SHT1171传感器的温湿度测量温湿度_外文翻译.doc

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1、本科生毕业设计（论文）外文翻译外文翻译题目：SHT11/71传感器的温湿度测量 学 院： 信息科学与工程学院 专业班级：测控技术与仪器0701班 学生姓名： 张颢德 指导教师： 杨理践 2011年 3月 25日SHT11/71传感器的温湿度测量Assist.Prof.Grish Spasov,PhD,BSc Nikolay KakanakovDepartment of Computer Systems,Technical University-branch Plovdiv,25,”Tzanko Djustabanov”Str.,4000Plovdiv,Bulgaria,+35932659576

2、,E-mail:gvstu-plovdiv.bg,kakanaktu-plovdiv.bg关键词：温湿度测量，智能传感器，分布式自动测控这篇论文阐述了智能传感器的优点，介绍了SHT11/71温湿度传感器（产自盛世瑞公司）。该传感器是一种理想的对嵌入式系统提供环境测量参数的传感器。常规的应用时将SHT11/71放于实际的工作环境当中。应用于分布式的温湿度监测系统。使用单片机与集成网络服务器来实现对传感器的信息交流与关系。这个应用是可实现与测试的。1.介绍温湿度的测量控制对于电器在工业、科学、医疗保健、农业和工艺控制过程都有着显著地意义。温湿度这两种环境参数互相影响，因为这至关重要的一点，在一些应

3、用中他们是必须并联测量的。SHT11/71是利用现代技术把温度、湿度测量元件、放大器、A/D转换器、数字接口、校验CRC计算逻辑记忆模块和核心芯片集成到一个非常小的尺寸上13。采用这种智能传感器可以缩短产品开发时间和成本。整合入传感器模数转换和放大器的芯片使开发人员能够优化传感器精度和长期问的的元素。并不是全结合形式的数字逻辑接口连通性管理的传感器。这些优点可以减少整体上市时间，甚至价格13。本文以SHT11/71（产自盛世瑞公司）智能传感器为例，介绍他的优势和测量程序给出一个实用实例来说明该工作的实现条件。这个应用时可行可测试的。2.智能传感器SHT11/71SHT11/71是一个继承了温度

4、和湿度组建，以及一个多元化校准数字器的芯片。它包含一个电容式高分子传感原件，测相对湿度和“能隙”温度温度传感器。可以无缝的连接到14bitADC和串行接口电路的芯片。这就提供了一个高质量的，快速响应的不受外界干扰的信号（EMC）。每个SHT11/71都有个别校准和校准系数输入变异的OTP记忆。此2线串行接口和内部电压调节允许方便快捷的系统集成1SHT11/71例图如下。11.图1：传感器的主要组成部分结合温度和湿度敏感元素在单一的单位可以做到精确的测定误差，而免受露点由于温度变化而产生的波动影响。传感器附近的聚合物层不是为了方大信号的强度，而是为了长期的稳定。用模数转换来“代替”，使得信号对噪

5、音及其的敏感，使用一个校验芯片本身是更可靠的。他校准的数据载入内存芯片上以保证温度传感器有着相同的规格，因此他们是100%可替换的。一些先进的功能时可使用SHT11/71的状态寄存器。这些寄存器：内部加热原件；调节优化的测量精度和分辨率，快速的反应；低电压检测（EOB）。状态寄存器大小是8位的，但是只有其中四个常规使用。 SHT11/71可直接的连接到任何单片机上（通过数字2线接口）。这个是接口的优化，感应器的读书和功率消耗，并不兼容I2C接口1.（见图2）。图2：SHT11/71与uC的连接示意图两个电线被用来转移串行时钟（SCK）和数据（DATA）。同步的SCK用于SHT11/71和单片机

6、间通信的同步化。这样，整个系统全静态逻辑没有最小频率。三角的数据传输模块。他的下降沿是有效地SCK的上升沿。当SCK高电平时，在数据的传输时一定要保持稳定。如图3示例了这两条传输线信号。图3：信号在两条传输线上的状态3温度和相对湿度的测量使用SHT11/71测量的两个主要步骤：首先，必须发送指令到测量传感器和获取数据通过数字接口；然后，有必要从传感器数据转换成实际的物理概念的，可计算温度补偿的温度资料1。3.1发送一个指令和接收数据必须发送“开始转坏”的序列以开启传输方式。当SCK高电平时它是由一个下降的数据行，后面跟着一个相对于SCK的低脉冲，提高数据时，SCK依然偏高1。随后的命令有三个地

7、址位（仅仅是支持.000.）以及五个命令位。SHT11/71在第八个SCK下降沿时钟后通过数据线接受一个合适的命令。数据线是在第九个SCK下降沿时钟后发出（并升高）信号的。两个字节的测量数据的伴随着一个循环冗余的检查信号。uC必须似的每个自己的数据线为低电平。首先所有的电平都是完全符合MSB规则的。可能出现的命令：“得到温度信号”、“得到湿度信号”、“转换测量结果”、“获取状态寄存器电平设置”、“设置状态寄存器电平”1。通信完成后确认CRC数据。如果CRC-8在LSB数据测量之后没有使用该控制器，可以通过保持ACK高电平来解除校验。该装置在测量和数据交换完成后自动返回休眠模式。13.2以物理电

