廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 梁芳芳

一、前言

溫濕度儀是一種用于測量瞬時溫度濕度和平均溫度濕度的儀器，具有溫濕度測量、顯示、記錄、實(shí)時時鐘、數(shù)據(jù)通訊和超限報警等功能。溫濕度儀主要用于應(yīng)用于食品儲運(yùn)、博物館文物、檔案管理、建材實(shí)驗(yàn)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)及畜牧業(yè)的應(yīng)用、建筑驗(yàn)收、重要醫(yī)衛(wèi)場所、管路維護(hù)等。溫濕度儀用于木材及家具工業(yè),薄膜處理煙草工業(yè),溫室,印刷紙張工廠,醫(yī)院隔離房間,電腦室(熱,空調(diào),通風(fēng))及工業(yè)實(shí)驗(yàn)室等環(huán)境的溫濕度檢測。

本文提出在S5PV210的基礎(chǔ)上，加上高精度溫濕度傳感器，實(shí)現(xiàn)溫濕度儀，并通過網(wǎng)絡(luò)，將采集到的溫濕度，上傳到上位機(jī)，并且可以通過USB接口將所存數(shù)據(jù)載出。

二、硬件設(shè)計

本溫濕度儀的硬件框圖如下圖所示。主芯片采用三星S5PV210，其接口豐富，完全滿足本設(shè)計要求，而溫濕度傳感器采用瑞士盛思瑞公司的高精度溫濕度傳感器SHT15，完全滿足新版的GSP標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)接口采用DM9000。

圖1 硬件系統(tǒng)框圖

1.三星S5PV210

S5PV210又名“蜂鳥”(Hummingbird)，是三星推出的一款適用于智能手機(jī)和平板電腦等多媒體設(shè)備的應(yīng)用處理器。S5PV210采用了ARM CortexTM-A8內(nèi)核，ARM V7指令集，主頻可達(dá)1GHZ，64/32位內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，32/32KB的數(shù)據(jù)/指令一級緩存，512KB的二級緩存，可以實(shí)現(xiàn)2000DMIPS(每秒運(yùn)算2億條指令集)的高性能運(yùn)算能力。JPEG硬件編解碼，最大支持8000x8000分辨率。內(nèi)建高性能PowerVR SGX540 3D圖形引擎和2D圖形引擎，支持2D/3D圖形加速，是第五代PowerVR產(chǎn)品，其多邊形生成率為2800萬多邊形/秒，像素填充率可達(dá)2.5億/秒，在3D和多媒體方面比以往大幅提升，能夠支持DX9，SM3.0，OpenGL2.0等PC級別顯示技術(shù)。。S5PV210的存儲控制器支持LPDDR1，LPDDR2和DDR2類型的RAM。Flash支持Nandflash，NORFLASH，OneNand等。S5PV210提供的外圍接口非常豐富，其系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示：

圖2 S5PV210統(tǒng)架構(gòu)圖

圖3 進(jìn)程圖

2.數(shù)字溫濕度傳感器SHT15

SHT15屬于Sensirion溫濕度傳感器家族中的貼片封裝系列。傳感器將傳感元件和信號處理電路集成在一塊微型電路板上，輸出完全標(biāo)定的數(shù)字信號。傳感器采用專利的CMOSens?技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電容性聚合體測濕敏感元件、一個用能隙材料制成的測溫元件，并在同一芯片上，與14位的A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實(shí)現(xiàn)無縫連接。因此，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、響應(yīng)迅速、抗干擾能力強(qiáng)、性價比高等優(yōu)點(diǎn)。

其相對濕度工作范圍(濕度0～100%)，溫度工作范圍溫度(-40～+125℃)(-40～+257oF))；濕度最大誤差：±2%RH；溫度最大誤差：±0.3℃。

三、軟件系統(tǒng)

本溫濕度儀采用嵌入式LINUX，主要進(jìn)程如圖3所示。

1.溫濕度采集

通過S5PV210采用GPH2_0做為DATA，GPH2_1做為SCK ,同步數(shù)據(jù)接口連接到SHT15,需要在linux內(nèi)核中增加SHT15的平臺數(shù)據(jù)，

2.數(shù)據(jù)上傳

數(shù)據(jù)緩沖區(qū)采用循環(huán)隊(duì)里形式，如果上位機(jī)斷線，重新連接能夠自動恢復(fù)，并把未上傳數(shù)據(jù)自動續(xù)傳。

四、結(jié)束語

本文提出在S5PV210的基礎(chǔ)上，加上高精度溫濕度傳感器，實(shí)現(xiàn)溫濕度儀，并通過網(wǎng)絡(luò)，將采集到的溫濕度，上傳到上位機(jī)，并且可以通過USB接口將所存數(shù)據(jù)載出。并還有豐富的備用接口，做為擴(kuò)展，有利于下一步開發(fā)和應(yīng)用。

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