一种基于PIC16F876A单片机的分布式多点温湿度检测系统技术方案

一种基于PIC16F876A单片机的分布式多点温湿度检测系统。主要解决现有温湿度检测装置采用单点检测单点传输结构产生的适用空间小、生产成本高的问题。其特征在于：温度检测模块、湿度检测模块和单片机构成一个基本检测单元，温度检测模块和湿度检测模块分别将检测到的温、湿度信号传送给单片机，由单片机处理后将此信号通过485总线传送；PC机通过所述RS232接口和RS485/RS232转换器接收前述温、湿度信号，在内置程序的控制下对温、湿度信号进行处理并绘成图像。该系统克服了现有技术中存在的缺陷，在总线上可以挂接任意多个DS18B20传感器，这样不但解除了对测量空间的限制，而且还大大降低了测量成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

A distributed multipoint temperature and humidity detection system based on PIC16F876A microcontroller

A distributed multipoint temperature and humidity detection system based on PIC16F876A microcontroller. The utility model mainly solves the problem that the existing temperature and humidity detecting device has the advantages of small application space and high production cost by adopting a single point detecting and single point transmission structure. Characterized in that: the temperature detection module, humidity detection module and single-chip microcomputer constitute a basic detection unit, temperature detecting module and humidity detection module respectively, the temperature and humidity signal detected is processed by the microcontroller to the microcontroller, the signal transmitted through the bus 485; PC through the RS232 interface and the RS485/RS232 converter receives the the temperature and humidity signal, in the control of internal program of temperature and humidity signals are processed and printed images. The system overcomes the defects existing in the prior art, and can hang any DS18B20 sensors on the bus, thus not only relieves the limitation of the measuring space, but also greatly reduces the measuring cost.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种温湿度检测装置，具体的说，是涉及一种基于单片机的多点温湿度检测装置。
技术介绍
温、湿度作为重要的物理量，是工农业生产过程中非常重要的工艺参数。准确测量温、湿度对于生物制药、食品加工、造纸、农业生产等行业更是至关重要的。随着工农业的不断发展，对温、湿度测量的要求越来越高，而且测量的范围也越来越广。随着这些要求的提出，现有测量装置的缺陷就逐渐显现出来，因为现有的温湿度检测装置大多采用单点检测单点传输的结构，这样不但限制了测量的允许空间，而且还增加了测量成本。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
提出的现有技术中存在的问题，本技术提供一种基于 PIC16F876A单片机的分布式多点温湿度检测系统，该种基于PIC16F876A单片机的分布式多点温湿度检测系统克服了现有温湿度检测装置采用单点检测单点传输结构所带来的缺陷，在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器，这样不但解除了对测量空间的限制， 而且还大大降低了测量成本。本技术的技术方案是该种基于PIC16F876A单片机的分布式多点温湿度检测系统，包括PC机、温度检测模块、湿度检测模块、单片机、RS232接口以及RS485/ RS232转换器，所述温度检测模块、湿度检测模块和单片机构成一个基本检测单元，其中，所述温度检测模块和湿度检测模块分别将检测到的温、湿度信号传送给单片机，由单片机处理后控制内置的485转换芯片产生符合RS485总线协议的温、湿度传送信号，将此温、湿度传送信号通过485总线传送；所述PC机通过所述RS232接口和RS485/ RS232转换器接收前述由 485总线传来的温、湿度信号，并且同时，通过串口控制下位机的工作模式，在内置程序的控制下对温、湿度信号进行处理并绘成图像。具体实施时，所述温度检测模块为T0-92封装模式的DS18B20芯片，该芯片的VDD 端连接外部电源，GND端接地，I/O端与对应检测单元的单片机的输入输出口线相连；所述湿度检测模块采用HSllOl电容传感器和555芯片构成，由HSllOl电容传感器和555芯片组成多谐振荡器，该振荡器将来自于所述HSllOl电容传感器上的电容值变化信号转换为与之成反比的电压频率信号，所述电压频率信号输出到对应检测单元的单片机的信号输入端。