專利名稱：手持式溫濕度露點(diǎn)測量方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境參數(shù)測量方法與裝置，特別是涉及一種環(huán)境溫濕度露點(diǎn)測量的方法和裝置，可用于多領(lǐng)域?qū)Νh(huán)境溫度、濕度、露點(diǎn)溫度的測量與記錄，并具有語音輸出、數(shù)據(jù)管理和分析的功能。
背景技術(shù)：
關(guān)于溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)測量的儀器目前已經(jīng)有很多種，但是它們在測量精度、功能、設(shè)計(jì)等各個(gè)方面都存在一些問題，給使用造成了限制1.只能對(duì)溫度、濕度等一種或者兩種參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)測量，無法準(zhǔn)確計(jì)算出露點(diǎn)信息，測量精度不高；2.所用傳感器安裝固定，不易更換，一致性差、量程較窄、有效使用壽命短；3.功能單一，只具備簡單的采集顯示功能；4.對(duì)所測量的數(shù)據(jù)沒有報(bào)警、語音提示等功能；5.對(duì)所測量的數(shù)據(jù)沒有存儲(chǔ)功能，或者存儲(chǔ)容量小，只能采集顯示，不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以便研究；6.不能實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)進(jìn)行通訊，沒有配套的上位機(jī)輔助分析軟件，管理數(shù)據(jù)的能力差；7.在電源處理上，電池使用效率比較低，沒能充分延長電池工作時(shí)間，同時(shí)工作測量時(shí)耗電量大，不能及時(shí)關(guān)閉不使用的功能；8.一些功能比較完善、測量多參數(shù)、精度較高環(huán)境參數(shù)測量儀器大都引進(jìn)自外國，價(jià)格昂貴，成本很高，不利于推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種手持式溫濕度露點(diǎn)測量方法及其裝置，能夠高精度地測量所處環(huán)境的溫度、濕度、露點(diǎn)溫度信息，并存儲(chǔ)采集記錄，語音輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、上下限報(bào)警等功能。本發(fā)明可以與計(jì)算機(jī)通訊，內(nèi)嵌符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ModBus協(xié)議，并配有功能較為完善的上位機(jī)輔助分析軟件，管理數(shù)據(jù)能力突出。
手持式溫濕度露點(diǎn)測量裝置，其外觀結(jié)構(gòu)特征由儀器盒1、正面貼膜2、按鍵卡座及按鍵3、RS232接口4、傳感器接口5、充電適配器接口6、螺絲7、電路板8、單片機(jī)9、主控及外圍電路10、液晶模塊及接口11、通訊模塊12、存儲(chǔ)模塊13、時(shí)鐘模塊14、功耗管理模塊15、語音模塊及接口16、JATG口17、紐扣電池18、穩(wěn)壓模塊19、電池充電模塊20、鋰電池及接口21、傳感器盒22、傳感器電路板23、傳感器及接口24、傳感器連線25等共同組成，其中塑料儀器盒1、正面貼膜2、按鍵卡座及按鍵3、RS232接口4、傳感器接口5、充電適配器接口6組成儀器的外觀和外部接口；以單片機(jī)9為主的主控及外圍電路10、液晶模塊及接口11、通訊模塊12、存儲(chǔ)模塊13、時(shí)鐘模塊14、功耗管理模塊15、JATG口17、紐扣電池18、穩(wěn)壓模塊19、電池充電模塊20等直接焊接在主電路板8上，電路板通過安裝孔及螺絲7固定在儀器盒上，語音模塊16和鋰電池及接口21安裝在電路板的背面；傳感器及接口24、傳感器連接線25焊接在傳感器電路板23上，通過連接線和儀器連接，并完成數(shù)據(jù)采集功能(見圖1，圖2)。
手持式溫濕度露點(diǎn)測量裝置的電路板8，其電路結(jié)構(gòu)特征在于由SOC(SystemOn Chip)型微處理器C8051F020、LCD液晶顯示模塊S012864-12CS、MAX3221擴(kuò)展的RS232通訊接口、FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AM29LVC040、時(shí)鐘芯片PCF8556及為時(shí)鐘芯片單獨(dú)供電的鈕扣電池、語音模塊PM50100及喇叭、低壓差穩(wěn)壓芯片TPS7333輸出3.3V電壓，功耗管理芯片TPS2044、充電管理模塊LTC4055等共同組成；傳感器部分電路由集成式溫濕度露點(diǎn)傳感器SHT11和接口電路組成；系統(tǒng)通過智能化電源管理模塊為其它各個(gè)模塊供電并進(jìn)行低功耗管理，單片機(jī)C8051F020及其內(nèi)嵌的系統(tǒng)軟件組成系統(tǒng)的核心單元，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘服務(wù)，按鍵和中文菜單顯示提供人機(jī)交互服務(wù)，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器提供大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，通訊模塊提供與計(jì)算機(jī)的連接和通信服務(wù)，語音模塊提供數(shù)據(jù)播報(bào)和上下限報(bào)警服務(wù)，數(shù)字式的傳感器通過兩線將實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)送入核心單元(見圖3)。
