一種基于溫度互補(bǔ)的溫濕度采集終端及其采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種基于溫度互補(bǔ)的溫濕度采集終端及其米集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高性能電子設(shè)備的飛速發(fā)展和應(yīng)用，不同行業(yè)對(duì)溫度和濕度的環(huán)境要求也越來(lái)越高，因此如何實(shí)現(xiàn)高精度的溫濕度檢測(cè)是設(shè)備正常運(yùn)行的可靠保證。傳統(tǒng)的溫濕度采集裝置一般選擇集成裝置，雖然與獨(dú)立的采集裝置相比，成本顯著降低，但是溫濕度一體采集裝置，在精度和可靠性方面性能顯著降低，當(dāng)溫度或者濕度檢測(cè)一方面出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，會(huì)影響整個(gè)設(shè)備的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]通過(guò)克服傳統(tǒng)技術(shù)中的不足，本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種基于溫度互補(bǔ)的溫濕度采集終端，通過(guò)中央處理單元模塊中撥碼開關(guān)選擇不同的工作模式和輸出模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的溫濕度的高精度檢測(cè)。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開了一種基于溫度互補(bǔ)的溫濕度采集終端，本發(fā)明公開了一種基于溫度互補(bǔ)的溫濕度采集終端，其特征在于包括PT100溫度檢測(cè)模塊、SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊、電源模塊、中央處理單元模塊和輸出單元模塊，所述PT100溫度檢測(cè)模塊和所述SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊分別與所述中央處理單元模塊連接，所述中央處理單元模塊還分別與電源模塊、輸出單元模塊相連接，其特征在于所述輸出單元模塊用于輸出0-5V或0-10V電壓輸出、4-20mA電流輸出，所述中央處理單元模塊中包括一個(gè)4位的撥碼開關(guān)，
所述4位的撥碼開關(guān)包括N01、N02、N03和N04，所述N01、N02用于控制溫濕度工作模式轉(zhuǎn)換，所述N03和N04用于輸出模式選擇，
所述NOl，用于啟動(dòng)PT100溫度檢測(cè)模塊和SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊，通過(guò)PT100溫度檢測(cè)模塊檢測(cè)并獲取溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊檢測(cè)獲取濕度數(shù)據(jù)，并由中央處理單元模塊對(duì)接收的PT100溫度數(shù)據(jù)和SHTlO的濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由輸出單元模塊形成輸出0-5V或0-1OV量程；
所述N02，用于啟動(dòng)SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊，通過(guò)中央處理單元模塊對(duì)接收SHTlO的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由輸出單元模塊形成輸出0-5V或0-1OV量程；
所述NO I和所述N02，還用于在同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，PTl 00溫度檢測(cè)模塊和SHT10溫濕度檢測(cè)模塊同時(shí)工作，由中央處理單元模塊對(duì)接收的PT100溫度數(shù)據(jù)和SHTlO的濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)PT100溫度檢測(cè)模塊出現(xiàn)異常時(shí)，自動(dòng)切換到SHTlO的溫度數(shù)據(jù)，由輸出單元模塊形成輸出4-20mA;
所述N03，用于輸出0-5V量程；
所述N04，用于輸出O-1OV量程；
所述N03和N04，還用于在同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，輸出4-20mA。
[0005]優(yōu)選地，所述PTlOO溫度檢測(cè)模塊包括PTlOO溫度探頭和信號(hào)處理電路，所述PTlOO溫度探頭用于檢測(cè)環(huán)境溫度，所述信號(hào)處理電路用于對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，并形成輸出信號(hào)；
所述PT100溫度檢測(cè)模塊采用DC24V供電，量程0-100°C，溫差范圍±0.3°C，精度0.3%，分辨率0.1%。
[0006]優(yōu)選地，所述SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊包括SHTlO溫濕度探頭和信號(hào)處理電路，所述SHTlO溫濕度探頭用于檢測(cè)環(huán)境溫度和/或濕度，所述信號(hào)處理電路用于對(duì)溫度和/或濕度信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，并形成輸出信號(hào)；
所述3!11'10溫濕度檢測(cè)模塊采用0024￥供電，溫度量程0-100°(:，濕度量程5%1^-95%1^，溫差范圍±0.5°C，濕度誤差范圍在RH5%RH?95%RH，25°C的條件下是±3%，分辨率0.1%RH。
[0007]優(yōu)選地，所述中央處理單元模塊通過(guò)IIC總線分別與所述PT100溫度檢測(cè)模塊和所述SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊連接，用于對(duì)接收的PT100溫度檢測(cè)模塊的模擬信號(hào)首先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換然后進(jìn)行保存，用于對(duì)接收的SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊的數(shù)字信號(hào)直接進(jìn)行保存。
[0008]優(yōu)選地，所述電源模塊包括并聯(lián)連接的降壓轉(zhuǎn)換電路I和降壓轉(zhuǎn)換電路2，還包括與所述降壓轉(zhuǎn)換電路2串聯(lián)連接的電源隔離電路，所述降壓轉(zhuǎn)換電路I用于將輸入的24V直流電源進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換形成輸出12V的直流電源，所述降壓轉(zhuǎn)換電路2用于將輸入的24V直流電源進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換形成輸出5V的直流電源，然后通過(guò)所述電源隔離電路實(shí)現(xiàn)模擬電路和數(shù)字電路的隔離，形成5V的直流電源輸出。
