一种物联网高精度温湿度传感器实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种物联网高精度温湿度传感器实验装置，包括温湿度传感器、电路板、数码管、单片机、PC机，单片机通过电路板分别连接温湿度传感器、数码管和PC机，所述电路板通过DB9串口连接PC机串口从而与PC机相连接。本实用新型专利技术的有益效果是：单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。设备整合模块化，使用方便。实验内容可分为3部分：各模块的初始化，单片机控制传感器采集温度和湿度，把采集的数据通过串口发达到PC上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种温湿度传感器实验装置，更具体说，它涉及一种物联网高精度温湿度传感器实验装置。
技术介绍
物联网内涵丰富，涉及计算机、自动化通信、控制、微电子、微机电、网络等诸多领域，几乎囊括了信息技术及相关领域的各个方面，而且通过与具体应用背景的结合中，物联网更是深入到社会生产和生活的每一个角落，并强势渗透到各行各业。感知和标识是物联网深入物理世界的第一步，是物联网中海量信息的源头，也是物联网感知互动层的最主要技术。目前，我国在传感器核心技术、芯片、标准等方面缺少自主产权，其高端产品及市场也一直被国外企业所控制，种类繁多的传感器在工艺、形态、性能、价格等方面缺少统一规范，不利于物联网行业间的互联互通。因此在高校教学中，物联网专业的感知与标识实验实训的主要难点是设置高精度、低成本、低功耗、稳定可靠的智能数字传感平台及物联网通信标识系统，进一步融合及适当兼容现有国内外各种传感器和标识方法，构建物联网的标准化教学实验装置。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构合理，高精度、低成本、低功耗、稳定可靠的物联网高精度温湿度传感器实验装置。本技术的目的是通过以下技术方案实现的。这种物联网高精度温湿度传感器实验装置，包括温湿度传感器、电路板、数码管、单片机和PC机，单片机通过电路板分别连接温湿度传感器、数码管和PC机，所述电路板通过DB9串口连接PC机串口从而与PC机相连接。作为优选:所述电路板上设有温湿度转换开关。作为优选:所述温湿度传感器上设有GND引脚、DATA引脚、SCK引脚、VDD引脚，其中GND引脚接地，VDD引脚接电源，DATA引脚连接单片机上的PC7引脚，SCK引脚连接单片机上的PC6引脚。作为优选:DATA引脚连接单片机上的PC7引脚还设有DATA引脚拉电阻。作为优选:所述电路板上还设有TTL串口、232串口、CAN接口、电源输入。作为优选:所述单片机型号为ATmegal28。作为优选:所述湿度传感器模块型号为SHT10。 本技术的有益效果是:基于ATmegal28 (高配8位系列单片机)实现一个串口采样的程序，装置右侧为控制部分，上方的四位数码管显示采集到的当前温度和湿度，下方是通信接口，即CAN总线和RS232。装置左侧为温湿度传感器，控制器通过IC与传感器通信。通转换键可选择四位数码管显示温度还是湿度。所选用的数字湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。设备整合模块化，使用方便。实验内容可分为3部分:各模块的初始化，单片机控制传感器采集温度和湿度，把采集的数据通过串口发达到PC上。附图说明图1为本技术电路原理图；附图标记说明:温湿度传感器UGND引脚2, DATA引脚3、SCK引脚4, VDD引脚5、电路板6、单片机7、PC7引脚8、PC6引脚9、数码管10、温湿度转换开关11、TTL串口 12、232串口 13、CAN接口 14、电源输入15、DB9串口 16、PC机串口 17、PC机18、DATA引脚拉电阻19。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步描述。虽然本技术将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本技术限制在所述实施例中。相反，本技术将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本技术的范围内的替换物、改进型和等同物。如图1所示，⑴各模块的初始化高精度温湿传感器I只需要将DATA引脚3和SCK引脚4与单片机7相连，所以使用单片机7的PC7引脚8、PC6引脚9分别连接DATA引脚3和SCK引脚4，并且只要单片机7给PC7引脚8、PC6引脚9发送相应的时序就能控制高精度温湿度传感器I。