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AT89C51单片机和SHT15传感器对湿度智能监控体系的规划

AT89C51单片机和SHT15传感器对湿度智能监控系统的设计-SHT15型传感器是单片、多用途的智能传感器,其中不仅包含基于湿敏电容器的微型相对湿度传感器和基于带隙电路的微型温度传感器,而且还有14位的A/D转换器和2线串行接口。能输出经过校准的相对湿度和温度的串行数据,所以系统中不再使用传统设计需要的多路转换开关、A/D转换器及信号调理电路,系统结构比较紧凑和简单,SHTl5能在同一位置测量相对湿度和温度。

1导言

弹药从出厂到部队作战或练习运用曾经首要存放在库房中。在长时刻的贮存进程中,弹药尽管处于微观停止状况。但其质量不断发生变化。这是因为弹药首要由金属和装药组成.在长时刻贮存进程中,因为温,湿度的影响。金属会锈蚀.然后使金属部件的强度下降。外表机械功用变坏,严重影响弹药的运用.甚至会形成重大事故。温,湿度还会使弹药装药的物理和化学性质发生变化.然后使其失掉应有的战技要求。因此,温,湿度是弹药质量发生变化的首要矛盾。依据我军的库房条件、我国的气候条件和现在库房的管理水平.一般规则最高温度不超越30℃.最大湿度不超越。70%.即一般所说的“三七”线。

传统弹药库房的监控体系选用的是干,湿球湿度计、毛发湿度计、湿敏电阻器或由一般的温,湿度传感器组成的监控体系,一般结构比较复杂.体系巨大.精确性差。笔者选用瑞士森斯瑞(Sensirion)公司推出的SHTl5型超小型、自校准、多功用式智能传感器丈量相对湿度、温度和露点等参数,合适弹药库房温,湿度智能监控体系的规划。

2 SHTl5的功用和特色

SHT15型传感器是单片、多用途的智能传感器,其间不只包含依据湿敏电容的微型相对湿度传感器和依据带隙电路的微型温度传感器,并且还有14位的A/D转换器和2线串行接口。能输出通过校准的相对湿度和温度的串行数据,所以体系中不再运用传统规划需求的多路转换开关、A/D转换器及信号调度电路,体系结构比较紧凑和简略,SHTl5能在同一方位丈量相对湿度和温度。它的内部结构如图1所示。

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SHT15的引脚比较少.运用方便。其引脚摆放如图2所示。引脚功用如表1所示。SHT15型智能传感器的相对湿度丈量规模是0~100%。分辨率达0.03%,最高精度为+2%RH,温度丈量规模是—40℃一十123.8℃.分辨率为0.1℃.电源电压规模是+2.5V一+5.5V.呼应时刻小于3s。

AT89C51单片机和SHT15传感器对湿度智能监控体系的规划

AT89C51单片机和SHT15传感器对湿度智能监控体系的规划

3体系结构及原理

该规划体系首要由单片机、传感器和执行机构组成。选用的是AT89C51型低电压和高功用的CMOS8位单片机.片内含4Kbytes可重复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128bytes的随机存取存储器(RAM),选用ATmel公司的高密度、非易失性存储技能出产.兼容规范MCS一51机指令体系,片内还有通用8位中央处理器和Flash存储单元。功用强大的AT89C51微型计算机供给了高性价比的解决方案。它的首要功用特性如下:

兼容MCS一51指令体系;

4K可重复擦写f》1000次)FlashROM;

32个双向I/O口;

可编程UARL通道;

2个16位可编程守时/计数器;

全静态操作0—24MHz;

1个串行中止;

128x8bit内部RAM;

2个外部中止源;

一共6个中止源;

可直接驱动LED

3级加密位;

低功耗闲暇和掉电形式;

软件设置睡觉和唤醒功用。

AT89C51和SHT15之间通过串行总线进行通讯.执行机构首要由电机操控的降温机、升温机、降湿机、增湿机等组成。弹药库房的温/湿度监控体系如图3所示。

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AT89C51循环实时选通多个SHTl5,使其检测温度值和相对湿度值.然后读出数据值并显现此时的数据值.当相对湿度超越70%时,单片机操控降湿机开端作业.若相对湿度低于40%,则增湿机开端作业;当温度超越30℃时,降温机开端作业,当温度低于一12℃时,升温机开端作业,每循环3次,打印1次温,湿度值报表。

4体系的程序规划

体系软件选用MCS一51汇编语言编写.选用模块化的程序规划办法.首要包含初始化模块、数据收集、数据处理、显现、报警、打印等模块。体系的程序框图如图4所示。

AT89C51单片机和SHT15传感器对湿度智能监控体系的规划

因为SHTl5中含有存储器,所以设置初始化程序首要是对单片机和SHTl5的存储器中的一些数据置初值,一起对单片机的初态进行初始化。该体系是多通道的丈量体系.SHTl5上电后通过10ms时刻就进入休眠状况,只有当单片机宣布丈量指令后,SHTl5才被“唤醒”而进行作业,所以.单片机循环对各个传感器宣布温,湿度丈量指令,完结多通道的温,湿度丈量。SHTl5的指令集如表2所列。

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因为SHT15输出的数据与被测值呈非线性联系,因此,为了取得精确的数据,有必要对读数值进行非线性补偿。对湿度进行非线性补偿,8位数据一般选用下式进行补偿:

RH=(1.43N一5.127),256(0≤Ⅳ≤107)(1)

RH=(1.11N一28.93)/256(108≤N≤255)(2)

关于温度传感器,一般选用下式进行非线性补偿:

T=d+d2M(3)

式中的N和M分别为相对湿度传感器与温度传感器的输出值,d1和d2为常数,依据电源电压和温度数据位数来确认。

每次测得的数据要和规则值进行比较,假如在答应的规模内,则程序进行下一步操作,假如不满足要求.则应报警并将此时的数据值显现出来,在每次循环完毕后。要通过1个小时(能够灵敏选用)的延时.这首要是因为弹药库房里有许多木制结构,蒸发和吸收水分都有一个进程,通过必定延时再进行丈量.能够防止传感器长时刻的作业和执行机构的重复启停,节省资源,一起能够延伸体系的运用寿命。每通过3次(依据需求能够恰当挑选)循环丈量后,单片机操控打印机将3次丈量的温/湿度数据打印出来,便于报表和存档。

5完毕语

笔者规划的弹药库房温,湿度监控体系是依据SHTl5型智能传感器完结的,SHT15是全新的依据智能传感器规划理念的新式传感器,完结了温,湿度传感器的数字式输出,且具有免调试、免标定、无外围电路等特色,极大当地便了在嵌入式测控范畴的使用.它是往后传感器开展的方向。体系的结构比较简略.体积比较小,精度高,克服了传统弹药库房温/湿度丈量体系的缺乏。

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