基于数字电路的温湿度测控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于数字电路的温湿度测控系统，包括SHT11温湿度传感器、微处理器、显示电路、驱动电路、交流固态继电器和加热加湿设备，SHT11温湿度传感器与微处理器的信号输入端相连接，微处理器的显示信号输出端与显示电路相连接，微处理器控制信号输出端通过驱动电路与交流固态继电器相连接，交流固态继电器后端连接有加热加湿设备。本实用新型的基于数字电路的温湿度测控系统，数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点，高集成度、高精度、高可靠性，具有良好的应用前景。
【专利说明】基于数字电路的温湿度测控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及了一种基于数字电路的温湿度测控系统，属于测量检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，温湿度传感器在工农业生产、气象、环保等领域得到越来越广泛的应用，传统的模拟式温湿度传感器，一般不仅要设计信号调理电路，还要经过复杂的校准和标定过程，才能提高测量精度，但是校准和标定的过程，很大程度的影响了温湿度的测量精度，而且模拟电路设计复杂，成本较高，长期使用下，复杂测量误差会随着时间增加，因为模拟电子器件会产生温漂，需要进行校准，工序复杂。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的克服现有技术中的传统的模拟式温湿度传感器，校准和标定的过程复杂，测量精度低，且需要定期校准，才能确保测量精度的问题。本实用新型的基于数字电路的温湿度测控系统，数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点，将CMOS芯片与传感器融合，高集成度、高精度、高可靠性，具有良好的应用前景。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]一种基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:包括SHTll温湿度传感器、微处理器、显示电路、驱动电路、交流固态继电器和加热加湿设备，所述SHTll温湿度传感器与微处理器的信号输入端相连接，所述微处理器的显示信号输出端与显示电路相连接，所述微处理器控制信号输出端通过驱动电路与交流固态继电器相连接，所述交流固态继电器后端连接有加热加湿设备。
[0006]前述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:还包括按键电路、时钟电路、看门狗电路，所述按键电路、时钟电路、看门狗电路分别与微处理器相连接。
[0007]前述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:所述SHTll温湿度传感器包括集成在芯片内部的相对湿度传感器、温度传感器、放大器、控制单元、转换器和二线串行接口，所述相对湿度传感器、温度传感器通过放大器与转换器的输出端相连接，所述控制单元分别与放大器、转换器相连接，所述转换器的输出端与控制单元共同连接到二线串行接口。
[0008]前述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:所述显示电路包括显示驱动芯片和LED显示屏，所述显示驱动芯片与LED显示屏相连接。
[0009]前述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:所述驱动电路为MC1413驱动集成芯片构成。
[0010]前述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:所述交流固态继电器内部设有光电隔尚单兀。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型的基于数字电路的温湿度测控系统，数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点，采用CMOS芯片与传感器融合的SHTll温湿度传感器，高集成度、高精度、高可靠性，运行长期稳定，具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的基于数字电路的温湿度测控系统的系统框图。
[0013]图2是本实用新型的SHTll温湿度传感器的系统框图。
[0014]图3是本实用新型的基于数字电路的温湿度测控系统的电路图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
[0016]如图1所示，一种基于数字电路的温湿度测控系统，包括SHTll温湿度传感器、微处理器、显示电路、驱动电路、交流固态继电器和加热加湿设备，SHTll温湿度传感器与微处理器的信号输入端相连接，微处理器的显示信号输出端与显示电路相连接，微处理器控制信号输出端通过驱动电路与交流固态继电器相连接，交流固态继电器后端连接有加热加湿设备。
