专利名称：分布式环境温度和湿度监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种温度和湿度监测装置，具体来说为ー种分布式环境温度和湿度监测装置。
技术背景温湿度监测系统越来越广泛的应用于人们的生产和生活中，例如仓库、食品、医药、图书馆、档案馆、农业大棚、建筑エ地等领域。传统的温湿度监测方法主要有两种ー是利用手持式仪器进行人エ监测，该方法存在工作量大、效率低等缺点；ニ是采用多点有线传输仪器进行监测，必须在采集现场铺设大量的线缆用于传感器供电、信号传输以及数据采集。信号线，控制线，电源线混杂在一起，系统运行吋，容易受到传输距离、电磁干扰等因素的影响，而且具有系统扩展能力差、代价 过闻等缺点。随着无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，出现了新兴的无线传感器网络技术，改变了以往的数据传输方式，采集点与监测设备之间不需要电气连接，而且抗干扰能力强，有效地降低了成本，提高了系统的可靠性。无线传感器网络是ー种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并且具有低功耗、低成本、分布式和自组织等特点，带来了信息感知的ー场变革。利用无线传感器网络实现监测具有以下特点(I)环境恶劣或远距离情况下信息的采集和传送，保证系统安全可靠。(2)系统实施、运行费用要低，无需铺设大量电缆，支持临时性安装，十分易于扩展和更新。(3)具有数据存储和归档能力，能够使大量的传感数据存储到后台或远程数据库，井能够进行离线的数据挖掘，数据分析也是系统实现中非常重要的ー个方面。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供ー种分布式环境温度和湿度监测装置，其能够通过无线方式自动的监测环境中多个分布測量点的温度和湿度。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案ー种分布式环境温度和湿度监测装置，该装置由多个从机和ー个主机组成，从机的数量可以根据实际需要确定。从机对被测点进行温度和湿度数据采集，并将数据发送给主机。数据经主机处理，若被测点温度或湿度超过预设范围，则语音报警并亮起相应的报警灯，同时主机采用液晶屏显示所有从机采集到的温度和湿度数据。从机和主之间是无线双向通信。所述的主机和从机包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块、显示模块、报警模块、电源模块六部分。数据采集模块主要由数字式温度和湿度传感器构成，用来測量温度和湿度数据；数据处理模块主要由微处理器组成，微处理器用来对传感器感测到的数据进行处理，计算；数据传输模块主要由无线收发芯片组成，用来接收和发射信息；显示模块显示通过从机测量的測量点的温度和湿度数据；报警模块用于监测测量点的温度或湿度是否超过预设范围；电源模块用于给主机和从机的装置提供直流电源。本实用新型的有益效果是本实用新型可以对环境多个分布点的温度和湿度进行监测，其结构简单、使用方便，具有小型化、可视性好等特点，同时采用无线方式，无需馈线连接，主机和从机可以随时移动，可扩展性好。
图I为本实用新型所述分布式环境温度和湿度监测装置的结构框图。图2为本实用新型所述监测装置中从机的结构框图。图3为本实用新型所述无线模块和微处理器的连接电路。图4为本实用新型所述温度和湿度传感器和微处理器的连接电路。图5为本实用新型所述显示模块、按键和微处理器的连接电路。图6为本实用新型所述报警模块和微处理器的连接电路。图7为本实用新型所述系统主程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进ー步说明。本实施例仅仅是对本实用新型实施方式的描述，并不对本实用新型的范围有任何限制。本实用新型所述的分布式环境温度和湿度监测装置的结构框图如图I所示微处理器采用AT89C52，显示模块采用液晶显示屏IXD12864，无线发送接收模块采用模块PTR2000。主机通过与从机的无线通讯将各个分布測量点的温度和湿度进行有效的监測。本实用新型所述的监测装置中从机的结构框图如图2所示微处理器采用AT89C52，温度和湿度传感器采用SHTlI，无线模块采用模块PTR2000。所述的无线发送接收模块PTR2000与微处理器的连接非常方便，连接电路如图3所示。PTR2000具有接收发射合一、工作电压低、功耗小、抗干扰能力强等特点。理想状态下的通讯距离为200米左右，可与单片机的I/O ロ直接连接，电路简洁，通讯可靠。单片机的RXD和TXD引脚与PTR2000模块的DO和Dl引脚直接相连，实现串行数据传输。PTR2000的模式控制引脚与单片机的控制引脚相连，其中CS接电源线，即接高电平CS = LPTR2000选择工作频道2即在434. 33MHz频段进行数传。TXEN、PWR两引脚分别与单片机Pl. O、Pl. I引脚直接相连，当系统工作吋，由单片机中运行的控制程序实时控制其工作模式(接收状态、发射状态以及待机微功耗状态)。主机和从机之间进行无线数据传输吋，发送端的PTR2000模块将单片机的待传数据调制成射频信号，再发送到接收端的PTR2000模块；接收端的PTR2000模块接收射频信号，并将它调制成TTL信号送至单片机。