基于PIC單片機的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

摘要：研究了短距離無線通信技術(shù)在工業(yè)數(shù)據(jù)控制上的一個具體應(yīng)用，主要介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)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(shù)據(jù)的無線傳輸，控制ICL7135完成傳感器數(shù)據(jù)的A／D轉(zhuǎn)換，選擇LabVIEW軟件編寫控制界面。實踐表明，該系統(tǒng)能實時顯示監(jiān)控曲線和數(shù)據(jù)存儲，可實現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境的溫濕度精確控制。
關(guān)鍵詞：無線通信；PIC單片機；LabVIEW；控制界面

0 引言
隨著科學(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(guī)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(shù)據(jù)的監(jiān)測和控制已成為生產(chǎn)過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(tǒng)設(shè)計便捷、指令系統(tǒng)設(shè)計精煉、采用精簡指令集和哈佛總線結(jié)構(gòu)，擁有速度高、功率低、驅(qū)動電流大及控制能力強等優(yōu)點，能滿足用戶的各種需要，因此得到廣泛的應(yīng)用。
本文提出一種采用PIC單片來設(shè)計實現(xiàn)的測量和控制系統(tǒng)。首先進(jìn)行實例內(nèi)容描述。

1 系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)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(diào)理前端、A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換部分和無線收發(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(jù)采集的數(shù)據(jù)，通過特定的算法判斷當(dāng)前的狀態(tài)，并輸出相應(yīng)的指令來控制特定的模塊以控制溫濕度。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)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(shù)字溫濕度傳感器兩類。
模擬溫濕度傳感器輸出的是信號通常是電流、電壓等線性信號，要通過信號前端調(diào)理電路和A／D轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)數(shù)字化，才能輸入PIC控制核心來運算。這類常用的型號如：熱敏電阻、熱電偶、ADI公司出品的AD590、美信公司出品的MAX6613等。
數(shù)字化的溫濕度傳感器在內(nèi)部集成了傳感器、調(diào)理電路和A／D轉(zhuǎn)換等電路，可以直接輸出數(shù)字信號，也可以直接與PIC單片機相連。常用的數(shù)字溫濕度傳感器有達(dá)拉斯公司出品的DS18B20，ADI公司出品的ADT75等。
該系統(tǒng)選用ADI公司出品的AD590，其主要特點如下：
(1)線性化的電流輸出：1μA對應(yīng)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)異的線性：全溫濕度范圍內(nèi)達(dá)到±0．3℃。
(4)寬泛的供電范圍：4～30 V。
(5)低廉的價格。