基于射频的家庭环填无线监测系统

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பைடு நூலகம்
大多数时候我们所 说空气质量的好坏 ，都是指二 氧化碳 含量的高 低， 二氧化碳 含量过 高 ， 让人 头 昏脑胀 ， 会 思维迟钝 ， 觉憋 闷。二氧化 感 碳传 感器我们采用 日 ＦＧ Ｒ 本 Ｉ Ａ Ｏ公 司生产的 Ｔ Ｓ １ １ Ｇ ４ ６ ，它是一种 固态 电化 学型气体敏感元件 ，工作 前需要预热达到一定温度 。其 监测范围 ３０ １ ０ ｐ ｍ， ５ ～ ０ ０ ｐ 加热 电流 ５ ｍ 加热 电压 ５ ， 热功率 ２ ０ Ｗ， ０ ０ Ａ， Ｖ加 ５ ｍ 预热 时间大于 １ｈ ２ 。工作 电路如 图 ４ 。
１整 体 方 案 设 计 ．
憋闷 ， 湿度过小 ， 人会觉得干燥 ， 湿度过 大还 容易滋生 细菌 ， 腐蚀物体 。
此外湿度 随温度变化对人体产 生的体感影响是不 同的，所 以一般来说 在 测量 湿度 的场合都 需要 测量 温度 。 因此 我们 选用 Ｓｎｉ ｎ公 司的 ｅｓ ｏ ｒ Ｓ Ｔ５ Ｈ １ 型智 能化 温度 ， 温度传感器 ， 它属 于单 片集成式传感 器 ， 无需 匹 配外部 电路 ， 一般连接方式如 图 ３ 。
希望避免这种情况。 现代 的传感 器技术 可以满足我们 对绝大多数 环境因素 的监测 ， 但
能为 ： 温度检测范围 一 ０ ＋ ０ ℃ ， ２ ℃一 １０ 检测精度 ± ．℃， ０ ５ 工作 电流 ５ １ ， ０ Ａ ￣ ９ １ 位可编程检测精度 ， 至 ２ 最低 ０１Ａ掉电电流以及 一０Ｃ ＋２ ℃工 ． ４ ｏ～ １５ 作 环境温度。并有 自动预热功 能， 以及与 ＩＣ兼容 的双线 串行 接 口， ２ 方 便与外部电路连接。工作 电路如 图 ２ 。 ＳＬ与 Ｓ Ａ可直接通过 ＩＣ Ｃ Ｄ ２ 与单 片机相连输入状态 字或输 出测量 结 果。
２ ． 度 监 测 ２湿
湿度也是影 响人体感受 的一个要素 ， 如果环境湿度过大 ， 觉得 人会
现有的家庭环境监测系统 ，大多是采用有线 技术进行传感器 网络 的组 建 ， 方案扩展性差 ， 这类 布线烦琐 ， 响美 观 ， 影 线路容易老化或腐蚀 。即 使布线选择嵌入墙壁内 ， 起来也十分不方便。 更换 采用无线方式构建 家 庭环境 监测 系统则灵活得 多 ， 传感器终端 可以依 据要求随意安放 ， 也免 去布线作业 ， 但整体价 格偏 高 ， 而且 传感器终 端大多是统一规 格 ， 多 很 时候性能过 剩 ， 如卫生 间无需湿度 监测 ， 室也不需要监测燃 气泄露 ， 卧 厨房则无需 温度监测 。所 以 ， 我们可 以将各 监测 单元设计 成模块 ， 在需 要的地 方根 据需要加入 ， 可大大 降低 系统的整体成本 。
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家庭居住 环境最 重要 的影响 因素 主要是 温度 、湿度 、二氧化碳浓 度 ， 害气体浓度 （ 有 主要是一 氧化 碳和可燃性气体等 ） ， 以监测端主 等 所 要 由这几部分组成 。 由于各类传感器所监测 到的结果数据形式不 同（ 比 如数字式 ， 频率式 ， 电压时等 ）还 需要有对信号进行处 理的单片机 。此 ， 外 ，我们 的系统希望能够远程无 线独立监测并将结果传输 到同一处理 单元进行最终 的处理 ， 以还需要无线模块 。系统结构如 图 １ 所 。
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温 监模 度 测 块 ｝－ 信 —－
Ｉ 号
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图３ 湿度监测 电路 其测量相对湿度的范围是 ０ １０ 分辨力 ０ ３ Ｒ ， ～ ０ ％， ． ％ Ｈ 最高精度 ± ０ ２ Ｈ 测量温度 的范 围是 一 ０ ～ １ ３ ￣ 分辨力 ０ １ 。 ％Ｒ 。 ４ ℃ ＋ ２ ． Ｃ， ８ ． 测量露点 ０ｏ Ｃ 的精度 ＜ ℃。 量时内部集成 Ａ Ｄ转换器的位数可为 １／ ±１ 测 ／ ２ ４位。 １ 它有 精度高 ， 集成化 ， 容 Ｉ 兼 ２ Ｃ的优点 ， 但价格较高。 ２３二氧化碳浓度监测 ．
科技信息
职教 与成教
基于射频昀家庭环 填无 线监测 系统
南充职 业技 术 学 院 李 欣
［ 摘 要］ 随着 生活水平提 高， 家庭环境越 来越重要 ， 由于传感 器技 术的进 步， 我们 已经 可以很 容 易的 实现 家庭环 境的监 测。采 用 ｎ ２０ ＲＦ ４ １单片射频收发 芯片和合适 的模块化传感 器， 我们 可以构建一 个家庭环境无线监测 系统 。 【 关键词 ］ 传感 器 无线 ｎ ２ ０ Ｓ ＲＦ ４ １ ＨＴ１ ５ 随着社 会的飞速发 展 ， 人们生 活水平 的不 断提高 ， 一个 高度安全 、 舒适 、 方便 的生 活环境越来越 为人们所 向往 ， 人们追求 一种温度适 宜 ， 空气清新舒适 ， 安全无害的家庭环境 。 一直以来人们靠感觉去评估 自身 周 围的环 境 ， 这种方 式一是不准 确 ， 二是 范围较小 ， 二氧化碳浓度 升 如 高会让人感觉变得迟钝 ， 一氧化碳浓 度升高会麻痹人 的机体 ， 晚休息 夜 时厨房是否 出现燃气泄露等情况很难 被察觉或察觉也 已经太迟 ，我 们
２１ 度监 测 ．温
・
１ ０ｋ口 ０
图 ４二 氧化碳监 测电路 由于其功耗不高但预热时间很长 ，所 以应该使其 一直处于预热状 态， Ｔ Ｓ 而且 Ｇ 传感器都拥有很长的使用寿命 ， 一般长达 ５ 。 年 ２ 有 害气体监测 ． ４ 除了舒适 的要求 以外 ， 对家庭更加重要 的是安全 。 由于现代家庭 绝 大多数都是使用天然气或者 液化气 ，虽然极大地方便 了家庭对燃气 的
有 体 模 － 块 害 监 块ｔ＂ 气测 －
图 ｌ系统结构 当需要监测环境状态时 ，单片机首先 对各传感器模块写入激活信 号并等待 ， 当监测完成 后 ， 单片机 响应传感器 监测结果 ， 经过处理运算 以后由无线 发送模 块发送 出去。 里我们 只考虑监测端 的设计 ， 以我 这 所 们的重点就在于传感器的选择以及 监测数据的接收与发送 。 ２各 部分硬 件电路 ．