一种多通道高精度温湿度采集系统的制作方法

本实用新型属于信号采集、处理技术领域，具体涉及一种多通道高精度温湿度采集系统。

背景技术：

伴随着社会经济的快速发展，各个领域对气象要素的需求也在不断的增加。尤其是在一些特殊气象观测领域，比如不同下垫面路面气象数据采集、不同层高的塑料大棚气象数据采集等领域，需要同时对多个温度、湿度等气象要素进行采集。

现有的技术方法为，温度采集多为两线制或三线制，由于引线电阻引起的误差或者恒流源漂移引起的误差难以消除，导致温度采集精度低。现有的采集通道较少，采集一组温度、湿度就需要一套温湿度系统，同时采集多组数据则需要多套设备，造成数据采集的成本增加。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种多通道高精度温湿度采集系统，它设计合理，可以同时采集多路温湿度数据，并保证采集数据的精度。

本实用新型所采用的技术方案是：一种多通道高精度温湿度采集系统，包括多个独立设置的温湿度传感器、多路信号选择模块、信号调理模块、数模转换模块、中央处理器、通信模块、电流激励模块和上位机，所述多路信号选择模块分别与每个温湿度传感器双向电连接，多路信号选择模块的信号输出端还与信号调理模块的信号输入端连接，信号调理模块的信号输出端与中央处理器的信号输入端连接，中央处理器的信号输出端分别与多路信号选择模块的信号输入端和电流及模块的信号输入端连接，电流激励模块的信号输出端与多路信号选择模块的信号输入端连接，所述中央处理器还与通信模块双向电连接，所述上位机和通信模块之间双向电连接。

作为优选，还包括看门狗模块，所述看门狗模块与中央处理器双向电连接。

作为优选，所述温湿度传感器型号为HMP155A，其中测温传感器为PT100,并采用四线制接法。

作为优选，所述多路信号模块由74HC4051和74HC4052级联组成。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型设计合理，采用四线制测量方法，实现铂电阻的测量跟激励电流无关，消除了激励电流漂移带来的测量误差，保证了测量数据的精度，同时实现了一套系统的多通道测量，降低了数据测量的成本，增加了看门狗电路，有效提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型激励电流漂移消除示意图。

图中：1、温湿度传感器；2、多路信号选择模块；3、信号调理模块；4、数模转换模块；5、中央处理器；6、通信模块；7、电流激励模块；8、上位机；9、看门狗模块。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：如图1、图2所示，本实用新型包括多个独立设置的温湿度传感器1、多路信号选择模块2、信号调理模块3、数模转换模块4、中央处理器5、通信模块6、电流激励模块7和上位机8，所述多路信号选择模块2分别与每个温湿度传感器1双向电连接，多路信号选择模块2的信号输出端还与信号调理模块3的信号输入端连接，信号调理模块3的信号输出端与中央处理器5的信号输入端连接，中央处理器5的信号输出端分别与多路信号选择模块2的信号输入端和电流及模块的信号输入端连接，电流激励模块7的信号输出端与多路信号选择模块2的信号输入端连接，所述中央处理器5还与通信模块6双向电连接，所述上位机8和通信模块6之间双向电连接。

上述实施例中，还包括看门狗模块9，所述看门狗模块9与中央处理器5双向电连接。

上述实施例中，所述温湿度传感器1型号为HMP155A，其中测温传感器为PT100,并采用四线制接法。

上述实施例中，所述多路信号模块由74HC4051和74HC4052级联组成。

本实用新型温湿度传感器1型号为HMP155A，其中测温传感器为PT100，温度信号为电压信号，PT100为四线制接法，消除了引线电阻引起的测量误差；多路信号选择模块2主要由74HC4051和74HC4052级联组成，实现对温湿度传感器的通道的选择；根据中央处理器5的指令，多路信号选择模块2可以实现对温湿度信号通道进行选择连通，实现对多通道数据的测量；信号调理模块3主要实现对温湿度信号进行预处理，为进行数模转换提供合适的条件；数模转换模块4由AD7792组成，实现温湿度信号的数字采样，把模拟信号转换成相应的数字信号并送入到中央处理器5。中央处理器5由MSP430F149组成，负责对多路信号选择模块2进行控制，通过指令完成对温湿度传感器1的选择，负责对电流激励模块7进行控制，选择合适的激励方式及激励电流对温湿度传感器1进行激励。此外中央处理器5还要完成对温湿度的数字量进行处理，计算出相应的温湿度数据并通过通信模块6传给上位机8；电流激励模块7主要由AD7792的基准电流源组成，为温湿度传感器1提供1mA的激烈电流。激励流分别流经PT100电阻和标准电阻，根据电流恒定不变的特性可以推算出铂电阻的测量跟激励电流无关，这样便消除了激励电流偏差带来的测量误差，实现了电阻的高精度采集。看门狗模块9主要由SP706RE组成，实现了对中央处理器5的实时监控，并在中央处理器5异常的情况下实现对其的重新启动。

本实用新型温度、湿度采集说明，中央处理器5对电流激励模块7AD7792进行控制，使其电流输出端输出1mA的电流激励。中央处理器5通过对多路信号选择模块2的控制，选通第一组温湿度传感器，使1mA的电流激励流经铂电阻，通过数模转换模块4AD7792测量铂电阻两端模拟电压并转换成数字电压信号U1。中央处理器5通过改变多路选择模块的控制信号，使1mA电流激励流经标准电阻，通过数模转换模块4AD7792测量标准电阻两端模拟电压并转换成数字电压信号U2。中央处理器5通过改变多路选择模块的控制信号，选择一组温湿度传感器1的温度信号，通过数模转换模块4AD7792测量湿度模拟电压并转换成数字电压信号U3。把测得数据U1、U2、U3送入到中央处理器5单元进行计算。通过U1、U2数据计算出铂电阻R的数值，根据铂电阻R与温度的对应关系计算出实时温度数据。通过U3与湿度的对应关系计算出湿度数据。温湿度数据通过通信模块6发送给上位机8。为了保证数据的精度、每分钟采集12组温湿度数据、去掉最大最小值后的数据平均值为该分钟的温湿度数据。

本实用新型增加看门狗模块9，看门狗模块9主要由SP706RE组成。SP706RE的管脚6、7分别与中央处理器5MSP430F149的59、58管脚相连。系统启动后，中央处理器5MSP430F149的59输出交替的高低电平。如果系统异常，SP706RE的管脚6监测到MSP430F149的59管脚一直输出高电平或者低电平，SP706RE的管脚7则会输出低电平，重启中央处理器5。

本实用新型设计合理，采用四线制测量方法，实现铂电阻的测量跟激励电流无关，消除了激励电流漂移带来的测量误差，保证了测量数据的精度，同时实现了一套系统的多通道测量，降低了数据测量的成本，增加了看门狗电路，有效提高了系统的可靠性。