本技术具有如下有益效果由于采取上述方案，采用DALLAS公司的单线数字式温度传感器DS18B20和HUMIREI公司生产的电容式湿度传感器HSllOl采集温湿度信号； 选用MICROCHIP公司的中档单片机PIC16F876A，应用PIC单片机技术，将信号进行处理并通过485总线实现与上位机通信。系统采用上下位机工作方式，发送下位机的地址，对各指定位置的温度、湿度进行检测；上位机通过Matlab控制单片机系统，实现与下位机实时通讯， 并可以画出检测点的温度、湿度曲线。因此，本装置克服现有温湿度检测装置采用单点检测单点传输结构所带来的缺陷，在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器，这样不但解除了对测量空间的限制，而且还大大降低了测量成本。附图说明图1是本技术的组成结构框图。图2是本技术中所述温度检测模块的电路图。图3是本技术中所述湿度检测模块的电路图。图4是本技术中所述RS485总线接线图。图5是本技术中所述温度检测模块DS18B20的测温原理图。图6是本技术中加入显示模块的电气原理图。图7是本技术一个实施例下完整的电气原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明由图1所示，该种基于PIC16F876A单片机的分布式多点温湿度检测系统，包括PC 机、温度检测模块、湿度检测模块、单片机、RS232接口以及RS485/ RS232转换器，所述温度检测模块、湿度检测模块和单片机构成一个基本检测单元，其中，所述温度检测模块和湿度检测模块分别将检测到的温、湿度信号传送给单片机，由单片机处理后控制内置的485转换芯片产生符合RS485总线协议的温、湿度传送信号，将此温、湿度传送信号通过485总线传送；所述PC机通过所述RS232接口和RS485/ RS232转换器接收前述由485总线传来的温、湿度信号，并且同时，通过串口控制下位机的工作模式，在内置程序的控制下对温、湿度信号进行处理并绘成图像。具体实施时，所述温度检测模块为T0-92封装模式的DS18B20芯片，该芯片的VDD 端连接外部电源，GND端接地，I/O端与对应检测单元的单片机的输入输出口线相连；所述湿度检测模块采用HSllOl电容传感器和555芯片构成，由HSllOl电容传感器和555芯片组成多谐振荡器，该振荡器将来自于所述HSllOl电容传感器上的电容值变化信号转换为与之成反比的电压频率信号，所述电压频率信号输出到对应检测单元的单片机的信号输入端。下面对上述组成单元的确定逐一作出详细说明如图2所示，本设计的温度传感器采用DS18B20，它有T0-92及SOIC封装模式可选，本系统选用SOIC封装模式。DS18B20芯片的光刻ROM的64位序列号是出厂前被刻好的，它可以看作是DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列数序开始8位是产品类型号，随后48位是该DS18B20自身序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码。光刻 ROM的作用是使每个DS18B20都不相同，这样就可以实现在一根总线上挂接多片DS18B20的目的。如图5所示。用一个高温度系数的振荡器确定一个门周期，内部计数器1在这个门周期内对一个低温度系数振荡器的脉冲进行计数来得到温度值。低温度系数晶振的震荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在_55°C所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜累加器用于补偿和修正测温过程的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。湿度传感器采用HS1101/HS1100电容传感器。将HSllOl和555组成多谐振荡器， 则电容值的变化转换为与之成反比的电压频率信号，可以直接被单片机采集。电路如图3 所示。集成定时器阳5芯片外接电阻民、R3与HSllOl构成多谐振荡器。&、民与!1(1构成对电容的充电回路，7端通过芯片内部的晶体管对地短路又构成了对电容的放电回路，并将引脚2、6端相连接引入555片内比较器。其中R15是防止输出短路的保护电阻，R1用于平衡温度系数。湿度测量电路的工作原理如下所述振荡电路有两个暂稳态，暂稳态的交替过程首先电源VCC通过&、R3向HSllOl电容式传感器充电，经过！~_时间后，U。达到芯片内比较器的高触发电平，约为0. 67VCC，此时输出引脚3端由高电平降为低电平，然后通过&放电，经过Tm时间后』。下降到比较器的低触发电平，约0. 33VCC，此时输出引脚3端又由低电平变为高电平。如此循环，形成脉冲输出。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于ＰＩＣ１６Ｆ８７６Ａ单片机的分布式多点温湿度检测系统，包括ＰＣ机、温度检测模块、湿度检测模块、单片机、ＲＳ２３２接口以及ＲＳ４８５／　ＲＳ２３２转换器，其特征在于：所述温度检测模块、湿度检测模块和单片机构成一个基本检测单元，其中，所述温度检测模块和湿度检测模块分别将检测到的温、湿度信号传送给单片机，由单片机处理后控制内置的４８５转换芯片产生符合ＲＳ４８５总线协议的温、湿度传送信号，将此温、湿度传送信号通过４８５总线传送；所述ＰＣ机通过所述ＲＳ２３２接口和ＲＳ４８５／　ＲＳ２３２转换器接收前述由４８５总线传来的温、湿度信号，并且同时，通过串口控制下位机的工作模式，在内置程序的控制下对温、湿度信号进行处理并绘成图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤丽，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：实用新型
国别省市：23