数字温湿度数据记录仪的设计

　　1　引　言

　　温湿度过程数据记录仪是一种专用于记录温湿度过程数据的独立装置,通过温湿度传感器采集环境的温湿度过程数据记录到本系统的存储器中,同时也显示在本系统的LCD显示器上,也可以转送到PC机上进行处理。他体积小、使用方便灵活,也可以广泛应用于工农业生产、科研教学和环境监测等领域。

　　随着农业生产的发展,温室大棚种植越来越普及,现在无土栽培,节水灌溉,工厂化养殖等在生产上得到前所未有的发展。为使农作物或蔬菜反季节生长,得到较好的经济效益,需要对大棚内环境的温湿度进行控制和记录。目前在中低档大棚中数据记录仍存在一些技术问题:如仍然在使用纸质数据记录仪,电磁干扰对反映温湿度变化的模拟信号的影响没能彻底排除。由于农作物一天内对环境的温湿度要求不一样,用户必须经常掌握温湿度数据值,以满足农作物生长的需要。在一些高档大棚中采用进口成套控制设备,功能强大,但价格相当高,而且经济效益过低。研制一种适用于现有大棚,价格低廉和系统可靠的温湿度数据记录仪是必要的。本记录仪可以用于有温湿度控制器的温室大棚中,用于放在不同的位置以分析温湿度控制器的控制效果,也可以用于仅有人工进行温室大棚中温湿度控制的温室大棚中,以帮助人们进行温湿度控制效果的分析。

　　2　系统结构

　　本系统的基本架构如图1所示。

　　他是以单片处理机C8051F023为核心,以新型的数字式温湿度一体化传感器LTM8901组成的数字系统,使用C8051FSoc类型芯片,可以使系统的构成得到最大简化。他能自动记录一定时间中大棚内温湿度数据。记录的温湿度数据与具体的时间相关联。本系统也能通过RS 232接口与PC机相连。打印出一段时间中的大棚内温湿度数据,或作为资料数据长期保存,以便将来农业专家制定在大棚内更合理的作物生长温湿度数据,来管理或控制大棚内温湿度数据。

　　3　温湿度记录仪设计

　　3.1　温湿度记录仪的硬件设计

　　温湿度数据记录仪硬件电路如图2所示。

　　根据所需的功能和技术指标设计温湿度数据记录仪,为了提高记录的可靠性,把整个数据记录仪分成几个模块。各模块包括: CPU模块、数据采集模块、数据存储模块、键盘/显示模块和时钟模块。

　　3.1.1　微处理器的选择

　　为了使电路简洁、减少芯片数量、减少占用空间、节省功耗、提高系统可靠性,微控制器选用美国CYGNAL公司生产的C8051F023。该芯片与8051完全兼容,在芯片内部集成了许多功能部件,如UART、定时器、看门狗定时器和64 kB的FLASH存储器等,这些功能可以很好的满足本温湿度控制系统的需要。特别他可用于大量的实时数据的记录。这使得本温湿度控制系统的硬件系统变得非常紧凑,大大提高了整个系统的可靠性。由于C8051F023微控制器使用片内JTAG调试方式,使得本系统能够方便的在线更新升级软件。从而达到更新升级整个系统的目的。