專利名稱：分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種溫度和濕度監(jiān)測裝置，具體來說為ー種分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置。
技術(shù)背景溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)越來越廣泛的應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中，例如倉庫、食品、醫(yī)藥、圖書館、檔案館、農(nóng)業(yè)大棚、建筑エ地等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的溫濕度監(jiān)測方法主要有兩種ー是利用手持式儀器進行人エ監(jiān)測，該方法存在工作量大、效率低等缺點；ニ是采用多點有線傳輸儀器進行監(jiān)測，必須在采集現(xiàn)場鋪設(shè)大量的線纜用于傳感器供電、信號傳輸以及數(shù)據(jù)采集。信號線，控制線，電源線混雜在一起，系統(tǒng)運行吋，容易受到傳輸距離、電磁干擾等因素的影響，而且具有系統(tǒng)擴展能力差、代價 過聞等缺點。隨著無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了新興的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改變了以往的數(shù)據(jù)傳輸方式，采集點與監(jiān)測設(shè)備之間不需要電氣連接，而且抗干擾能力強，有效地降低了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是ー種全新的信息獲取平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測對象的信息，并且具有低功耗、低成本、分布式和自組織等特點，帶來了信息感知的ー場變革。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)監(jiān)測具有以下特點(I)環(huán)境惡劣或遠距離情況下信息的采集和傳送，保證系統(tǒng)安全可靠。(2)系統(tǒng)實施、運行費用要低，無需鋪設(shè)大量電纜，支持臨時性安裝，十分易于擴展和更新。(3)具有數(shù)據(jù)存儲和歸檔能力，能夠使大量的傳感數(shù)據(jù)存儲到后臺或遠程數(shù)據(jù)庫，井能夠進行離線的數(shù)據(jù)挖掘，數(shù)據(jù)分析也是系統(tǒng)實現(xiàn)中非常重要的ー個方面。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供ー種分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置，其能夠通過無線方式自動的監(jiān)測環(huán)境中多個分布測量點的溫度和濕度。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案ー種分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置，該裝置由多個從機和ー個主機組成，從機的數(shù)量可以根據(jù)實際需要確定。從機對被測點進行溫度和濕度數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機。數(shù)據(jù)經(jīng)主機處理，若被測點溫度或濕度超過預(yù)設(shè)范圍，則語音報警并亮起相應(yīng)的報警燈，同時主機采用液晶屏顯示所有從機采集到的溫度和濕度數(shù)據(jù)。從機和主之間是無線雙向通信。所述的主機和從機包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、顯示模塊、報警模塊、電源模塊六部分。數(shù)據(jù)采集模塊主要由數(shù)字式溫度和濕度傳感器構(gòu)成，用來測量溫度和濕度數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊主要由微處理器組成，微處理器用來對傳感器感測到的數(shù)據(jù)進行處理，計算；數(shù)據(jù)傳輸模塊主要由無線收發(fā)芯片組成，用來接收和發(fā)射信息；顯示模塊顯示通過從機測量的測量點的溫度和濕度數(shù)據(jù)；報警模塊用于監(jiān)測測量點的溫度或濕度是否超過預(yù)設(shè)范圍；電源模塊用于給主機和從機的裝置提供直流電源。本實用新型的有益效果是本實用新型可以對環(huán)境多個分布點的溫度和濕度進行監(jiān)測，其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，具有小型化、可視性好等特點，同時采用無線方式，無需饋線連接，主機和從機可以隨時移動，可擴展性好。