[0017]其中，SHTll温湿度传感器，将温、湿度传感器放大器、控制单元、转换器和二线串行接口，全部集成于一芯片内，体积仅与大火柴头相近，使传感器具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、极高的性价比等优点，如图2所示，温度传感器、放大器、控制单元、转换器和二线串行接口，相对湿度传感器、温度传感器通过放大器与转换器的输出端相连接，控制单元分别与放大器、转换器相连接，转换器的输出端与控制单元共同连接到二线串行接口，SHTll温湿度传感器默认的测量温度和相对湿度的分辨率分别为14位、12位，通过控制单元内的状态寄存器可降至12位、8位，湿度测量范围是O?100%RH，对于12位的分辨率为0103%RH，测温范围为_40e?+12318e，对于14位的分辨率为OlOle，每个传感器芯片都在极为精确的湿度室中进行标定，校准系数以程序形式储存在控制单元的OTP内存中，在测量过程中可对相对湿度自动校准，使SHTll温湿度传感器具有100%的互换性，其测量原理是首先利用两只传感器分别产生相对湿度、温度的信号，然后经过放大，，分别送至转换器进行模数转换、校准和纠错，最后通过二线串行接口将相对湿度及温度的数据送至微处理器，再利用微处理器完成非线性补偿和温度补偿。
[0018]本实用新型的基于数字电路的温湿度测控系统还包括按键电路、时钟电路、看门狗电路，所述按键电路、时钟电路、看门狗电路分别与微处理器相连接，按键电路能够设定需要保持的温度和湿度，时钟电路为微处理器提高工作时钟，看门狗电路能够控制本温湿度测控系统在受到外界干扰(如静电干扰或程序抛飞)，系统崩溃时，重新启动本温湿度测控系统，保证本温湿度测控系统的正常运行。
[0019]所述显示电路包括显示驱动芯片和LED显示屏，显示驱动芯片与LED显示屏相连接，显示驱动芯片驱动LED显示屏显示设定的温湿度值及当前的温湿度值。
[0020]所述驱动电路为MC1413驱动集成芯片构成，驱动电路用于控制加热加湿设备进行工作，加热加湿设备包括空调机、风机、吸湿机、加湿机等设备，为了提高驱动电路与设备之间的安全性能，增加了交流固态继电器，交流固态继电器内部设有光电隔离单元，还能有效避免电磁干扰，微处理器检测到温度或湿度值超出预设范围时，输出控制信号通过述驱动电路触发继电器，启动电器工作，加热加湿设备工作。
[0021]如图3所示，为本实用新型的基于数字电路的温湿度测控系统的电路图，微处理器选用价格便宜的AT89C51单片机，看门狗芯片为MAX813L，时钟电路的晶振为12MHz，显示驱动芯片为MAX7219驱动芯片，MAX7219驱动芯片接口采用同步串行外设接口 SPI，编程简单，而且节省AT89C51单片机的I/O 口，LED显示屏选用8位LED显示器，采用SHTll温湿度传感器直接为AT89C51单片机提供输入的温湿度信号，数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换，结构简单，容易实现，成本低廉，具有良好的应用前景。
[0022]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
【权利要求】
1.一种基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:包括SHTll温湿度传感器、微处理器、显示电路、驱动电路、交流固态继电器和加热加湿设备，所述SHTll温湿度传感器与微处理器的信号输入端相连接，所述微处理器的显示信号输出端与显示电路相连接，所述微处理器控制信号输出端通过驱动电路与交流固态继电器相连接，所述交流固态继电器后端连接有加热加湿设备。
2.根据权利要求1所述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:还包括按键电路、时钟电路、看门狗电路，所述按键电路、时钟电路、看门狗电路分别与微处理器相连接。
3.根据权利要求1所述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:所述SHTll温湿度传感器包括集成在芯片内部的相对湿度传感器、温度传感器、放大器、控制单元、转换器和二线串行接口，所述相对湿度传感器、温度传感器通过放大器与转换器的输出端相连接，所述控制单元分别与放大器、转换器相连接，所述转换器的输出端与控制单元共同连接到二线串行接口。
4.根据权利要求1所述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:所述显示电路包括显示驱动芯片和LED显示屏，所述显示驱动芯片与LED显示屏相连接。
5.根据权利要求1所述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:所述驱动电路为MC1413驱动集成芯片构成。
6.根据权利要求1所述的基于数字电路的温湿度测控系统，其特征在于:所述交流固态继电器内部设有光电隔离单元。
【文档编号】G05D27/02GK203520209SQ201320632881
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】张泉 申请人:南京化工职业技术学院