，通过透明部分对内部4位8段带小数点液晶显示模块(3)进行显示读数；电路板(7)通过螺丝固定在底座(9)上，电池电源开关(5)，RS485组网接口(6)双7号电池供电及电池盒(8)，温湿度露点测量传感器SHT11(11)，JTAG接口(12)和时间调整，RS485通信地址控制设置按键(14)安装在电路板的正面；在电路板的反面，则是采用贴片方式的MSP430F1132及其外围电路构成测控模块(10)。
便携式温湿度测量仪的电路部分由单片机MSP430F1132、实时时钟PCF8563、4位8段带小数点液晶显示模块LCM046、温湿度传感器SHT11、时间调整及RS485通信地址控制设置按键、SP3483芯片扩展的RS485网络接口、低功耗升压型开关电源芯片NCP1400ASN33T1组成的电源处理模块等组成；低功耗单片机MSP430F1132及其内部软件做为整个系统的控制核心；两节7号电池经过升压电源模块处理，给系统所有芯片提供稳定的3.3V电压；实时时钟PCF8563、4位8段带小数点液晶显示模块LCM046、温湿度传感器SHT11、时间调整，RS485通信地址控制设置按键、SP3483芯片扩展的RS485网络接口分别与MSP430F1132相接(如图5所示)。
单片机采用德州仪器的超低功耗单片机MSP430F1132，工作电压为1.8～3.6V，有5种低功耗模式，片内有8KB可擦写存储器，不需要外扩外部程序存储器；由于没有串行接口，通过单片机的捕获/比较计时器Timer_A模拟串口与RS485芯片通信，波特率最高可达115200；实时时钟PCF8563为系统提供时间基准，并能够在一定的时间内唤醒单片机进行数据采集；温湿度传感器SHT11是类I2C接口，通过软件模拟时序对传感器进行通讯，同时在软件上对采集数据进行线性化处理，温度补偿，露点计算，以进一步提高数据精度；人机界面用4位8段带小数点液晶显示模块LCM046，来显示时间，温度，湿度及露点，通过内部的按键来设置时间和网络通信的地址；为了提高电池的使用效率，采用升压式开关电源芯片NCP1400ASN33T1，大容量的钽电容滤波提供稳定的电源电压，同时把电池使用效率提高到85％以上。
如图2、图3所示，通过打开电池电源开关(5)，通过升压滤波处理，给系统提供稳定的电压，同时也上电复位单片机，使系统开始工作。
时间调整，RS485通信地址控制设置按键(14)可以通过4位8段带小数点液晶显示模块(3)的显示来设置年、月、日、时、分，在RS485组网通信时，可用来设置地址。
温湿度露点测量传感器SHT11(11)直接与MSP430F1132相接，单片机在上电复位后，进入低功耗模式，由时钟芯片PCF8563每隔一定的时间唤醒单片机，MSP430F1132向温湿度露点测量传感器SHT11(11)传送开始测量命令，进行温湿度的测量，经过一段处理时间，再读回温湿度数据，通过软件进行线性化计算和温度补偿，然后将精确的数据显示(如图4所示)。
由于MSP430F1132没有通用串行接口，通过其内部的捕获/比较计时器Timer_A模拟串口进行通讯。
Claims (2)
1.便携式温湿度测量仪，其特征是由带通风口(2)，底座(9)的塑料仪器盒(1)、4位8段带小数点液晶显示模块(3)、带有保护液晶方便显示的表面贴膜(4)、电池电源开关(5)、RS485组网接口(6)、电路板(7)、双7号电池供电及电池盒(8)、由MSP430F1132及其外围电路构成测控模块(10)、温湿度露点测量传感器SHT11(11)、JTAG接口(12)、电路板固定装置(13)、时间调整，RS485通信地址控制设置按键(14)共同组成；表面贴膜(4)将贴在塑料仪器盒(1)上，通过透明部分对内部4位8段带小数点液晶显示模块(3)进行显示读数；电路板(7)通过螺丝固定在底座(9)上，电池电源开关(5)，RS485组网接口(6)双7号电池供电及电池盒(8)，温湿度露点测量传感器SHT11(11)，JTAG接口(12)和时间调整，RS485通信地址控制设置按键(14)安装在电路板的正面；在电路板的反面，则是采用贴片方式的MSP430F1132及其外围电路构成测控模块(10)。
2.如权利要求1所述的便携式温湿度测量仪，其特征在于电路部分由单片机MSP430F1132、实时时钟PCF8563、4位8段带小数点液晶显示模块LCM046、温湿度传感器SHT11、时间调整，RS485通信地址控制设置按键、SP3483芯片扩展的RS485网络接口、低功耗升压型开关电源芯片NCP1400ASN33T1组成电源处理模块共同组成；低功耗单片机MSP430F1132及其内部软件做为整个系统的控制核心；两节7号电池经过升压电源模块处理，给系统所有芯片提供稳定的3.3V电压；实时时钟PCF8563、4位8段带小数点液晶显示模块LCM046、温湿度传感器SHT11、时间调整，RS485通信地址控制设置按键、SP3483芯片扩展的RS485网络接口分别与MSP430F1132相接。
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|---|---|---|---|---|
| CN106482788A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-08 | 佛山市联智新创科技有限公司 | 一种具有无线通信功能的温湿度变送器 |
| CN107389209A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-24 | 中国农业大学 | 一种便携的温度检测系统 |
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2004
- 2004-11-30 CN CN 200420115832 patent/CN2773818Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN106482788A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-08 | 佛山市联智新创科技有限公司 | 一种具有无线通信功能的温湿度变送器 |
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