圖I為本實用新型所述分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實用新型所述監(jiān)測裝置中從機的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本實用新型所述無線模塊和微處理器的連接電路。圖4為本實用新型所述溫度和濕度傳感器和微處理器的連接電路。圖5為本實用新型所述顯示模塊、按鍵和微處理器的連接電路。圖6為本實用新型所述報警模塊和微處理器的連接電路。圖7為本實用新型所述系統(tǒng)主程序流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進ー步說明。本實施例僅僅是對本實用新型實施方式的描述，并不對本實用新型的范圍有任何限制。本實用新型所述的分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)框圖如圖I所示微處理器采用AT89C52，顯示模塊采用液晶顯示屏IXD12864，無線發(fā)送接收模塊采用模塊PTR2000。主機通過與從機的無線通訊將各個分布測量點的溫度和濕度進行有效的監(jiān)測。本實用新型所述的監(jiān)測裝置中從機的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示微處理器采用AT89C52，溫度和濕度傳感器采用SHTlI，無線模塊采用模塊PTR2000。所述的無線發(fā)送接收模塊PTR2000與微處理器的連接非常方便，連接電路如圖3所示。PTR2000具有接收發(fā)射合一、工作電壓低、功耗小、抗干擾能力強等特點。理想狀態(tài)下的通訊距離為200米左右，可與單片機的I/O ロ直接連接，電路簡潔，通訊可靠。單片機的RXD和TXD引腳與PTR2000模塊的DO和Dl引腳直接相連，實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳輸。PTR2000的模式控制引腳與單片機的控制引腳相連，其中CS接電源線，即接高電平CS = LPTR2000選擇工作頻道2即在434. 33MHz頻段進行數(shù)傳。TXEN、PWR兩引腳分別與單片機Pl. O、Pl. I引腳直接相連，當系統(tǒng)工作吋，由單片機中運行的控制程序?qū)崟r控制其工作模式(接收狀態(tài)、發(fā)射狀態(tài)以及待機微功耗狀態(tài))。主機和從機之間進行無線數(shù)據(jù)傳輸吋，發(fā)送端的PTR2000模塊將單片機的待傳數(shù)據(jù)調(diào)制成射頻信號，再發(fā)送到接收端的PTR2000模塊；接收端的PTR2000模塊接收射頻信號，并將它調(diào)制成TTL信號送至單片機。所述的溫濕度傳感器采用一體化數(shù)字溫度和濕度傳感器SHT11，連接電路如圖4所示。SHTll包括ー個電容性聚合體測濕敏感元件、一個用能隙材料制成的測溫元件，并在同一芯片上，一個運算放大器，與14位的A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接ロ電路實現(xiàn)無縫連接。連接中在電源引腳之間加ー個去耦電容，用來去耦濾波。DATA數(shù)據(jù)線外接上拉電阻，一般取C4=IOOnF, R2 = IOK0其中DATA引腳與單片機P3. 6引腳直接相連，SCK引腳與單片機P3. 5引腳直接相連。DATA用于讀取傳感器數(shù)據(jù)，傳給單片機，而SCK用于單片機與SHTll之間的通訊同歩。在程序中通過進行線性補償?shù)玫骄_的溫度和濕度數(shù)據(jù)。所述的顯示設(shè)備,本實施例是128X64點陣的漢字圖形型液晶顯示器,如圖5所示。IXD12864模塊功率消耗小，顯示質(zhì)量高。系統(tǒng)顯示模塊各引腳連接如下所述VCC、GND分別接5V電源和地。VO通過ー個可變電阻器與連接5V電源連接，功能為對比度(亮度)調(diào)整。RS與單片機27腳連接，功能為當RS =“H”，表示DB7-DB0為顯示數(shù)據(jù)，當RS =“L”，表示DB7-DB0為顯示指令數(shù)據(jù)。WR與單片機26腳連接，E與單片機28腳連接，功能為當WR = “H”，E = “H”，數(shù)據(jù)被讀到 DB7-DB0, WR = “L”，E = “H — L”，DB7-DB0 的數(shù)據(jù)被寫到IR(指令暫存器)或DR(數(shù)據(jù)暫存器)。PSB與單片機25引腳連接，且PSB = H，即模塊采用8位并ロ方式進行通信。NC為空腳不接。RST和單片機17腳連接，功能為復(fù)位端，低電平有效。