专利名称：一种usb接口的温湿度及光照度综合测记仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能综合测量、显示并记录环境的温度、湿度及光照度的便携 式仪器，尤其涉及一种通过USB接口与PC机进行数据通讯，并可对数据做进一步分析处理 的智能温湿度及光照度综合测记仪。
背景技术：
在温室大棚、植物或蔬菜培养室、农业生产科研环境中，环境因子是决定作物生长 发育的重要因素，其中温度、湿度以及光照度是三个最为重要的参数，对作物的生长、繁殖、 最佳生长状态都起着至关重要的作用，因此，掌控作物具体生长环境的温湿度及光照度情 况对农业丰产、实验室培育有着积极的作用。在实验室、体育馆、办公室等学习办公及娱乐 场所里，能及时、准确检测环境的温度、湿度及灯光照度值，是客观评价环境效果的前提和 基础，为更好地学习、工作和娱乐提供一个舒适的环境。目前对这三个参数的测量，都采用 单独测量，分别记录的方式，测量过程繁琐、精度低；一般采用指针式或者LED显示各种参 数值，可读性非常差，不直观；而且只能现场获取采集数据，不能或者通过RS-232与PC机进 行数据通讯，不能胜任对环境数据要求较高的场合，通用性和便利性差。
发明内容为克服上述温湿度和光照度分别测量存在的缺陷，本实用新型在数据采集传感器 的设计、数据的存储、用户使用的方便性与通用性等方面进行了创新，提供了一种可与PC 机进行USB数据通讯的智能温湿度及光照度综合测记仪，进一步拓宽了测量仪的使用范 围，适合不同的用户和环境。本实用新型提供一种USB接口的温湿度及光照度综合测记仪，由温湿度一体传感 器Si、LED指示灯DS1、DS2和DS3、硅光二极管D1、运算放大器0P、单片机U1、模拟/数字 转换电路U2、非易失性存储器U3、USB接口芯片U4、IXD显示模块Jl组成，温湿度一体传感 器Sl直接与单片机Ul连接，DSl和DS2与单片机Ul连接，DS3与USB接口芯片U4连接，硅 光二极管Dl与运算放大器OP相连，运算放大器OP与模拟/数字转换电路U2相连，模拟/ 数字转换电路U2与单片机Ul相连，非易失性存储器U3与单片机Ul相连，IXD显示模块Jl 与单片机Ul相连，单片机Ul与USB接口芯片U4相连，通过USB接口芯片U4与PC机相连， 实现单片机Ul与PC机之间的数据通讯，采集到的温湿度及光照度数据可以在PC机上做进 一步的分析和处理。通过液晶LCD可汉字显示采集的温度、湿度、光照度数值、采集日期和 时间，更加直观、方便。本实用新型可用于农业生产科研、温室大棚、植物或蔬菜培养室、实 验室、仓库、体育场馆、学习工作生活环境等场合。所述温湿度一体传感器Sl采用SHT11，它利用了特有的工业化的CMOS技术，不仅 有效地减少了模拟传输中的干扰，而且通过单传感器实现了双参数测量，无需校准和标定， 保证了极高的可靠性、互换性以及卓越的长期稳定性，不仅克服了长期以来湿度测量受温 度影响大的弊端，而且通过软件对湿度测量值进行了线形补偿和温度补偿，使得湿度的测量更准确。 所述单片机Ul采用STC89C58RD+。所述USB通讯接口芯片U4采用CH375B，通过 U4将光照度数据上传到PC机上，进行数据历史曲线绘制、数据分析处理、报表打印等，同 时，也可通过PC机设置光照度仪的采集参数(包括采集起始时间、停止时间、采集时间间隔 等)，方便了不同的用户和场合。所述非易失性铁电存储器U3采用非易失性铁电存储器FM31256G，系统掉电后数 据可保存10年不丢失，内置实时时钟、看门狗电路，体积小，功能多。所述一种USB接口的温湿度及光照度综合测记仪采用可充电锂电池供电，工作时 间长，解决了经常更换电池的烦恼。本实用新型采用航空插头与外部器件连接，密封性好，适应环境能力强。
图1是本实用新型的系统连接框图。图2是本实用新型的具体实施方案电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明如图1所示，本实用新型由温湿度一体传感器S1、LED指示灯DS1、DS2和DS3、硅光 二极管D1、运算放大器0P、单片机U1、模拟/数字转换电路U2、非易失性存储器U3、USB接 口芯片U4、IXD显示模块Jl组成，温湿度一体传感器Sl直接与单片机Ul连接，DSl和DS2 与单片机Ul连接，DS3与USB接口芯片U4连接，硅光二极管Dl与运算放大器OP相连，运 算放大器OP与模拟/数字转换电路U2相连，模拟/数字转换电路U2与单片机Ul相连，非 易失性存储器U3与单片机Ul相连，IXD显示模块Jl与单片机Ul相连，单片机Ul与USB 接口芯片U4相连，通过USB接口芯片U4与PC机相连，实现单片机Ul与PC机之间的数据 通讯，通过液晶LCD可汉字显示采集的温度值、湿度值、光照度值、采集日期和时间，可读性 好，更加直观、方便；非易失性铁电存储器FM31256G可在系统掉电的情况下保存数据10年 不丢失；USB接口芯片CH375B可实现光照度仪与PC机之间的USB通讯，即插即用，非常方 便。图2示出了本实用新型具体实施方式
