基于MAX6613和IH3605的温湿度监控系统
发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:318
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引言
温、湿度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计、湿度计来采集温度和湿度，通过人工操作加热、加湿、通风和降温设备来控制温湿度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。本文提出了用集成温度传感器max6613和集成湿度传感器ih3605作为检测元件，结合aduc824，构建温湿度监控系统的方法，该系统可以方便地实现温度、湿度的实时控制，无纸记录及语音报警，还可与上位机(pc机)通信，实现温度、湿度的打印、分析等功能。
系统组成及工作原理
温湿度监控系统的硬件原理如图1所示，由单片机系统(含键盘、液晶显示器、数据存储器和通信接口)、集成温度传感器max6613、集成湿度传感器ih3605、实时时钟、语音系统及加热、加湿、通风装置等几部分组成，下面对各组成部分的工作原理、功能进行分析。
● 单片机系统
aduc824是美国ad公司出品的高性能微转换器，它在单个芯片内集成了双路高精度∑-δadc、程控增益放大器pga、8位mcu、8kb闪速/电擦除程序存储器、640b闪速/电擦除数据存储器、256b数据ram以及定时器/计数器等功能部件，指令系统与8051兼容。特别是两个独立的∑-δadc，其主、辅助通道的分辨率分别为24和16位，具有可编程自校正功能。另外，还有一个通用uart串行i/o，一个与i2c兼容的二线串口和spi串口，一个看门狗定时器(wdt)，一个电源监视器(psm)。其性能完全可以满足系统的需求。
键盘用于设定温度、湿度的上、下限报警范围及控制值，设定采样时间间隔，调整系统时间。液晶显示器采用一体化封装的液晶显示模块tc1602a，用于显示温度、湿度的上、下限值，控制值和当前值，模块内的控制驱动器型号为hd44780，可以方便地与aduc824进行接口。
由于系统需要无纸记录温度、湿度值，因此外扩一片容量为4mb的at29c040a flash epprom，在写入过程中无需编程高压和紫外线照射，具有硬件和软件两方面的数据保护，可防止其内容免遭意外改写，使用十分方便。
通信接口电路主要由双路rs232数据收发器max232芯片组成，只需+5v电源供电即可工作。上位机(pc机)通过通信接口调用温度、湿度值，以用于打印或分析。
● 集成温度、湿度传感器
max6613输出电压vout与测量温度t的关系为：vout=v0+s·t,式中，v0为0℃时的输出电压；s为传感器的灵敏度，s=11.23 mv/℃；t为当前测量温度值。
由于aduc824内部具有低通滤波、程控增益控制及a/d转换器，因此，max6613的vout输出可直接接至aduc824的ain1引脚，具体接口电路如图2所示。
ih3605是honeywell公司生产的集成湿度传感器，内部集成了信号调理电路，具有精度高、线性度好、互换性强及输出电压范围大等诸多优点，其独特的多层结构使之能抵抗湿气、尘埃、脏物、油和其他化学物质的侵蚀。
ih3605在当前温度t下实际相对湿度为：rh=1613×(vout-800)/(52730-108t)，vout单位mv，t为当前实际温度值。使用时只需把ih3605的vout接至aduc824的ain2引脚即可。
● 实时时钟
由于系统需要记录测量温度、湿度的实际时间，因此，选用dallas公司生产的日历时钟芯片ds12c887来自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息。
● 语音系统
对于温度、湿度的超限及控制值报警，系统采用语音报警方式。语音报警由isd1400芯片控制，它有20秒的录放时间，语音地址直接由aduc824的口线经74ls373提供。预先录制好的温度、湿度语音，由aduc824判断被测温度、湿度，通过74ls373对其进行任意组合放出，从而实现温度、湿度的报警功能。
● 加热器驱动电路
加热器驱动电路如图3所示，它由光电隔离器和双向晶闸管实现，具有强弱电隔离、寿命长、工作安全可靠等特点。通过aduc824的p3.5控制其是否工作。系统中其他加湿、通风装置的驱动控制，也可通过类似的驱动电路来实现。
系统软件设计
系统监控程序的设计较为简单，采用顺序查询的方式执行主程序。
系统初始化后，每次可以通过键盘设定需要控制的温度、湿度值和它们的上、下限报警范围；设定温度、湿度采样的时间间隔；调整系统时间。对温度、湿度采样后，可根据实际应用场合，选用合适的数字滤波法，进行数据处理，处理后的温度、湿度值一方面送lcd实时显示，同
