LabVIEW+51单片机冷库无线智能检测系统设计(3)
1.3 环境监测的重要性
如上所述，温湿度是人们日常生活中衡量空气质量的一项重要指标，而空气的质量又直接或间接影响生产生活。温湿度控制不好有可能对产品的品质和生产环境的安全造成严重的影响。例如：在生活方面，空气湿度太小的话人们会感觉到不适，有的会出现口唇干裂、鼻孔出血等情况。在生产方面，芯片的封装、设备的养护、工厂的装配环境都离不开温湿度的测量。所以，对温湿度的监测就显得至关重要。使用一些简单的智能型系统如使用自动温湿度控制装置可以对生产生活中的环境进行全方面的监测，这样可以提高人们的生活环境质量以及生产中的效率。
1.4 国内外研究现状
2 系统总体分析与设计
2.1系统的组成和工作原理
该无线网络系统的主体是单片机和节点通信模块，由温湿度信号的采集电路、控制模块的电源电路、温湿度报警电路、报警模块等组成。该无线网络系统是通过温湿度传感器对环境中的温湿度进行数据采集，然后将数据信号传输到单片机中单片机再对数据信号进行分析、处理。如果该数值大于设定的范围，单片机则会向蜂鸣器发送警报指令警报器报警。所以，整个无线网络系统包含了监测、报警功能。具体如下： （1）可以了解环境的温湿度状况。 （2）可以通过显示模块的显示装置来实时的显示采集的温湿度值。 （3）检测的数值和设定的范围值进行比较，来判断是否传输报警指令。
2.2系统设计方案
对于本系统的设计，我提出了两套技术难度均不同的方案。总的来说，个人认为方案的主要不同点在于温湿度采集的方式选择上。
方案一：采用温度和湿度独立采集数据的方式，分别将各自采集到的温度、湿度数据通过各的模数转换电路进行信号转换，然后传输给单片机进行处理。该方案应用一些辅助电路复位、电源等电路。方案一结构如下：
图2.1 冷库无线监测系统方案一
方案二：采用集成式电子传感器来监测环境的温湿度，将数据传输给单片机进行处理，这样可以提高监测的数据精度。方案二结构如下：
图2.2 冷库无线监测系统方案二
2.3方案的选择确定
就温湿度监测的两方面而言，湿度的监测要比温度复杂的多。目前的湿敏传感器多为电容式传感器，通过在不同湿度下介质的介电常数变化引起电容值的变化来测量湿度。传统的湿度传感器需设计信号调理电路并要经过复杂的校准、标定过程，而且测量的精度不稳定。
对于方案一，温度湿度分别采集提高了采集效率，但是进行模数转换则要为两个采集装置匹配各自的模数转换电路，使整个系统的电路设置变的复杂。同时整体系统运营成本过高不利于研究，故放弃方案一。
对于方案二，利用集成的电子传感器则有效的避免了方案一的麻烦，并且把系统的电路结构变的简单。它不仅具有信号检测、转换和处理功能，同时还具有存贮、记忆、自补偿、自诊断等多种功能，最重要的是它还能保证监测的精度且成本低廉易获取。
3 硬件系统设计
3.1硬件模块设计及单片机网络选型
温湿度无线网络系统的设计主体有两部分：一个是外围环境的数据采集部分，另一个是中心的监测部分。数据采集部分主要由单片机、传感器和无线通信模块来组成。单片机主要是控制传感器和无线通信模块有序的正常工作，它可以进行用户权限认定。最后终端接传感器，然后无线传输到主节点以实现功能。其中传感器采用集温湿度一体的数字式传感器，把它作为收集温湿度数据的主体。