[0009]優(yōu)選地，所述降壓轉(zhuǎn)換電路I包括降壓電源變換器MC34063芯片，用于將24V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為12V的輸出電壓；
所述降壓轉(zhuǎn)換電路2包括降壓穩(wěn)壓芯片P3596L，用于將24V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為5V的輸出電壓；
所述電源隔離電路包括隔離芯片B0505LS，用于實(shí)現(xiàn)模擬電路和數(shù)字電路的隔離，形成5V的直流電源輸出。
[0010]優(yōu)選地，所述輸出單元模塊還包括485串口輸出，所述485串口輸出用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸，將溫濕度的采集數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。
[0011]優(yōu)選地，所述中央處理單元模塊包括微處理器，所述微處理器是8位AVR微處理器。
[0012]本發(fā)明還公開了一種基于溫度互補(bǔ)的溫濕度采集方法，包括三種工作模式:
工作模式一:打開NOl，啟動(dòng)PT100溫度檢測(cè)模塊和SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊，PT100溫度檢測(cè)模塊檢測(cè)并獲取溫度數(shù)據(jù)，SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊檢測(cè)獲取濕度數(shù)據(jù)，并由中央處理單元模塊對(duì)接收的PT100溫度數(shù)據(jù)和SHTlO的濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由輸出單元模塊形成輸出0-5V或0-1OV量程；
打開N03，用于輸出0-5V量程;或打開N04，用于輸出O-1OV量程；
工作模式二:
打開NO 2，用于啟動(dòng)SHT1溫濕度檢測(cè)模塊，通過(guò)中央處理單元模塊對(duì)接收SHT1的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由輸出單元模塊形成輸出0-5V或0-1OV量程；
打開N03，用于輸出0-5V量程;或打開N04，用于輸出O-1OV量程； 工作模式三:
同時(shí)打開NOl和N02，同時(shí)啟動(dòng)PT100溫度檢測(cè)模塊和SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊，由中央處理單元模塊對(duì)接收的PT100溫度數(shù)據(jù)和SHTlO的濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)PT100溫度檢測(cè)模塊出現(xiàn)異常時(shí)，自動(dòng)切換到SHTlO的溫度數(shù)據(jù)，由輸出單元模塊形成輸出4-20mA;
同時(shí)打開N03和N04，輸出4-20mA。
[0013]中央處理單元模塊中的微處理器采用ATmega88，它是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊與PT100的溫度檢測(cè)模塊進(jìn)行互補(bǔ)，當(dāng)其中一個(gè)模塊溫度檢測(cè)失敗時(shí)，自動(dòng)切換到另外一個(gè)進(jìn)行溫度檢測(cè)，不影響用戶的正常使用，此外，輸出單元模塊設(shè)置了三種工作模式，支持常用的工業(yè)輸出標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)還支持?jǐn)?shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。
[0015]
【附圖說(shuō)明】
[0016]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的電源模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0018]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明公開了一種基于溫度互補(bǔ)的溫濕度采集終端，其特征在于包括PT 100溫度檢測(cè)模塊、SHT1溫濕度檢測(cè)模塊、電源模塊、中央處理單元模塊和輸出單元模塊，所述PT100溫度檢測(cè)模塊和所述SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊分別與所述中央處理單元模塊連接，所述中央處理單元模塊還分別與電源模塊、輸出單元模塊相連接，PTlOO溫度檢測(cè)模塊包括PT100溫度探頭和信號(hào)處理電路，PT100溫度檢測(cè)模塊的輸出信號(hào)通過(guò)中央處理單元模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊包括SHTlO溫濕度探頭和信號(hào)處理電路，SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊的輸出信號(hào)通過(guò)IIC總線與中央處理單元模塊連接；電源模塊實(shí)現(xiàn)24V-12V、24V-5V的電壓轉(zhuǎn)換;輸出單元模塊包括0-10V量程的電壓輸出、4-20mA電流輸出和一個(gè)485串口輸出；中央處理單元模塊中包含有一個(gè)4位的撥碼開關(guān)，用于控制溫濕度工作模式轉(zhuǎn)換以及輸出模式選擇。
[0021]所述4位的撥碼開關(guān)包括N01、N02、N03和N04，所述N01、N02用于控制溫濕度工作模式轉(zhuǎn)換，所述N03和N04用于輸出模式選擇，
所述NOl，用于啟動(dòng)PT100溫度檢測(cè)模塊和SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊，通過(guò)PT100溫度檢測(cè)模塊檢測(cè)并獲取溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊檢測(cè)獲取濕度數(shù)據(jù)，并由中央處理單元模塊對(duì)接收的PTlOO溫度數(shù)據(jù)和SHTlO的濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由輸出單元模塊形成輸出O-5V或0-1OV量程；
所述N02，用于啟動(dòng)SHTlO溫濕度檢測(cè)模塊，通過(guò)中央處理單元模塊對(duì)接收SHT