【 摘 要 】 設(shè) 計 了 基 于 AT89C51 單 片 機(jī) 和 LabVIEW 的溫濕度采集系統(tǒng) 。 傳 感 器 采 用 SHT10 ， 單 片 機(jī) 將 采 集的數(shù)據(jù)通過串行通信接口上傳計算機(jī) 。 上位機(jī)應(yīng)用軟件采用 LabVIEW 開 發(fā) ， 實 現(xiàn) 溫 、 濕度的實時監(jiān)控 。 系 統(tǒng) 設(shè)計 簡 單 ， 具有較高的可靠性和穩(wěn)定性 。

　　【 關(guān) 鍵 詞 】 溫 、 濕 度 采 集 ;AT89C51 ; LabVIEW ; SHT10

　　1 系 統(tǒng) 硬 件 設(shè) 計

　　系 統(tǒng) 設(shè) 計 原 理 框 圖 如 圖 1 所 示 ， 其下位機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖 1 中虛線框內(nèi)部 分所示 。 系 統(tǒng) 硬 件 主要 由 溫 、 濕 度 傳 感 器 、AT89C51 單 片 機(jī) 、 串 行 通 信 電 平轉(zhuǎn) 換 接 口 、 電源模塊等電路構(gòu)成 。

　　為了方便采集溫度和濕數(shù)據(jù) ， 滿足系統(tǒng)為了方便采集溫度和濕數(shù)據(jù) ， 滿 足 系 統(tǒng) 需 求 。 要 選 擇 合 適 溫 、 濕度 傳 感 器 需 求 。 要 選 擇 合 適 溫 、 濕度傳感器需求 。 要 選擇 合 適 溫 、 濕度傳感器需求 。 要 選 擇 合 適 溫 、 濕 度 傳 感器 需 求 。 要 選 擇 合 適 溫 、 濕度傳感器的作用是將環(huán)境溫 、 濕度轉(zhuǎn)換成的作用是將環(huán)境溫 、 濕度轉(zhuǎn)換成便于分析處理的電信號 。 為 了 簡 化 。 為了簡化系設(shè)計 ， 本 文采 用 瑞 士 ， 本 文 采 用 瑞 士 Sensirion 公司生產(chǎn)的單片式溫 、 濕 度 傳 感 器 溫 、 濕 度 傳 感 器 SHT10 ， 該 傳 感 器 ， 該 傳感 器 將 溫 、 濕 度 變 換 器 ， 將 溫 、 濕 度 變 換 器 ， 放 大 電 路 ， A / D 變換等電路在一個 芯片中 [ 1 ] ， 具有較高的穩(wěn)定性和 可 靠 。 同 時 ， 芯 同 時 ， 芯片內(nèi)部集成了兩線制的串行通 信 接 口 ， 與外圍系統(tǒng)連電路設(shè) 計簡單制的串行通信接 口 ， 與外圍系統(tǒng)連電路設(shè)計簡單 。 SHT10 的 濕 度 測 量范 圍 為 0 ~ 100 % RH ， 分 辨 率 典 型 值 為 0 . 05 % RH 。 在 25 ℃ 下 ， 濕 度 范 圍 為 20 ~ 80 % RH 范 圍 內(nèi) ， 濕 度 的 測 量精 為 范 圍 內(nèi) ， 濕度的測量精為 ± 4 . 5 % RH 。 該 傳 感 器 的溫 度 測 量 范 圍 為 . 40 ~ 123 . 8 ℃ ， 分辨率的典型值為 ， 分辨 率 的 典 型 值 為 0 . 01 ℃ ， 其 測 量 精 ， 其 測 量 精 度 在 25 ℃ 時 達(dá) 到 ± 0 . 5 ℃ [ 2 ] 。 SHT10 有 4 個 引 腳 ， 分 別 是 電 源正和地串行數(shù)據(jù)個引腳 ， 分別是電源正和地串行數(shù)據(jù)個 引 腳 ， 分別是電源正和地串行數(shù)據(jù) (DATA ) 和 串 行 時鐘 引 腳 (DATA ) 和串行時鐘引腳 ( SCK ) 和 串 行 時 鐘 引腳 ( SCK ) ， 芯片施加的電壓必須在 2 . 4 ~ 5 . 5V 之 間 。 SHT10 與單片機(jī)的連接較為簡單 ， 如 圖 2 所 示 。

