基于GSM短消息的溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

　　3．2．1 光照強(qiáng)度傳感器

　　選用TSL230B測量周圍環(huán)境的光線強(qiáng)度。該器件采用先進(jìn)的LinCMOSTM 工藝，由多晶硅光電二極管和單片CMOS電流頻率集成轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。它無需外接元件即可完成高分辨率的光照度／頻率轉(zhuǎn)換，把一定光譜的光轉(zhuǎn)換成電流。再由電流／頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)脈沖頻率。輸出方波或三角波的頻率完全由光照幅度決定，分辨率極高，可直接與微控制器相連，如圖2所示。S0、S1為靈敏度控制端，實際是通過改變其上方的感光面積來改變靈敏度；S2、S3為滿量程選擇端；OUT為頻率信號輸出端，進(jìn)入單片機(jī)的捕獲輸入，通過計算兩次捕獲時間內(nèi)計數(shù)器的數(shù)值差，便可以計算出輸出頻率值，最后根據(jù)TSL230B的頻率一能量關(guān)系曲線圖對照得到光線強(qiáng)度。

　　3．2．2 溫度濕度傳感器

　　溫度濕度的測量采用SHT11型智能化濕度／溫度傳感器，它采用CMOSens (Ce-mo-Sens)專利技術(shù)(CMOS和傳感器技術(shù)的融合)，體積小。SHT11主要包括相對濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、A／D轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)存儲器(E2PROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、狀態(tài)寄存器、加熱器、低電壓檢測電路等部分，可給出全校準(zhǔn)相對濕度及溫度值輸出，具有露點值計算輸出功能；濕度值輸出分辨率為14位，溫度值輸出分辨率為12位，并可編程為12位和8位；具有數(shù)據(jù)傳輸校驗功能。SHT11是采用I2C總線接口的傳感器，接口電路非常簡單，具有數(shù)字式輸出，免調(diào)試，免標(biāo)定，一致性好，具有超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、極高的性價比等優(yōu)點，圖2為其連接電路圖。

　　3．2．3 CO2濃度傳感器

　　CO2的監(jiān)測采用6004型CO2濃度傳感器，該傳感器采用紅外線吸收散射式NDIR技術(shù)，靈敏度高，可重復(fù)性好，響應(yīng)時間快，預(yù)熱時間短，長期使用穩(wěn)定性能好。紅外CO2傳感器6004的測量范圍較寬。分別為0～2 000 pom,0～10 000 ppm，0～50 000 ppm，采用+5 V供電，平均電源損耗45 mA，最小電源損耗15 mA。工作環(huán)境為0～50°C，輸出電壓是在0～4 V變化的直流信號，系統(tǒng)對6004的輸出信號進(jìn)行采樣后，送到A/D轉(zhuǎn)換器處理。A／D轉(zhuǎn)換器采用帶有I2C總線的ADS1100，它具有分辨率、接口簡單、比例放大、功耗低、體積小等優(yōu)點。ADS1100采用電源電壓為基準(zhǔn)電壓，可按比例進(jìn)行MD轉(zhuǎn)換。同時帶有差分輸入且具有高達(dá)16位的分辨率，片內(nèi)可編程增益放大器(PGA)能提供高達(dá)8倍的增益，允許對小信號進(jìn)行測量。該傳感器使用壽命長(約10年)，對溫度和濕度依賴性比較小，可以明顯降低溫度的漂移所帶來的誤差。

　　3．3 存儲器模塊

　　存儲器部分采用SST25VF040。它以SuperFlash技術(shù)為基礎(chǔ)，適用于外擴(kuò)存儲器，其存儲容量為4 MB，采用3．3 V單電源供電，無需額外高電壓，可通過一些特殊的命令字序列實現(xiàn)對各個子模塊的讀寫和擦除。該器件功耗低，工作電流為7 mA，等待電流為3μA；時鐘頻率高達(dá)33 MHz，可快速編程、擦除、讀取，可重復(fù)10萬次以上，采用8引腳SOIC封裝及超薄型WSON封裝，可減少電路板空間、耗能及成本。提供最新自動地址增值(AAI)資料寫入模式，相較于單一字節(jié)資料寫入模式，該模式將整個閃存的資料寫入時間減少50％。

　　對采集的數(shù)據(jù)通過SPI串行通信存儲到SST25VF040，也可通過SPI串行通信讀取存儲器中的數(shù)據(jù)，從而便于查詢、分析、處理采集的數(shù)據(jù)。存儲電路連接如圖3所示。通過上拉電阻將CE、SO引腳的初始狀態(tài)置為高電平，寫保護(hù)始終為高電平。相應(yīng)的輸入輸出端、時鐘信號端和使能端分別和單片機(jī)接口相連。

　　3．4 時鐘模塊

　　系統(tǒng)采用DS1302器件作為時鐘電路。該器件低功耗，可通過串行方式與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)，能夠向單片機(jī)提供包括秒、分、時、日、月、年等在內(nèi)的實時時間信息，并且具有月末日期、閏年的補(bǔ)償功能；還有用于主電源和備份電源的雙電源引腳，在主電源關(guān)閉時，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302與單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送依靠CE、I／O、SCLK 3根端線即可完成。其工作過程為：首先CE引腳驅(qū)動至高電平，然后再作用于SCLK時鐘脈沖，通過I／O引腳向DS1302輸入地址／命令字節(jié)，隨后再在 SCLK時鐘脈沖的配合下，從I／O引腳寫入或讀出相應(yīng)數(shù)據(jù)字節(jié)。因此，DS1302與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送是十分容易實現(xiàn)的。如圖3所示。