基于CXA1191和SHT11的无线温湿度监测系统

    如果发送的是测量命令(“00000101”表示相对湿度RH，“00000011”表示温度T)，外部控制器要等待测量结束。SHT11通过给出DATA低电平脉冲表示测量的结束。接着传输2个字节的测量数据和1个字节的CRC奇偶校验。外部控制器需要通过下拉DATA为低电平，以确认每个字节。数据传输时序如图7所示。

    得到温湿度的数字量后，需要根据SHT11手册提供的公式转换成实际物理量。SHT11的温度传感器采用的是能隙材料PTAT，线性性能极好，可以直接按以下公式将数字量转换为温度值：
   
    其中SOT为测量值，d1、d2取值如表1所示。

    湿度传感器具有非线性，需要按以下修正公式计算实际值：
   
    SORH为传感器相对湿度测量值，系数c1c2c3的取值如表2所示。

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    实际测量温度与25℃相差较大时，应考虑湿度传感器的温度修正系数：
   
    温度修正系数如表3所示。

6 系统控制
    节点以单片机系统为核心，控制各功能单元协调工作。单片机的控制任务主要有4个：
    1)控制收发电路完成数据的接收和传送；
    2)将汇聚节点发来的命令解释成相应的控制动作(子节点具备)，收集存储各子节点的数据(主节点具备)；
    3)定时控制SHT11完成温湿度数据采集：
    4)与PC机通信，上传温湿度数据。
    单片机选择低功耗的MSP430。MSP430是一个16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机，具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段，十分适合嵌入式应用。
    汇聚节点与子节点采用简单的主从通信协议。汇聚节点定时轮流向各节点发出含有节点地址码的查询命令。从节点都编有互不相同的地址，仅对与自身地址相符的命令作出回应，将采集的温湿度数据发回主节点。为了提高系统的抗干扰能力，软件中引入了出错重发机制。汇聚节点向子节点发查询命令后，如果在指定时间内未收到数据，则再次发起查询命令，3次查询失败则认为节点故障并记下节点号。得到各
从节点的数据后，汇聚节点将数据打包上传给PC机。PC端采用VC6．0设计了上位机软件，使用MSComm控件实现与汇聚节点的串口通信，实现了温湿度显示界面，同时对测量的数据进行数字滤波处理，有效地提高测量精度。汇聚节点和主节点软件流程图如图8、图9所示。

7 结束语
    无线温湿度测量在工农业生产领域有着广泛的需求，基于专用无线模块的方案难以满足低成本的应用需求。本文提出了利用CXA1191实现射频前端的新思路，结合数字技术和高性能的SHT11温湿度采集器，设计了一个具有较高性价比的无线温湿度测量系统。经实际检验，系统工作稳定。数据精度在3％以内，能很好地满足实际应用需求。

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本文关键字：无线  温度控制电路，电器控制 - 温度控制电路