8、平输出转换结果为了补偿非线性湿度传感原件和得到充分的精度，建议把读书改为下面的公式13:系数c1.c2和c3 仅仅取决于测量的分辨率对于12bit的结果：c1=-4，c2=0.405，c3=-2.8*10-6;对于8bit的结果：c1=-4，c2=0.648，c3=-7.2*10-4.从25开始必须考虑湿度传感器的系数13：式中对于14bit的 t1=0.01,t2=0.00008;对于8bit的 t2=0.00128.温度传感器的带隙PTAT（与温度绝对正比）的设计师非线性的。使用下列公式处理温度转换成的十字信号13:表1 SHT11/71的温度电压参数因为温湿度都是在同一台单片机上测量的，

9、SHT11/71允许很精确的露点测量。4.分布式的检测系统的温度和湿度图4列举了一个机遇IPCChip的温湿度监测系统方案：图4：应用功能的实现方案 系统的四个功能模块：-联网观察器以确保系统的用户界面的实用。检测参数的可视化在这里设置。-集成的网络服务器会同CGI涉及到的远程控制权转移过程和动态HTML页转至客户端。实时多任务操作系统（RTOS）的IPCCHIP与网络服务器的关系任务，TCP/IP通信，当地的外设和他们之间的练习部分。-用户的应用程序，任务运行控制器的自动化。为了这个目的，传感器的驱动与通信是以SMS的方式交流的。这个系统的软件是有以下几个模块组成的。第一个模块式为了温度和适

10、度的测量；然后是一个以GSM网关与SMS发送器交流的通信方式；最后是一个可从传感器生成动态数据HTML文件。在每一个测量开始之前，软件都会使传感器重新启动，控制器会等待11ms等待初始化命令的到来。之后才会开始一个真正的测量过程测量模块有两个完全相同的部分，一部分为温度测量，另一部分为湿度测量。在微处理器发出一个传感器的控制命令之后，uC得到的数据储存在操作存储器中。这两个相同的部件都是按顺序重复执行的。在每两个“休眠”循环周期的迭代之间，大约有一分钟的空闲使处理器响应低优先级（如FTP，网络，远程登录）。控制器与传感器之间的通信是通过双线接口实现的（数据和同步）。一个基于软件中断实现的多任务

11、操作系统C-library为这个交流服务的。这个library具有以下功能：-shttransstart()开始一个传输过程；-shtreset()启动感测器；-shtinit()初始化传感器接口；-shtsend()发出命令；-shtrecv()接受传感器数据。这些功能是通过双线接口控制传感器和获取温度与湿度信息的。这些数据被储存在执行器存储器中，然后利用公式转化为非线性温度补偿。为了看到测量结果，客户端发送HTTP请求到网络服务器，服务器发送一个HTML文档作为答复。CGI是连接网络服务器的内部数据的控制器，它运行一个任务，但并不适用从客户端收集的数据，更确切地说，是使用测量模块的数据。这

12、个数据的转换使用其中的一块共享内存。在测量模块将数据写入内存，CGI任务读取并使用这些数据。它生成一个简短的包换温度与湿度值得最后测量结果的HTML文档。响应请求被传送的网络文档的示例如下：图5：应用的网络接口写入一个小程序来并行控制这些任务。这个程序从控制其内存读取初始化数据，安装/卸载CGI进程，这表明一个信号被释放出RTOS。释放出来未使用的内存和停止不必要的任务。这个程序的另一个目的是允许增加一个安全进程的身份验证与权限。5.结论和未来的工作智能传感器相较于其他传感器更有优势，比如：融合了温度与湿度敏感原件，整合ADC部分，集成放大器和串行接口使得对测量系统的扩展更加的容易。这些优点也

13、减少了开发时间和成本以及产品尺寸的大小。这种应用使得这些传感器变成一个分布式测量监控系统。比如气象站、暖通空调系统（HVAC）、汽车温度控制以及其他的一些方面。SHT11/71有一个3bit在当前传感器无法改变的“000”位。这个地址可以用于将来的扩展应用程序（像传感器网络组织的自动化和控制技术的提高）。6.参考文献1 sensirion /sensors/humidity/ SHT71 datasheets and info.2 Spasov G., Kakanakov N. CGI-based applications for distributed embedded systems formonitoring temperature and humidity, CompSysTech04, 17-18 June 2004, Rousse, Bulgaria3 measure /sensors/ measurement technology.4 beck-ipc IPCChip info and applications.5 Djiev, S. Communication Networks in controlling systems, Automation and Informatics,No.2, pp 13-17, 2003.指导教师评语： 指导教师签字：年 月 日