所述的温湿度传感器采用一体化数字温度和湿度传感器SHT11，连接电路如图4所示。SHTll包括ー个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，一个运算放大器，与14位的A/D转换器以及串行接ロ电路实现无缝连接。连接中在电源引脚之间加ー个去耦电容，用来去耦滤波。DATA数据线外接上拉电阻，一般取C4=IOOnF, R2 = IOK0其中DATA引脚与单片机P3. 6引脚直接相连，SCK引脚与单片机P3. 5引脚直接相连。DATA用于读取传感器数据，传给单片机，而SCK用于单片机与SHTll之间的通讯同歩。在程序中通过进行线性补偿得到精确的温度和湿度数据。所述的显示设备,本实施例是128X64点阵的汉字图形型液晶显示器,如图5所示。IXD12864模块功率消耗小，显示质量高。系统显示模块各引脚连接如下所述VCC、GND分别接5V电源和地。VO通过ー个可变电阻器与连接5V电源连接，功能为对比度(亮度)调整。RS与单片机27脚连接，功能为当RS =“H”，表示DB7-DB0为显示数据，当RS =“L”，表示DB7-DB0为显示指令数据。WR与单片机26脚连接，E与单片机28脚连接，功能为当WR = “H”，E = “H”，数据被读到 DB7-DB0, WR = “L”，E = “H — L”，DB7-DB0 的数据被写到IR(指令暂存器)或DR(数据暂存器)。PSB与单片机25引脚连接，且PSB = H，即模块采用8位并ロ方式进行通信。NC为空脚不接。RST和单片机17脚连接，功能为复位端，低电平有效。VEE为LCD驱动电压输出端，本模块仅用来显示数据进行人机对话，不许用LCD驱动其它器件工作，故此脚悬空。A+, K-为IXD背光源正端和负端，分别接5V电源和地。本监 测装置数据信息具有实时性，所以在数据显示上采用刷屏的方式，即当有信息正确接收后就刷屏更新显示。在对于LCD12864的使用过程中，首先要由单片机控制LCD进行初始化工作。操作按键直接从单片机的Pl ロ输入。Kl键是温湿度报警值的设置键，K2为具体的对象选择键，K3、K4用来调整温湿度报警值的大小，K5是返回键。通过显示屏可以及时反映系统运行的状态，通过键盘可以进行人エ设置，键盘和液晶显示使得人机交互更方便灵活。所述的报警模块与微处理器的连接电路如图6所示。报警电路包括声音报警和灯光报警两部分，采用了有源蜂鸣器和发光二极管。一旦被监测点温度或湿度过低或者过高，超出了预设范围，蜂鸣器就会鸣响，提醒工作人员采取措施，同时，相应的指示灯也会变亮。指示灯有五个，对应五种状态，以协助工作人员迅速判断问题所在。指示灯Dl亮表示正常状态，D2亮表示超高温警报，D3亮表示超低温警报，D4亮表示超高湿警报，D5亮表示超低湿警报。系统程序设计包括温湿度数据采集部分、无线数据发送部分、无线数据接收部分和接收结果处理显示部分以及软件校验。整个程序采用C语言编写，并且采用模块化程序设计，可读性强，主程序流程图如图7所示。以上所述的实施例，所涉及的数据和计算方法仅作为示意性说明，举凡依本实用新型申请专利范围所做的等同设计，均应为本实用新型的技术所涵盖。
权利要求1.分布式环境温度和湿度监测装置，其特征在于该装置由多个从机和ー个主机组成，从机的数量可以根据实际需要确定，从机对被测点进行温度和湿度数据采集，并将数据发送给主机，数据经主机处理，若被测点温度或湿度超过预设范围，则语音报警并亮起相应的报警灯，同时主机采用液晶屏显示所有从机采集到的温度和湿度数据，从机和主之间是无线双向通信，所述的主机和从机包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块、显示模块、报警模块、电源模块六部分。
2.根据权利要求I所述的分布式环境温度 和湿度监测装置，其特征在于所述的数据采集模块为一体化数字温度和湿度传感器。
3.根据权利要求I所述的分布式环境温度和湿度监测装置，其特征在于所述的数据传输模块由无线收发芯片组成，用来接收和发射信息。
4.根据权利要求I所述的分布式环境温度和湿度监测装置，其特征在于所述的显示模块为液晶显示屏。
专利摘要本实用新型涉及一种环境温度和湿度监测装置，其特征在于该装置由多个从机和一个主机组成，从机对被测点进行温度和湿度数据采集，并将数据发送给主机。数据经主机处理，若被测点温度或湿度超过预设范围，则语音报警并亮起相应的报警灯，同时主机采用液晶屏显示所有从机采集到的温度和湿度数据。从机和主之间是无线双向通信。所述的主机和从机包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块、显示模块、报警模块、电源模块六部分。本实用新型所述的分布式环境温度和湿度监测装置，其结构简单、使用方便，具有小型化、可视性好等特点，同时采用无线方式，无需馈线连接，主机和从机可以随时移动，可扩展性好。
文档编号G08C17/02GK202485718SQ20122005066
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者卢超 申请人:陕西理工学院