VEE為LCD驅(qū)動電壓輸出端，本模塊僅用來顯示數(shù)據(jù)進行人機對話，不許用LCD驅(qū)動其它器件工作，故此腳懸空。A+, K-為IXD背光源正端和負端，分別接5V電源和地。本監(jiān) 測裝置數(shù)據(jù)信息具有實時性，所以在數(shù)據(jù)顯示上采用刷屏的方式，即當有信息正確接收后就刷屏更新顯示。在對于LCD12864的使用過程中，首先要由單片機控制LCD進行初始化工作。操作按鍵直接從單片機的Pl ロ輸入。Kl鍵是溫濕度報警值的設(shè)置鍵，K2為具體的對象選擇鍵，K3、K4用來調(diào)整溫濕度報警值的大小，K5是返回鍵。通過顯示屏可以及時反映系統(tǒng)運行的狀態(tài)，通過鍵盤可以進行人エ設(shè)置，鍵盤和液晶顯示使得人機交互更方便靈活。所述的報警模塊與微處理器的連接電路如圖6所示。報警電路包括聲音報警和燈光報警兩部分，采用了有源蜂鳴器和發(fā)光二極管。一旦被監(jiān)測點溫度或濕度過低或者過高，超出了預(yù)設(shè)范圍，蜂鳴器就會鳴響，提醒工作人員采取措施，同時，相應(yīng)的指示燈也會變亮。指示燈有五個，對應(yīng)五種狀態(tài)，以協(xié)助工作人員迅速判斷問題所在。指示燈Dl亮表示正常狀態(tài)，D2亮表示超高溫警報，D3亮表示超低溫警報，D4亮表示超高濕警報，D5亮表示超低濕警報。系統(tǒng)程序設(shè)計包括溫濕度數(shù)據(jù)采集部分、無線數(shù)據(jù)發(fā)送部分、無線數(shù)據(jù)接收部分和接收結(jié)果處理顯示部分以及軟件校驗。整個程序采用C語言編寫，并且采用模塊化程序設(shè)計，可讀性強，主程序流程圖如圖7所示。以上所述的實施例，所涉及的數(shù)據(jù)和計算方法僅作為示意性說明，舉凡依本實用新型申請專利范圍所做的等同設(shè)計，均應(yīng)為本實用新型的技術(shù)所涵蓋。
權(quán)利要求1.分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置，其特征在于該裝置由多個從機和ー個主機組成，從機的數(shù)量可以根據(jù)實際需要確定，從機對被測點進行溫度和濕度數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機，數(shù)據(jù)經(jīng)主機處理，若被測點溫度或濕度超過預(yù)設(shè)范圍，則語音報警并亮起相應(yīng)的報警燈，同時主機采用液晶屏顯示所有從機采集到的溫度和濕度數(shù)據(jù)，從機和主之間是無線雙向通信，所述的主機和從機包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、顯示模塊、報警模塊、電源模塊六部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式環(huán)境溫度 和濕度監(jiān)測裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集模塊為一體化數(shù)字溫度和濕度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊由無線收發(fā)芯片組成，用來接收和發(fā)射信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置，其特征在于所述的顯示模塊為液晶顯示屏。
專利摘要本實用新型涉及一種環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置，其特征在于該裝置由多個從機和一個主機組成，從機對被測點進行溫度和濕度數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機。數(shù)據(jù)經(jīng)主機處理，若被測點溫度或濕度超過預(yù)設(shè)范圍，則語音報警并亮起相應(yīng)的報警燈，同時主機采用液晶屏顯示所有從機采集到的溫度和濕度數(shù)據(jù)。從機和主之間是無線雙向通信。所述的主機和從機包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、顯示模塊、報警模塊、電源模塊六部分。本實用新型所述的分布式環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，具有小型化、可視性好等特點，同時采用無線方式，無需饋線連接，主機和從機可以隨時移動，可擴展性好。
文檔編號G08C17/02GK202485718SQ20122005066
公開日2012年10月10日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者盧超 申請人:陜西理工學院