倉庫溫濕度的監(jiān)測與控制的設(shè)計與實現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-08-03 12:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電流Ir變化為1μA，相當于溫度變化1K。AD590可以承受44V的正向電壓和20V的反向電壓，器件反接也不會損壞。 輸出電阻為710MΩ ℃ 濕度的檢測與選型濕度測量技術(shù)中最準確的方法是絕對濕度測量的稱重法，國際上普遍使用該法作為濕度基準其次是作為二級檢定標準的阿斯曼通風干濕計。但是這兩種方法都難以用于自動化測控系統(tǒng)的現(xiàn)場傳感測量。工程技術(shù)中常采用絕對濕度、相對濕度和露點溫度表示法和相應(yīng)的測量技。絕對濕度測量:也稱為水分或微弱水分測量技術(shù)，測量的是空氣體積中水分的直接含量，各種材料的含水量、電子器件封裝、火力發(fā)電煙氣、高壓電器保護氣體的測量等，所涉及的范圍相當廣泛。對應(yīng)不同的工況環(huán)境、被測對象和性能價格比的要求，其測量方式種類也非常多。常用的有電容式、化學(xué)露點式，精度較高的有光學(xué)露點式和稱重、紅外、微波等測量方法。相對濕度測量:空氣的相對濕度所表達的是其中水氣接近飽和的程度，是指力為P,溫度為T時空氣中水氣的摩爾分數(shù)與相同條件下純水表面的飽和水氣的摩爾分數(shù)之比表示為%RH。相對濕度測量主要用于要求保持一定濕度氣氛的紡織、薄膜生產(chǎn)等行業(yè)。武器裝備封存、倉儲等場所防止材料的腐蝕、霉變主要依賴于相對濕度控制。相對濕度的測量方法有毛發(fā)濕度計、干濕溫度計、各種露點計等人工視檢測量方式。而應(yīng)用最為普及的相對濕度測量方法是溫濕度自動測控系統(tǒng)所采用的各種類型的小型、微型化濕度傳感器。這些類型各異的濕度傳感器基本是以傳感材料對水氣吸附原理作為傳感機制。因此，濕敏傳感技術(shù)的研究大多集中在濕敏傳感材料和水氣吸附機制上，了解這些技術(shù)的原理和進展是本項目濕敏傳感器選型的重要依據(jù)。 適用于本項目研究設(shè)計的濕敏器件集中在陶瓷濕敏材料和電容式高分子濕敏材料兩大類。陶瓷濕敏材料以其測濕范圍寬，幾乎可在全濕范圍內(nèi)進行測量、工作溫度高、響應(yīng)快、熱穩(wěn)定性好、容易制備、價格低廉等優(yōu)點而受到人們的重視。敏感陶瓷材料又可分成體材料、厚膜材料和薄膜材料三類。厚膜和薄膜材料的工藝一致性稍好一點，便于批量生產(chǎn)。實驗結(jié)果表明，相對濕度在2095%RH范圍內(nèi)，在單對數(shù)坐標上阻抗變化近三個數(shù)量級，曲線近乎直線。如果設(shè)計成加熱清洗方式，多次重復(fù)測量，性能都能恢復(fù)。但是陶瓷濕敏材料的一致性差，難以與集成電路互換配套。除非采用加熱清洗方式，否則抗污染能力很差，而很多情況下不允許設(shè)計為加熱清洗。通過以上分析本設(shè)計選用了電容式集成濕度傳感器HI3605}20}。集成濕度傳感器HI3605在片內(nèi)可完成信號的調(diào)整，且精度好，線形好，圖22給出了HI3605的結(jié)構(gòu)圖。HI3605的輸出電壓是供電電壓，圖23給出了HI3605的輸出電壓與相對濕度的關(guān)系曲線。電源電壓升高，輸出電壓將成比例升高。所以說HI3605的線形度比較好。: 數(shù)據(jù)采集電路要實現(xiàn)128路溫度和128路濕度的采集，就要在糧庫中安置128個AD590溫度傳感器和128個HI3605濕度傳感器，圖中畫的是4*4布置的形式，溫度傳感器和濕度傳感器交替放置就可以實現(xiàn)模擬開關(guān)的輸入為偶數(shù)時，選通的是某個溫度傳感器，而模擬開關(guān)的輸入為奇數(shù)時選通的是某個濕度傳感器。 用CPLD實現(xiàn)多路開關(guān)顯示 可編程邏輯器件(PLD Programmable logic Device)是一種由用戶編程要實現(xiàn)某種邏輯功能的邏輯器件，芯片內(nèi)的邏輯門，觸發(fā)器等硬件資源可由用戶自行配置來實現(xiàn)專用的路基功能。與只能實現(xiàn)固定功能的傳統(tǒng)的標準路基器件(例如74系列的TTL器件)相比，PLD器件可以反復(fù)修改，并且在滿足應(yīng)用的，個性化的設(shè)計需求方面具有更大的靈活性和競爭力。而CPLD即復(fù)雜可編程邏輯器件是在PLD的基礎(chǔ)上，在半導(dǎo)體工藝不斷完善，用戶對器件集成度要求不斷提高的形勢下發(fā)展起來的，其功能與PLD基本相同，只是集成度和芯片容量更高，目前，已有上百萬門的CPLD芯片系列。 在CPLD芯片中我們主要實現(xiàn)兩種功能，一個是模擬開關(guān)，另一個是動態(tài)掃描顯示。下面就各部分的實現(xiàn)簡要介紹以下。（1） 移位寄存器部分 為了使由單片機SPI口傳送過來的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿休敵?，運用了6個74HC595移位寄存器將6個字節(jié)也就是48位的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行的然后再輸出。同時74595還具有鎖存功能可以把多個并行數(shù)據(jù)同時輸出送顯。在MUXPLING軟件的標準元件庫中，有現(xiàn)成的74595。所以就不用自己設(shè)計了，可以調(diào)出來直接使用，在本設(shè)計中就可以直接調(diào)出6個74595，然后按照上圖中所示的連接好就好了。（2） 模擬開關(guān)部分的設(shè)計因為要完成對128個溫度點和128個濕度點的測量，對于單片機來說，不可能同時那么都引腳來實現(xiàn)256個點的數(shù)據(jù)采集。所以設(shè)計了這個模擬開關(guān)，每次采集一路模擬量送入單片機進行處理，為了完成這個功能本設(shè)計仿照38譯碼器用CPLD做了一個8256的譯碼器，它有8個輸入端，32個輸出端，當輸入在OOH到FFH變化時，輸出的32個端口輸出相應(yīng)的電平，再配以現(xiàn)場正確的布線就可以在每一時刻只有一個傳感器被選通而工作。（3） 顯示部分的設(shè)計顯示部分由七段掃描電路，計數(shù)譯碼電路，多路選擇器以及BCD對應(yīng)的七段顯示器編碼電路四部分組成。 小結(jié) 硬件的設(shè)計對于單片機控制系統(tǒng)來說很重要，各種接口電路的正確設(shè)計對系統(tǒng)的設(shè)計至關(guān)重要。本章主要介紹了硬件部分溫濕度測量電路的設(shè)計，以及對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集電路和PCLD模塊；同時對硬件電路
物理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1