电路图，温湿度一体传感器Sl的1脚、4脚分 别与单片机Ul的7脚、8脚连接，温湿度一体传感器Sl的2脚与电源正极连接，并通过电容 ClO与3脚连接，3脚与电源负极连接；硅光二极管Dl正极与运算放大器OP的3脚连接，并 通过电容Cl与模拟/数字转换电路U2的26脚连接，硅光二极管Dl负极与运算放大器OP 的2脚连接，并通过电容C2与模拟/数字转换电路U2的26脚连接，电阻Rl与电容C2并 联连接，用于滤波，运算放大器OP的4脚连接公共地，运算放大器OP的3脚通过电容Cl与 6脚连接，运算放大器OP的7脚连接电源正极；模拟/数字转换电路U2的6脚、7脚、9脚和 10脚分别与单片机Ul的3脚、11脚、4脚和14脚连接；非易失性铁电存储器U3的12脚通 过上拉电阻R5与电源正极连接，同时与单片机Ul的2脚连接，非易失性铁电存储器U3的 11脚通过上拉电阻R4与电源正极连接，同时与单片机Ul的1脚连接；USB接口芯片U4的1 脚、3脚、4脚、8脚和27脚分别与单片机Ul的12脚、16脚、17脚、21脚和27脚连接，U4的23脚通过电容C9与28脚连接，28脚与电源正极连接，2脚通过电容C7与电源正极连接，9 脚通过电容C8与5脚连接，5脚与电源负极连接，24脚通过电阻R7和发光二极管DS3串联 电路与电源正极连接；IXD显示模块Jl的RS脚、RW脚、E脚、CSl脚、CS2脚和RST脚分别与 单片机Ul的16脚、17脚、10脚、13脚、14脚和15脚连接，VSS脚和LEDB脚与电源负极连 接，VDD脚和LEDA脚与电源正极连接，VO脚与变位器R6的3脚连接，VEE脚与R6的1脚连 接，R6的2脚与电源负极连接，DSl的正极与电源正极连接，负极通过电阻R8与单片机Ul 的5脚连接，用于指示光照度的采集情况；DS2的正极与电源正极连接，负极通过电阻R9与 单片机Ul的6脚连接，用于指示温湿度的采集情况，DS3的正极与电源正极连接，负极通过 电 阻R7与USB接口芯片U4的24脚连接，在数据传输时，用于指示数据传输状态。
权利要求一种USB接口的温湿度及光照度综合测记仪，由温湿度一体传感器S1、LED指示灯DS1、DS2和DS3、硅光二极管D1、运算放大器OP、单片机U1、模拟/数字转换电路U2、非易失性存储器U3、USB接口芯片U4、LCD显示模块J1组成，温湿度一体传感器S1直接与单片机U1连接，DS1和DS2与单片机U1连接，DS3与USB接口芯片U4连接，硅光二极管D1与运算放大器OP相连，运算放大器OP与模拟/数字转换电路U2相连，模拟/数字转换电路U2与单片机U1相连，非易失性存储器U3与单片机U1相连，LCD显示模块J1与单片机U1相连，单片机U1与USB接口芯片U4相连，USB接口芯片U4与PC机相连。
2.根据权利要求1所述的一种USB接口的温湿度及光照度综合测记仪，其特征是所述 的硅光二极管Dl正极与运算放大器OP的3脚连接，并通过电容Cl与模拟/数字转换电路 U2的26脚连接，硅光二极管Dl负极与运算放大器OP的2脚连接，并通过电容C2与模拟/ 数字转换电路U2的26脚连接，电阻Rl与电容C2并联连接，运算放大器OP的4脚连接公 共地，运算放大器OP的3脚通过电容Cl与6脚连接，运算放大器OP的7脚连接电源正极。
3.根据权利要求1所述的基于USB接口的温湿度及光照度综合测记仪，其特征是所述 的单片机Ul采用STC89C58RD+，非易失性存储器U3采用非易失性铁电存储器FM31256G。
4.根据权利要求1所述的基于USB接口的温湿度及光照度综合测记仪，其特征是所述 的USB 接口芯片U4采用CH375B。
专利摘要本实用新型属农业生产科研及生活工作环境监测仪器领域，一种USB接口的温湿度及光照度综合测记仪，由温湿度一体传感器S1、LED指示灯DS1、DS2和DS3、硅光二极管D1、运算放大器OP、单片机U1、模拟/数字转换电路U2、非易失性存储器U3、USB接口芯片U4、LCD显示模块J1组成，温湿度一体传感器S1直接与单片机U1连接，DS1和DS2与单片机U1连接，DS3与USB接口芯片U4连接，硅光二极管D1与运算放大器OP相连，运算放大器OP与模拟/数字转换电路U2相连，模拟/数字转换电路U2与单片机U1相连，非易失性存储器U3与单片机U1相连，LCD显示模块J1与单片机U1相连，单片机U1与USB接口芯片U4相连，通过USB接口芯片U4与PC机相连，实现单片机U1与PC机之间的数据通讯，采集到的温湿度及光照度数据可以在PC机上做进一步的分析和处理，本实用新型可用于农业生产科研、温室大棚、植物或蔬菜培养室、实验室、仓库、体育场馆、学习工作生活环境等场合。
文档编号G01D7/00GK201589624SQ20092021720
公开日2010年9月22日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者于华丽, 刘淑霞, 王家忠, 赵晓顺, 阎昭 申请人:河北农业大学