(2)高精度温度和湿度数据的采集数字高精度温湿度传感器I型号温湿度传感器I有4个引脚:GND引脚2、DATA引脚3、SCK引脚4、VDD引脚5。图1为温湿度传感器I与单片机7的连接方式。在本实验装置中，温湿度传感器I的SCK引脚4和DATA引脚3与ATmegal28和PC6和PC7引脚相连。因此，只要通过单片机的PC6引脚9和PC7引脚8向温湿度传感器I发送相应的时序，就能驱动温湿度传感器I进行采样，并返回采样数据。注意DATA引脚3要接上拉电阻。要驱动温湿度传感器I进行采样必须发送如下命令:首先，单片机7向温湿度传感器I发送“启动传输”时序，完成数据传输的初始化。时序包括当SCK引脚4高电平时DATA引脚3翻转为低电平，紧接着SCK引脚4变为低电平，随后在SCK引脚4时钟高电平时DATA引脚3翻转为高电平。初始化后，单片机7便可以向温湿度传感器I发送命令。通常的命令包含3个地址位和5个命令位。温湿度传感器I会以下述方式表示已正确地接收到指令:在第8个SCK引脚4时钟的下降沿之后，将DATA引脚3下拉为低电平，并且在第9个SCK引脚4时钟的下降之后，将DATA引脚3恢复为高电平。启动时序完成后，温湿度传感器I便会以串行数据方式与单片机进行通信。DATA引脚3三态门用于数据的读取，DATA引脚3在SCK引脚4时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK引脚4时钟上升沿有效。数据传输期间，在SCK引脚4时钟高电平时，DATA引脚3必须保持稳定。为避免信号冲突，单片机7应驱动DATA引脚3在低电平。温湿度测量的过程如下:单片机7发布一组测量命令后，传感器开始采集数据。对应8/12/14bit3种不同的测量，这个过程分别需要大约20/80/320ms。温湿度传感器I通过下拉DATA引脚3至低电平并进入空闲模式，表示测量的结束。单片机7在触发SCK引脚4时钟来读出数据前，必须等待这个“数据备妥”信号。检测数据可以先被存储，这样单片机7可以继续执行其他任务，在需要时再读出数据。在收到“数据备妥”信号之后，传输2B的测量数据和IB的CRC奇偶校验。单片机7需要通过下拉DATA引脚3为低电平，以确认每字节。在测量结束后，温湿度传感器I自动转入休眠模式。(3)把采集的数据通过串口发送到PC上单片机7在获取了温湿度数据之后，通过串口将数据发给PC。本实验装置的实验步骤:(1)编写实验代码，在WinAVR环境下编译得到:单片机7对传感器的I/O 口的初始化代码；启动传输程序代码；数据发送代码；读取数据代码；温湿度测量代码；从串口获取数据的代码；main()函数的主代码等.hex文件。(2)使用AVRStudio将.hex文件下载到实验装置上。(3)把实验装置的串口与PC机18相连，使用串口调试助手获得节点发回的温湿度数据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物联网高精度温湿度传感器实验装置，其特征在于：包括温湿度传感器模块(1)、电路板(6)、数码管(10)、单片机(7)和PC机(18)，单片机(7)通过电路板(6)分别连接温湿度传感器模块(1)、数码管(10)和PC机(18)，所述电路板(6)通过DB(9)串口(16)连接PC机串口(17)从而与PC机(18)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种物联网高精度温湿度传感器实验装置，其特征在于:包括温湿度传感器模块(I)、电路板(6)、数码管(10)、单片机(7)和PC机(18)，单片机(7)通过电路板(6)分别连接温湿度传感器模块(I)、数码管(10)和PC机(18)，所述电路板(6)通过DB (9)串口(16)连接PC机串口(17)从而与PC机(18)相连接。2.根据权利要求1所述的物联网高精度温湿度传感器实验装置，其特征在于:所述电路板(6)上设有温湿度转换开关(11)。3.根据权利要求1所述的物联网高精度温湿度传感器实验装置，其特征在于:所述温湿度传感器模块⑴上设有GND引脚⑵、DATA引脚(3)、SCK引脚(4)和VDD引脚(5)，其中GND引脚⑵接地，VDD引脚(5)接电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪磊，
申请(专利权)人：浙江广厦建设职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：