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引言
温、湿度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计、湿度计来采集温度和湿度，通过人工操作加热、加湿、通风和降温设备来控制温湿度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。本文提出了用集成温度传感器max6613和集成湿度传感器ih3605作为检测元件，结合aduc824，构建温湿度监控系统的方法，该系统可以方便地实现温度、湿度的实时控制，无纸记录及语音报警，还可与上位机(pc机)通信，实现温度、湿度的打印、分析等功能。
系统组成及工作原理
温湿度监控系统的硬件原理如图1所示，由单片机系统(含键盘、液晶显示器、数据存储器和通信接口)、集成温度传感器max6613、集成湿度传感器ih3605、实时时钟、语音系统及加热、加湿、通风装置等几部分组成，下面对各组成部分的工作原理、功能进行分析。
● 单片机系统
aduc824是美国ad公司出品的高性能微转换器，它在单个芯片内集成了双路高精度∑-δadc、程控增益放大器pga、8位mcu、8kb闪速/电擦除程序存储器、640b闪速/电擦除数据存储器、256b数据ram以及定时器/计数器等功能部件，指令系统与8051兼容。特别是两个独立的∑-δadc，其主、辅助通道的分辨率分别为24和16位，具有可编程自校正功能。另外，还有一个通用uart串行i/o，一个与i2c兼容的二线串口和spi串口，一个看门狗定时器(wdt)，一个电源监视器(psm)。其性能完全可以满足系统的需求。
键盘用于设定温度、湿度的上、下限报警范围及控制值，设定采样时间间隔，调整系统时间。液晶显示器采用一体化封装的液晶显示模块tc1602a，用于显示温度、湿度的上、下限值，控制值和当前值，模块内的控制驱动器型号为hd44780，可以方便地与aduc824进行接口。
由于系统需要无纸记录温度、湿度值，因此外扩一片容量为4mb的at29c040a flash epprom，在写入过程中无需编程高压和紫外线照射，具有硬件和软件两方面的数据保护，可防止其内容免遭意外改写，使用十分方便。
通信接口电路主要由双路rs232数据收发器max232芯片组成，只需+5v电源供电即可工作。上位机(pc机)通过通信接口调用温度、湿度值，以用于打印或分析。
● 集成温度、湿度传感器
max6613输出电压vout与测量温度t的关系为：vout=v0+s·t,式中，v0为0℃时的输出电压；s为传感器的灵敏度，s=11.23 mv/℃；t为当前测量温度值。
由于aduc824内部具有低通滤波、程控增益控制及a/d转换器，因此，max6613的vout输出可直接接至aduc824的ain1引脚，具体接口电路如图2所示。
ih3605是honeywell公司生产的集成湿度传感器，内部集成了信号调理电路，具有精度高、线性度好、互换性强及输出电压范围大等诸多优点，其独特的多层结构使之能抵抗湿气、尘埃、脏物、油和其他化学物质的侵蚀。
ih3605在当前温度t下实际相对湿度为：rh=1613×(vout-800)/(52730-108t)，vout单位mv，t为当前实际温度值。使用时只需把ih3605的vout接至aduc824的ain2引脚即可。
● 实时时钟
由于系统需要记录测量温度、湿度的实际时间，因此，选用dallas公司生产的日历时钟芯片ds12c887来自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息。
● 语音系统
对于温度、湿度的超限及控制值报警，系统采用语音报警方式。语音报警由isd1400芯片控制，它有20秒的录放时间，语音地址直接由aduc824的口线经74ls373提供。预先录制好的温度、湿度语音，由aduc824判断被测温度、湿度，通过74ls373对其进行任意组合放出，从而实现温度、湿度的报警功能。
● 加热器驱动电路
加热器驱动电路如图3所示，它由光电隔离器和双向晶闸管实现，具有强弱电隔离、寿命长、工作安全可靠等特点。通过aduc824的p3.5控制其是否工作。系统中其他加湿、通风装置的驱动控制，也可通过类似的驱动电路来实现。
系统软件设计
系统监控程序的设计较为简单，采用顺序查询的方式执行主程序。
系统初始化后，每次可以通过键盘设定需要控制的温度、湿度值和它们的上、下限报警范围；设定温度、湿度采样的时间间隔；调整系统时间。对温度、湿度采样后，可根据实际应用场合，选用合适的数字滤波法，进行数据处理，处理后的温度、湿度值一方面送lcd实时显示，同
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