本發(fā)明的有益效果包括如下幾點(diǎn)1.集成式溫濕度露點(diǎn)傳感器，一點(diǎn)式測量，溫度測量精度高達(dá)0.2℃，濕度測量精度高達(dá)3％，；2.存儲(chǔ)容量大，一次可存儲(chǔ)40960條數(shù)據(jù)記錄；3.采樣間隔、存儲(chǔ)間隔可在1秒至24小時(shí)范圍內(nèi)由用戶自由設(shè)定；
4.全中文液晶界面，具有數(shù)據(jù)查詢、翻閱功能；5.具有語音輸出和語音上下限自動(dòng)報(bào)警功能；6.功耗低、鋰電池供電；7.體積小，攜帶方便，低功耗設(shè)計(jì)，鋰電池和電源自由切換供電；8.提供串口或USB接口，與計(jì)算機(jī)通訊采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ModBus協(xié)議，協(xié)議透明，可聯(lián)網(wǎng)使用；9.較為完善的計(jì)算機(jī)分析軟件，提供智能化的數(shù)據(jù)管理服務(wù)。


圖1是本發(fā)明的實(shí)物結(jié)構(gòu)正視示意圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)物結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。
圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式系統(tǒng)選用Silicon laboratories的低功耗SOC型微處理器C8051F020，片內(nèi)有64KFlash程序空間，4K外擴(kuò)的RAM數(shù)據(jù)空間，64路I/O輸入輸出端口，交叉開關(guān)和外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口，2個(gè)全雙工的異步串行接口，8路12位的A/D轉(zhuǎn)換器等豐富的片上資源；Flash型存儲(chǔ)器AM29LVC040具有512KB的存儲(chǔ)容量，擦寫速度快，可擦寫次數(shù)高達(dá)百萬次以上；實(shí)時(shí)時(shí)鐘PCF8563為系統(tǒng)提供了時(shí)間基準(zhǔn)，可以根據(jù)設(shè)置的采樣間隔和存儲(chǔ)間隔來采集數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)也能喚醒單片機(jī)進(jìn)行自動(dòng)采集；由MAX3221擴(kuò)展的RS232通訊接口用于轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)串口的電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通訊；人機(jī)交互通過128×64圖形點(diǎn)陣的液晶模塊S012864-12CS和3個(gè)普通按鍵來實(shí)現(xiàn)，由軟件中內(nèi)嵌的所見即所得的中文菜單來提供服務(wù)；語音服務(wù)由存儲(chǔ)型語音芯片PM50100及8歐姆喇叭組成，提供語音輸出和報(bào)警功能；電源管理采用低壓差穩(wěn)壓芯片TPS7333輸出3.3V供系統(tǒng)工作，由TPS2044進(jìn)行功耗管理，由AS1117和LTC4055組成的電池充電管理模塊來實(shí)現(xiàn)鋰電池的充電自動(dòng)管理。
采用3.6V/600mAh的鋰電池為系統(tǒng)供電，通過低壓差穩(wěn)壓芯片TPS7333和按鍵開關(guān)開啟主控電路和各個(gè)模塊的電源，單片機(jī)復(fù)位后，點(diǎn)亮液晶，并將當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間、采集得到的傳感器數(shù)據(jù)、記錄條數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)顯示出來，同時(shí)可以打開語音開關(guān)通過語音方式播報(bào)采集值，用戶根據(jù)需要可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置可以通過儀器面板的3個(gè)按鍵和液晶中文菜單來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)記錄，可以查詢、翻閱和刪除。
