基于usb接口的智能网络温度和湿度测量系统论文

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1、毕业设计(论文)外文资料翻译外文出处:资料1:TheprojectsponsoredbyScience&TechnologyDevelopingPlanofHebeiprovinceinChina.2007,10(01):475-480资料2:Proceedingsofthe3rdWSEASInt.Conf.onCIRCUITS,SYSTEMS,SIGNALandTELECOMMUNICATIONS.2009,51(17):120-125附件:资料1:1.翻译译文;2.外文原文。资料2:1.翻译译文;2.外文原文。附件:资料

2、1翻译译文基于USB接口的智能网络温度和湿度测量系统摘要:多数字输出相对湿度和温度传感器-SHT71是设置在系统中,它可以随时对环境监测点的温度和湿度进行实时测量。温湿度值、露点值和每个测量点的日期和时间都显示在LCM显示模块(液晶显示模块)HY-12864K上。与此同时,这些数据被保存在非易失性FRAM(铁电随机存取内存)的FM31256中,即可以保证在系统电源出现故障的情况下数据不丢失。获得的数据可以直接上传到电脑中的USB主机模式或间接地被复制到电脑而不经过USB设备模式磁盘领域的测试。该应用软件不仅可以绘制出温度、湿

3、度和露点曲线,计算出最大值,最小值,平均值,同时还可以做进一步的统计分析,报表打印和对系统的基本测量参数进行设置。关键词:温湿度,USB接口,网络,FRAM。1简介温湿度测量广泛使用在工业和农业生产,日常生活和研究开发中。例如,湿度大可造成粮食变质,使药品、香烟和茶叶存储仓库发霉。如果存放棉花的仓库中温度和湿度不合适,将会引起自燃。同时,若温度控制不当,将会使精密仪器和半导体器件的性能降低。所以,温度和湿度在许多环境领域都需要严格得测量和控制。传统的温湿度测量采用了对温度和湿度分别进行测量,这不能很好地摆脱彼此测量时的相互干

4、扰,此外,该传感器的互换性差,电路复杂,它需要长期而复杂的校准。截至目前,温度和湿度的测量在国内的研究是焦点课题,如南京航空航天大学、北京智能拓维技术研究所、河北师范大学科学技术大学、电子信息工程学院湖南大学、黑龙江省八一农垦大学等都对此课题进行了深入的研究。但是,上述测量是基于离散传感器完成的,其测量精度低,单点测量不适合大温室环境,而且采用RS232串行通信,其较低的数据传输带宽难以满足目前计算机接口的发展趋势。在国外,在该领域的研究较为成熟,具有很高的准确度,如美国DeltaTRAK和QUATRONIX公司,德国德图公

5、司,奥地利,芬兰,日本等,但他们的产品价格昂贵,使我国广大用户承担不起。对于上述国内和国际的现状,该系统采用新型集成数字输出温湿度传感器-SHT11,完成对测量网络各节点的测量,其具有测量精度高、良好的长期稳定性和响应时间断等优点。智能传感器SHT11获得的数据不仅可以直接通过USB接口上传到电脑,也可保存在非易失性FRAM-FM31256中,即使系统掉电,数据也不会丢失。更重要的是,微机和PC之间的沟通取代了传统的RS232串行接口的双模式USB接口(USB主机和USB设备)的应用,它不仅可以直接实现,而且间接地闪存盘。因

6、此,该系统具有小的接口,即插即用和更好的通用性能。2该系统的总体结构该系统是由电脑和微机组成。微机AT89C52单片机为核心芯片,它是由数据采集网络,液晶显示模块,数据存储模块和USB通信模块来完成对温湿度数据的采集、显示、存储和上传。该系统不仅可以获取数据,或在任何关键时间暂停,而且还可以通过该系统相应的应用软件设置启动时间、停止时间和时间间隔。此外,当环境温度和湿度超过了预先设定的范围时,它具有声光报警功能。PC机是由数据处理和参数设置装置组成,它可以绘制曲线、列表显示、数学分析、统计分析、报表打印和设计微型计算机的参数

7、,如启动和停止时间,时间间隔,报警的上下限值等。该系统的总体结构是图1所示:图1总体结构的系统框图2.1数据采集网络该系统采用多功能集成数字输出温湿度传感器-SHT11做多点顺序测量,其集成温度和湿度的测量元件与一身,如信号放大器,A/D转换器,光盘的OTP(一次性可编程只读存储器),I2C总线等外围电路。它在校准后直接输出相对湿度和温度的数字信号,它可以增强信号强度和抗干扰能力,具有长期的稳定性,有效地解决了传统的温度和湿度传感器的不足。此外,它也可以准确地测量露点,不会因为不同的温度和湿度产生误差。从图2(相对湿度数字输

8、出特性曲线)中我们可以看到它出现了非线性。该系统采用软件方法进行补偿以获得准确的数据。该湿度值修正公式如下:RHLinear=C1+C2*SORH+C3*SORH*SORH在上面的公式,SORH是测量传感器的相对湿度测量值,这是作为如下情况的值(湿度可以选择14或12位,温度可以选择12或

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