一种基于ARM的矿用温湿度监测系统的制作方法

本发明涉及一种监测系统，尤其是基于arm的矿用温湿度监测系统。

背景技术：

为了保障煤矿的安全生产作业防止煤矿灾害发生，实时监测矿井内的温度和湿度环境参数对工人健康和劳动生产率有着直接的影响。矿井温度监测主要用于检测现行采区和采空区中的煤炭自燃过程的发展情况，以及检测棚顶空洞和准备巷道支护空间中的温度，另外还能检测松散煤堆和煤柱中的空气、水和围岩温度的变化动态。矿井内湿度的大小直接影响水分蒸发的快慢，采煤工作面的实际相对湿度都在90%以上，而人体最适宜的相对湿度一般为50%～60%。因此，需要对矿井温度和湿度进行实时监测。

利用矿井温湿度监测系统，矿井工作人员可以实时预判安全隐患所处的区域，并对井下的温湿度情况进行监测与报警，该系统的应用不仅能够监测和记录井下各种巷道、工作现场等的温湿度情况，而且根据温湿度设置及时发现安全隐患和事故并进行报警，也能够完成历史数据回查，为分析事故原因提供相关资料。

技术实现要素：

本发明提供一种基于arm的矿用温湿度监测系统，对实现矿井安全的温湿度监测工作有重要意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

矿用温湿度监测系统主要包括两个部分，分别是系统硬件设计和软件设计。系统的硬件设计主要包括温度传感器信号、湿度传感器信号的检测，放大电路，液晶显示屏的显示，报警电路等。本系统采用低功耗、高度集成的基于aｒm7tdmi核的s3c44b0x微处理器。微处理器s3c44b0x是由samsung生产的方形160管脚的嵌入式微控制器；硬件电路平台的核心芯片为微处理器，选用aｒm7tdmi的s3c44b0x嵌入式微处理器。嵌入式微处理器具有32位以上，除内部集成rom/ram总线、总线逻辑等必要功能和外设之外，还保留嵌入式相关的功能硬件。外部存储器sdrom扩展选用hy57v561620芯片，扩展存储容量为32mb。温度传感器采用热敏电阻，热敏电阻是用半导体材料制成的热敏器件，本系统采用负温度系数热敏电阻(ntc)，即该电阻阻值随温度增加而其阻值降低；本系统中采用高精度运算放大器icl7650。该放大器具有输入偏置电流小、增益高、失调小、共模抑制能力强、漂移低、响应快、性能稳定及价格低廉等特点；湿度测量选用humirelmhs1101湿度传感器，其等效于一个电容，测量湿度的范围为0～100%ｒh，采用湿度/脉宽转换原理。该传感器具有用途广泛，不需校准的完全互换功能，稳定性强，可靠性高，响应时间快速。

对于软件系统的设计，主程序主要完成系统的初始化，调用数据采集和数据转换子程序，完成数据处理并进行比较，以判断是否报警，以及确定是否进行下一个通道数据的采集和处理；中断服务子程序用于完成接收发送数据的通信功能，通过设置前导码、数据长度等来实现数据的接收和发送。

本发明的有益效果是，设计的矿用温湿度监测系统具有携带方便、体积小、重量轻、成本低、实时性强、使用方便等特点。对于矿井温度、湿度的测量，根据实际需要进行扩展，对保证煤矿的安全生产、井下工作人员的身体健康具有重要意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是硬件系统结构总体框图。

图2是湿度传感器电路原理图。

图3是主程序流程图。

图4是中断服务子流程流程图。

具体实施方式

在图1中，该系统的硬件部分主要包括为嵌入式微处理器s3c44b0x、液晶显示电路、键盘输入电路、rom和sdram存储电路、温度传感器电路、湿度传感器电路、rs232电路有线和无线等模块。该系统的工作过程是将温度传感器采集到的温度信号转换为对应的电压信号，经运算放大电路处理后送入微处理器，微处理器对采集的数据进行a/d转换并处理后，将数据存入扩展的存储器中；而对于湿度传感器，将采集到的频率信号进行调理后也送入微处理器，微处理器对采集的数据进行处理后，将数据也存入扩展的存储器。将存储器中的数据通过

通信模块(现场总线或无线模块)送到地面。

在图2中，湿度测量选用humirelmhs1101湿度传感器，其等效于一个电容，测量湿度的范围为0～100%rh，采用湿度/脉宽转换原理。该传感器具有用途广泛，不需校准的完全互换功能，稳定性强，可靠性高，响应时间快速。该测量电路主要由湿度传感器mhs1101，tlc555和精密电阻等组成。

在图3中，在软件系统设计的主程序中，主程序主要完成系统的初始化，调用数据采集和数据转换子程序，完成数据处理并进行比较，以判断是否报警，以及确定是否进行下一个通道数据的采集和处理。

在图4中，中断服务子程序用于完成接收发送数据的通信功能，通过设置前导码、数据长度等来实现数据的接收和发送。

技术特征：

技术总结
一种基于ARM的矿用温湿度监测系统,矿用温湿度监测系统主要包括两个部分，分别是系统硬件设计和软件设计。系统的硬件设计主要包括温度传感器信号、湿度传感器信号的检测，放大电路，液晶显示屏的显示，报警电路等。本系统采用SAMSUNG公司生产的低功耗、高度集成的基于AＲM7TDMI核的S3C44B0X微处理器。硬件电路平台的核心芯片为微处理器，选用SAMSUNG公司AＲM7TDMI的S3C44B0X嵌入式微处理器。外部存储器ROM扩展选用Nor Flash芯片Am29LV160。对于软件系统的设计，主程序主要完成系统的初始化，调用数据采集和数据转换子程序，完成数据处理并进行比较以判断是否报警，以及确定是否进行下一个通道数据的采集和处理。

技术研发人员：张琳
受保护的技术使用者：张琳
技术研发日：2017.10.12
技术公布日：2019.04.19