一種基于電容傳感的無線感知傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實現(xiàn)一種基于電容的無線感知傳感器。利用RC振蕩原理，把傳感器電容值轉(zhuǎn)換為頻率信號，然后通過STM8單片機測量頻率，得到相應(yīng)的濕度值。利用負溫度系統(tǒng)的熱敏電阻測量溫度。測量過程中，通過溫度數(shù)據(jù)對濕度進行軟件補償，提高濕度測量的精度和穩(wěn)定度。測量數(shù)據(jù)通過NRF24L01按一定的通信協(xié)議發(fā)送出去，實現(xiàn)短距離對溫濕度等數(shù)據(jù)的獲取，具有十分廣闊應(yīng)用前景。
【專利說明】一種基于電容傳感的無線感知傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及領(lǐng)域?qū)儆陔娮有畔?，具體的說涉及一種基于電容傳感的無線感知傳感器。
技術(shù)背景
[0002]物聯(lián)網(wǎng)的核心是感知，不是網(wǎng)絡(luò)，因此研究和開發(fā)新型低功耗的無線感知傳感器，在物聯(lián)網(wǎng)整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展中是非常重要的一個環(huán)節(jié)。無線傳感器綜合了微電子技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、無線通信技術(shù)等各種先進技術(shù)，能夠協(xié)同地實時監(jiān)測、感知和采集覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，處理后的信息通過無線方式發(fā)送，并可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送給觀察者。
[0003]無線傳感器的應(yīng)用前景十分廣闊，在軍事、工農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測，醫(yī)療護理、搶險救災、危險區(qū)域遠程控制以及智能家居等領(lǐng)域都有潛在的使用價值，已經(jīng)引起了許多國家學術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。本文基于2.4GHz無線通信技術(shù)和低功耗單片機控制技術(shù)，設(shè)計一種具有感知能力、計算能力和通信能力的新型無線信息感知傳感器，用來監(jiān)測工礦現(xiàn)場的溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)，主要包括溫度采集、濕度采集和無線傳輸三個模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實現(xiàn)一種基于電容的無線感知傳感器。利用RC振蕩原理，把傳感器電容值轉(zhuǎn)換為頻率信號，然后通過STM8單片機測量頻率，得到相應(yīng)的濕度值。利用負溫度系統(tǒng)的熱敏電阻測量溫度。測量過程中，通過溫度數(shù)據(jù)對濕度進行軟件補償，提高濕度測量的精度和穩(wěn)定度。測量數(shù)據(jù)通過NRF24L01按一定的通信協(xié)議發(fā)送出去，實現(xiàn)短距離對溫濕度等數(shù)據(jù)的獲取。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是本發(fā)明原理圖【具體實施方式】
[0006]系統(tǒng)結(jié)構(gòu):電路通過溫濕度傳感器來測量環(huán)境溫濕度，利用RC振蕩原理，把傳感器電容值轉(zhuǎn)換為頻率信號，然后通過STM8單片機來測量頻率，得到相應(yīng)的濕度值。利用負溫度系統(tǒng)的熱敏電阻測量溫度，通過NRF24L01將數(shù)據(jù)按一定的通信協(xié)議發(fā)送出去。
[0007]溫濕度檢測電路:利用傳感器電容值隨濕度單調(diào)變化的性質(zhì)，把傳感器接入基于施密特觸發(fā)器的松弛振蕩器，就可以把電容值的變化轉(zhuǎn)化為頻率的變化。濕度傳感器RC振蕩電路由于濕度傳感器的電容值與溫度有關(guān)，因此需要根據(jù)溫度的變化對濕度測量值進行校正。為了能快速采集到溫度的變化，溫度檢測電路直接采用電阻分壓方式。溫度變化引起電阻值發(fā)生變化，經(jīng)分壓后STM8采樣得出溫度值。根據(jù)溫度與濕度傳感器之間的關(guān)系對濕度進行補償，提高濕度測量的精度。[0008]無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊:基于2.4GHz技術(shù)的NRF24L01，采用內(nèi)置頻率發(fā)生器、蘇州、晶振電路，通過通用的SPI總線接口實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字化方法，其傳輸數(shù)據(jù)最高可達2Mbps。由于濕度和濕度均為緩變信號，因此每秒僅發(fā)送2次溫濕度值。利用STM8的低功耗特性，在不發(fā)送的過程中，讓NRF24L01處于掉電狀態(tài)，僅在需要發(fā)送時才激活，可減少傳感器的整體功耗。
[0009]軟件設(shè)計:系統(tǒng)上電后，先對NRF24L01進行初始化，設(shè)置好相關(guān)寄存器，然后進入低功耗模式中。STM8進行溫度測量、濕度測量。測量完成后通過NRF24L01將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。發(fā)送完成后，系統(tǒng)進入低功耗模式并啟動時間定時器，定時結(jié)束后，系統(tǒng)開始進行下一次測量。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電容傳感的無線感知傳感器利用Re振蕩原理，把傳感器電容值轉(zhuǎn)換為頻率信號，然后通過STM8單片機測量頻率，得到相應(yīng)的濕度值。利用負溫度系統(tǒng)的熱敏電阻測量溫度。測量過程中，通過溫度數(shù)據(jù)對濕度進行軟件補償，提高濕度測量的精度和穩(wěn)定度。測量數(shù)據(jù)通過NRF24L01按一定的通信協(xié)議發(fā)送出去，實現(xiàn)短距離對溫濕度等數(shù)據(jù)的獲取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電容傳感的無線感知傳感器，其特征在于:利用傳感器電容值隨濕度單調(diào)變化的性質(zhì)，把傳感器接入基于施密特觸發(fā)器的松弛振蕩器，就可以把電容值的變化轉(zhuǎn)化為頻率的變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電容傳感的無線感知傳感器，其特征在于:基于2.4GHz技術(shù)的NRF24L01，采用內(nèi)置頻率發(fā)生器、蘇州、晶振電路，通過通用的SPI總線接口實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字化方法，其傳輸數(shù)據(jù)最高可達2Mbps。
【文檔編號】G01N27/22GK103454317SQ201310419516
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】蘆秋月 申請人:天津云游四?？萍及l(fā)展有限公司