　　2 上 位 機(jī) LabVIEW 程 序 設(shè) 計

　　上位機(jī)軟件采 用虛擬儀器開發(fā)軟件 LabVIEW 2017 進(jìn) 行 開 發(fā),LabVIEW 采 用 圖 形 化 的 設(shè) 計 語 言 ， 支 持 多 種 硬件 接 口 ，具 有 編 程 方 便 ，任務(wù)開發(fā)周期短等特點[ 3]。 上 位 機(jī)應(yīng)用軟件的主要任 務(wù)是分別用波形圖和數(shù)字及儀表的形式 ，對采集的溫度和濕度進(jìn)行顯示 ，并 設(shè) 有 報 警 提 示 。 用戶通過應(yīng)用軟件設(shè)計 溫度和濕度的上限和下限 ， 當(dāng) 溫 度和濕度不在設(shè)置的范圍內(nèi)時 ， 報 警 提 示 用 戶 。

　　本 文 利 用 LabVIEW 的 VISA 串 口 通 信 模 塊 ， 通 過 計算機(jī)的串口和下位 機(jī)連接 ， 本系統(tǒng)采用異步串行通信模式 、 通 信 波 特 率 為 9600bps 、 8 位 數(shù) 據(jù) 位 數(shù) ， 無 校 驗 、 1 位停止位的方式進(jìn)行 通 信 。 在 實 際 應(yīng) 用 中 ， 上 位 機(jī) 可 以 根據(jù)下位機(jī)設(shè)置的 UART 通信模式對通信速率等串 行 通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置 。

　　系統(tǒng)的運(yùn)行界面如圖 4 所 示 ， 從圖中可以看出 ， 采集的溫度低于設(shè)置的低溫報警閾值 ， 因 此 ， 用 戶 程 序中 ， 低溫報警燈被 點 亮 ; 同 樣 ， 采集的濕度值高于設(shè)置的高濕度報警閾值 ， 高濕度報警燈也被點亮 。

　　3 結(jié) 論

　　本 文 設(shè) 計 了 一 個 基 于 AT89C51 和虛擬儀器開發(fā)軟件 LabVIEW 2017 的 溫 、 濕 度 檢 測 系 統(tǒng) 。 上 位 機(jī) 和 下 位機(jī)之間通過串口進(jìn)行通信 ， 上位機(jī)軟件設(shè)計采用生產(chǎn)者 / 消 費(fèi) 者 模 式 。 上位機(jī)通過串行通信接收單片機(jī)上傳的數(shù)據(jù)并以不同方式進(jìn)行顯示 ， 通過應(yīng)用界面設(shè)置溫度 和 濕 度 的 正 常 范 圍 ， 當(dāng) 超 出 范 圍 時 ， 會 進(jìn) 行 高 / 低 溫或 高 / 低 濕 度 報 警 。 系 統(tǒng) 性 能 穩(wěn) 定 ， 具有較好的實用價值 和 推 廣 價 值 。

　　【 參 考 文 獻(xiàn) 】

　　[1 ] 孫 環(huán) ， 騰 召 勝 . 基 于 SHT10 的單片集成傳感器溫濕度檢測 模 塊 的 設(shè) 計 [ J ] . 國外電子測量技術(shù) ， 2006 , Vol . 25 , No . 6 .

　　[ 2 ] 李 海 娜 , 石 賽 美 , 陳 源 . 基 于 SHT10 的 溫 濕 度 監(jiān) 測 系 統(tǒng) 的設(shè) 計 [ J ] . 電 子 技 術(shù) , 2014 . 8 .

　　《基于虛擬儀器的溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計》來源：《科技視界 》，作者：劉 剛 ，王 立 香 ，任 魯 涌。