便携式温湿度露点测量仪的开发与应用

　　1引言

　　近年来，随着我国设施农业面积的不断增加，环境检测控制技术在农业上的应用得到快速发展，我国农业工程技术人员开发了系列环境检测设备和系统， 这些产品的研制与应用为我国设施农业的发展奠定了很好的基础，但是由于研发的产品大多没有产品化，检测精度和一致性较差，而且价格较高，难以在生产中大量 应用，所以没有发挥更好的作用。根据笔者多年来在生产实际中了解的情况，我国农业设施大多没有控制设备，在生产中对环境的控制是依靠经验手动调节温湿度环 境，因此对环境的检测以及利用检测所得的环境参数指导生产管理更为重要。为了满足生产实际的需要笔者研制了便携式温湿度露点测量仪，并在生产中初步应用。 本文介绍了该产品的工作原理、硬件结构、软件设计方法和初步应用情况。

　　2 测量仪的系统组成

　　携式温湿度露点测量仪主要由单片机MSP430FI132、集成温湿度露点传感器SH竹5、时钟电路、串口通讯接口、打AG接口、液晶显示、按键、电源及其处理模块组成，如图1所示。

　　其工作原理是:电池经电源处理电路调理后为系统提供稳定的3.3V电压;通过仃AG口可将控制程序写人单片机程序存储器;单片机经过上电复位、 程序初始化及完成测量、显示、存储工作后，进人低功耗模式;时钟芯片定时产生中断信号用来唤醒单片机进人工作状态;4位按键可对时间和测量参数进行设置调 整;用普通FO口模拟的串行通讯接口可实现计算机的通讯。

　　3 测量仪的硬件设计

　　3.1集成温湿度露点传感器

　　瑞士Sensirion公司推出的新一代基于CMOSen-sTM技术(CMOS和传感器技术的融合)的数字式温湿度传感器SHT75，可实现数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换功能〔’一’〕。其内部结构图如图2。

　　SH竹5芯片内包括经校准的相对湿度(12位)和温度(14位)传感器，它们与一个14位的灯D转换器相连，标定系数被编成相应的程序存人校准 存储器中，在测量过程中可对相对湿度进行自动校准。湿度传感器和温度传感器结合在一起，这能使测量的精确度提高，并且可以精确测出露点而不会产生由于传感 器随温度梯度变化而引起的误差。二线串行IZC总线接口支持简单、快速的系统集成。同时内置加热器，在相对湿度较高的环境下，传感器可通过加热来避免冷 凝，测量露点时也需要使用加热器[’一‘]。该传感器测量相对湿度的范围是O一100%，分辨率达0.03%RH，最高精度土1.8%RH;测量温度的范 围是一40℃一+123.8℃，分辨率为0.01℃;测量露点的精度土1℃。