溫濕度傳感器Si7001在家庭數據采集系統中的應用

前言

隨著(zhù)生活水平的提高，家具智能化的需求逐步顯現，溫度、濕度等數據采集的應用也開(kāi)始顯現出越來(lái)越大的市場(chǎng)潛力。本文中，通過(guò)Silicon Labs的Si7001溫濕度傳感器，C8051F985低功耗MCU，CP2403 LCD驅動(dòng)，和LCD顯示器構建一個(gè)用于家庭等溫度、濕度數據采集的系統，該系統主要用于方便、及時(shí)的獲取室內、外的溫度、濕度等數據(也可和其他傳感器集成擴展數據采集應用范圍)。

●家庭數據采集系統的工作原理

本文使用的Si7001溫濕度傳感器，C8051F985低功耗處理器，CP2403 LCD驅動(dòng)，都具有I2C通信接口，可做成模塊，只需要選用自己的LCD顯示器即可。

典型應用如下：

室內、室外各放置2個(gè)Si7001溫濕度傳感器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)采集節點(diǎn))，定時(shí)喚醒采集溫度、濕度原始數據，經(jīng)過(guò)Si7001內部的AD轉換器，和出廠(chǎng)校準的原始數據處理，轉換成溫、濕度最終數據，經(jīng)由I2C總線(xiàn)傳遞到低功耗處理器C8051F985處理。C8051F985低功耗處理器決定啟用哪個(gè)采集節點(diǎn)，以此降低功耗，并控制CP2403 LCD驅動(dòng)，將數據最終顯示LCD顯示器上。

●家庭數據采集系統的性能

- 各節點(diǎn)功耗

①Si7001的功耗

Si7001濕度測量周期內典型的電流為240μA，溫度測量周期內典型的電流為320μA，睡眠電流0.2uA，每分鐘進(jìn)行一次溫、濕度測量的平均功耗僅為1μA。

②C8051F985的功耗

C8051F985睡眠電流10nA，工作電流150uA/MHz

③CP2403的功耗。

睡眠電流0.02μA，工作電流＜3μA。以每分鐘測量一次，工作頻率4MHz進(jìn)行計算，平均功耗為不超過(guò)15μA，非常適合電池供電。

-數據采集范圍

Si7001的溫度測量范圍是－40～85℃，在25℃時(shí)的精度是±0.5℃。推薦的濕度測量范圍是5～90%RH，在20%～80% RH條件下精度為2～3%RH。

以家庭應用為例：可在室外布置一個(gè)數據采集節點(diǎn)，用于監控室外溫、濕度；在室內客廳、臥室布置2個(gè)節點(diǎn)，用于室內溫、濕度測量與自動(dòng)調節。

-擴展性

家庭數據采集系統一般還包括：煙霧傳感器，火情報警器，防盜報警器等，通過(guò)通用的I2C總線(xiàn)，選用更強大的處理器，即可實(shí)現與其他傳感器的集成與擴展，方便布置，降低成本。

●Si7001的特性：

Si7001/2是數字相對濕度、溫度傳感器。集成了ADC，信號處理，數據校準，I2C接口于一身。

Si7001/2在出廠(chǎng)時(shí)都經(jīng)過(guò)溫度和濕度校準，并將校準數據存儲在NVM中，不再需要進(jìn)行軟件上校準和改變。專(zhuān)利的工業(yè)標準CMOS低K介質(zhì)傳感器確保SI7001/2具有良好的長(cháng)期穩定性、對污染物很低的失真和延遲。

Si7001/2具有的低功耗，高精度，已校準和穩定性是溫度、濕度和露點(diǎn)等寬范圍應用的理想產(chǎn)品。適用于高精度醫療，儀器，高可靠性的汽車(chē)和工業(yè)系統，環(huán)境傳感器，價(jià)格敏感的白色家電等。

總結

以上簡(jiǎn)單講述了用SI7001溫濕度傳感器，C8051F985低功耗MCU處理器，CP2403 LCD控制器，LCD顯示器等構成家庭數據采集節點(diǎn)和顯示控制系統，具有功耗低，使用方便(電池供電)，可擴展等優(yōu)點(diǎn)，非常適合家庭，庫房，病房等應用場(chǎng)合的環(huán)境參數監控。