采用RS232接口連接計(jì)算機(jī)，通過內(nèi)嵌的符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ModBus協(xié)議使得下位機(jī)和上位機(jī)的通信透明、可靠，配套專用的上位機(jī)輔助分析軟件可以快速讀取和設(shè)定下位機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)、讀取實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)記錄，并對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和分析。
權(quán)利要求
1.手持式溫濕度露點(diǎn)測量裝置，其外觀結(jié)構(gòu)特征由儀器盒(1)、正面貼膜(2)、按鍵卡座及按鍵(3)、RS232接口(4)、傳感器接口(5)、充電適配器接口(6)、螺絲(7)、電路板(8)、單片機(jī)(9)、主控及外圍電路(10)、液晶模塊及接口(11)、通訊模塊(12)、存儲(chǔ)模塊(13)、時(shí)鐘模塊(14)、功耗管理模塊(15)、語音模塊及接口(16)、JATG口(17)、紐扣電池(18)、穩(wěn)壓模塊(19)、電池充電模塊(20)、鋰電池及接口(21)、傳感器盒(22)、傳感器電路板(23)、傳感器及接口(24)、傳感器連線(25)等共同組成，其中塑料儀器盒(1)、正面貼膜(2)、按鍵卡座及按鍵(3)、RS232接口(4)、傳感器接口(5)、充電適配器接口(6)組成儀器的外觀和外部接口；以單片機(jī)(9)為主的主控及外圍電路(10)、液晶模塊及接口(11)、通訊模塊(12)、存儲(chǔ)模塊(13)、時(shí)鐘模塊(14)、功耗管理模塊(15)、JATG口(17)、紐扣電池(18)、穩(wěn)壓模塊(19)、電池充電模塊(20)等直接焊接在主電路板(8)上，電路板通過安裝孔及螺絲(7)固定在儀器盒上，語音模塊(16)和鋰電池及接口(21)安裝在電路板的背面；傳感器及接口(24)、傳感器連接線(25)焊接在傳感器電路板(23)上，通過連接線和儀器連接，并完成數(shù)據(jù)采集功能。
2.如權(quán)利要求1所述手持式溫濕度露點(diǎn)測量裝置的電路板(8)，其電路結(jié)構(gòu)特征在于由SOC(System On Chip)型微處理器C8051F020、LCD液晶顯示模塊SO12864-12CS、MAX3221擴(kuò)展的RS232通訊接口、FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AM29LVC040、時(shí)鐘芯片PCF8556及為時(shí)鐘芯片單獨(dú)供電的鈕扣電池、語音模塊PM50100及喇叭、低壓差穩(wěn)壓芯片TPS7333輸出3.3V電壓，功耗管理芯片TPS2044、充電管理模塊LTC4055等共同組成；傳感器部分電路由集成式溫濕度露點(diǎn)傳感器SHT11和接口電路組成；系統(tǒng)通過智能化電源管理模塊為其它各個(gè)模塊供電并進(jìn)行低功耗管理，單片機(jī)C8051F020及其內(nèi)嵌的系統(tǒng)軟件組成系統(tǒng)的核心單元，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘服務(wù)，按鍵和中文菜單顯示提供人機(jī)交互服務(wù)，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器提供大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，通訊模塊提供與計(jì)算機(jī)的連接和通信服務(wù)，語音模塊提供數(shù)據(jù)播報(bào)和上下限報(bào)警服務(wù)，數(shù)字式的傳感器通過兩線將實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)送入核心單元。
全文摘要
本發(fā)明提供的溫濕度露點(diǎn)測量裝置，其外觀結(jié)構(gòu)特征由儀器盒(1)、正面貼膜(2)、按鍵卡座及按鍵(3)、RS232接口(4)、傳感器接口(5)、充電適配器接口(6)、螺絲(7)、電路板(8)、單片機(jī)(9)、主控及外圍電路(10)、液晶模塊及接口(11)、通訊模塊(12)、存儲(chǔ)模塊(13)、時(shí)鐘模塊(14)、功耗管理模塊(15)、語音模塊及接口(16)、JATG口(17)、紐扣電池(18)、穩(wěn)壓模塊(19)、電池充電模塊(20)、鋰電池及接口(21)、傳感器盒(22)、傳感器電路板(23)、傳感器及接口(24)、傳感器連線(25)等共同組成，對(duì)環(huán)境溫濕露點(diǎn)進(jìn)行測量和記錄，并語音輸出。
文檔編號(hào)G01D7/12GK101067563SQ20071012318
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日
發(fā)明者王成, 喬曉軍, 趙春江, 徐志龍, 張?jiān)弃Q, 張馨, 侯瑞鋒, 王麗麗 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心