基于PIC單片機的溫濕度監控系統設計

摘要：研究了短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在工業(yè)數據控制上的一個(gè)具體應用，主要介紹了系統的總體設計和軟硬件組成，硬件部分選擇PIC單片機作為控制核心，控制微功率RF芯片(nRF24E1)完成數據的無(wú)線(xiàn)傳輸，控制ICL7135完成傳感器數據的A／D轉換，選擇LabVIEW軟件編寫(xiě)控制界面。實(shí)踐表明，該系統能實(shí)時(shí)顯示監控曲線(xiàn)和數據存儲，可實(shí)現對復雜環(huán)境的溫濕度精確控制。
關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)通信；PIC單片機；LabVIEW；控制界面

0 引言
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新興產(chǎn)業(yè)對環(huán)境提出了更高的要求：制造大規模集成電路需要極高的空氣潔凈度，生物化學(xué)制藥需要精確的溫濕度控制。因此，對溫、濕度和一些基本數據的監測和控制已成為生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的技術(shù)要求。
PIC單片機(Peripheral Interface Controller)是由美國Microchip公司推出的，由于它的硬件系統設計便捷、指令系統設計精煉、采用精簡(jiǎn)指令集和哈佛總線(xiàn)結構，擁有速度高、功率低、驅動(dòng)電流大及控制能力強等優(yōu)點(diǎn)，能滿(mǎn)足用戶(hù)的各種需要，因此得到廣泛的應用。
本文提出一種采用PIC單片來(lái)設計實(shí)現的測量和控制系統。首先進(jìn)行實(shí)例內容描述。

1 系統組成
該系統設計內容分成兩大部分：溫濕度的測量和控制。
1．1 溫濕度測量部分
溫濕度測量部分如圖1所示，由傳感器、信號調理前端、A／D模數轉換部分和無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊組成。

1．2 溫濕度控制回饋部分
控制回饋，就是控制核心MCU根據采集的數據，通過(guò)特定的算法判斷當前的狀態(tài)，并輸出相應的指令來(lái)控制特定的模塊以控制溫濕度。系統結構框圖如圖2所示。

2 系統硬件設計
2．1 溫濕度傳感器的選擇
溫濕度傳感器大致可以分為模擬溫濕度傳感器和數字溫濕度傳感器兩類(lèi)。
模擬溫濕度傳感器輸出的是信號通常是電流、電壓等線(xiàn)性信號，要通過(guò)信號前端調理電路和A／D轉換電路來(lái)實(shí)現數字化，才能輸入PIC控制核心來(lái)運算。這類(lèi)常用的型號如：熱敏電阻、熱電偶、ADI公司出品的AD590、美信公司出品的MAX6613等。
數字化的溫濕度傳感器在內部集成了傳感器、調理電路和A／D轉換等電路，可以直接輸出數字信號，也可以直接與PIC單片機相連。常用的數字溫濕度傳感器有達拉斯公司出品的DS18B20，ADI公司出品的ADT75等。
該系統選用ADI公司出品的AD590，其主要特點(diǎn)如下：
(1)線(xiàn)性化的電流輸出：1μA對應1 K(K為絕對溫濕度單位)。
(2)寬溫濕度測量范圍：-55～+150℃。
(3)優(yōu)異的線(xiàn)性：全溫濕度范圍內達到±0．3℃。
(4)寬泛的供電范圍：4～30 V。
(5)低廉的價(jià)格。