SHT75溫濕度傳感器在帶救援室的地下煤礦中的應(yīng)用

2020-04-26 17:18:54 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：1042

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　　救援艙用作地下緊急避難所?？嘏搩?nèi)的溫度和濕度可以延長(zhǎng)被困礦工的生存時(shí)間。于監(jiān)測(cè)救援艙系統(tǒng)溫度和濕度的重要性以及SHT75測(cè)量精度高和體積小的優(yōu)點(diǎn)，基于SHT75的溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)SHT75的溫度和濕度檢測(cè)值進(jìn)行了計(jì)算補(bǔ)償，以確保生存。
　　艙中溫度和濕度檢測(cè)的準(zhǔn)確性。為應(yīng)急地下避難所，救援艙是通過實(shí)時(shí)監(jiān)控艙內(nèi)溫度和濕度來延長(zhǎng)被困礦工生存時(shí)間的任務(wù)之一。了延長(zhǎng)備用艙中備用電池的工作時(shí)間，有必要使所有電氣設(shè)備消耗很少的能量。SHT75溫濕度傳感器克服了傳統(tǒng)傳感器在檢測(cè)過程中溫度變化對(duì)濕度的影響，在測(cè)量結(jié)束時(shí)可以自動(dòng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，從而大大減少了SHT75的消耗。
　　統(tǒng)的能量。此，本文檔使用SHT75 
[4]作為地下救援室的溫度和濕度檢測(cè)傳感器。對(duì)其工作原理，電路和數(shù)據(jù)補(bǔ)償進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。SHT75是集成溫度和濕度的傳感器。
　　采用CMOSens技術(shù)，具有體積小，抗干擾能力強(qiáng)，功耗低的優(yōu)點(diǎn)。線制數(shù)字接口可以直接連接到單片機(jī)，從而大大減少了外圍電路。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。HT75具有廣泛的溫度和濕度測(cè)量范圍。們是-40℃?123.8℃和0?100%RH。果芯片在異常條件下工作，則收集到的信號(hào)將暫時(shí)漂移，必須對(duì)傳感器進(jìn)行校正。
　　可以在100-105°C的溫度和5%RH以下的相對(duì)濕度下自動(dòng)校準(zhǔn)10小時(shí);或在20-30°C的溫度和相對(duì)濕度大于75%RH的條件下放置12小時(shí)。SHT75的默認(rèn)條件下，溫度和濕度測(cè)量的分辨率分別為14位和12位，但是在高速測(cè)量或超低功耗的情況下，溫度和濕度采樣分辨率可以分別降低到12位和8位。SHT75溫濕度傳感器芯片設(shè)計(jì)有傳感器穩(wěn)壓電路，信號(hào)處理處理器，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，溫度傳感元件和濕度，14位AD轉(zhuǎn)換電路和兩線數(shù)字串行接口電路。
　　償數(shù)字信號(hào)。通過I2C總線通信模式連接到單片機(jī)，并且校準(zhǔn)系數(shù)存儲(chǔ)在芯片內(nèi)部的OPT存儲(chǔ)器中。了減少系統(tǒng)的功耗，本設(shè)計(jì)使用美國(guó)TI公司的16位單片機(jī)MSP430F149型連接到溫度和濕度傳感器SHT75 
[1]，并通過以下方式與傳感器通信兩個(gè)普通的IO端口來模擬I2C總線。有必要，可以在救援室內(nèi)安裝多個(gè)傳感器并將其連接到IIC總線。
　　片機(jī)電路SHT75和MSP430F149的連接如圖2所示。片機(jī)通過模擬I2C總線與SHT75傳輸數(shù)據(jù)，恒溫閥芯并通過編寫不同的指令來執(zhí)行SHT75寄存器的操作。SHT75寄存器指令代碼如表2所示。
　　HT75傳感器通過8位CRC控制[5]輸出數(shù)字信號(hào)，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。于溫度對(duì)濕度測(cè)量有很大的影響，因此在測(cè)量的溫度點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償操作，并且補(bǔ)償操作的公式如公式2所示。行溫度測(cè)量時(shí)，由于溫度傳感器具有良好的線性度，因此公式3可直接用于計(jì)算。
　　公式中，ToC是校正后的溫度讀數(shù)，SOT是直接讀取的溫度數(shù)據(jù)，參數(shù)d1鏈接到電源電壓，如表3所示。參數(shù)d2的測(cè)量精度為14位，d2為0.01℃或0.018°F;當(dāng)測(cè)量精度為12位時(shí)，d2為0.04°C或0.072°F。于SHT75溫濕度傳感器和MSP430F149超低功耗單片機(jī)，本文檔構(gòu)建了一個(gè)地下救援艙的溫度和濕度檢測(cè)系統(tǒng)。足地下救援艙的特殊要求。

                

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