基于AT89C2051的温湿度采集系统的硬件设计

1．4 系统实物图
最终参数采集及实时显示模块实物图如图4所示。

2 实验测试结果与分析
2．1 第一组实验数据
该系统调试后在室内进行了模拟测试，检验了系统的测试效果以及测试精度。在数据处理时，采用大量的测量数据统计分析来减少误差，并对运行结果进行了记录分析。实验第一组数据如表1所示。

在温湿度传感器未经修正时，温湿度传感器采集到的数据与标准计数相比较，其数据偏差即将接近本系统所要达到的期望值，但还有待改进。
2．2 传感器的补偿和修正
为了补偿温湿度传感器的非线性以获取准确数据，使用如下公式(1)修正输出数值：
RHlinear=c1+c2·SORH+c3·SORH·SORH (1)
对高于99％RH的那些测量值则表示空气已经完全饱和，必须被处理成显示值均为100％2RH。湿度传感器对电压基本上没有依赖性。
当实际测量温度与25℃相差较大时，应考虑湿度传感器的温度修正系数，使用如下公式(2)。
RHtrue=(T-25)·(t1+t2·SO)+Rhliner (2)
2．3 第二组实验数据
根据公式(1)、(2)对传感器进行修正补偿后得到实验第二组数据如表2所示。

从以上结果可以看出：经过补偿和修正以后，使温度传感器测量数据的温度精度小于等于0．2℃，湿度精度小于1．0％RH，达到了系统的设计要求，满足了温度精度为±0．3℃和湿度精度±2．0％RH的课题测量要求。

3 结论
本文介绍的温湿度采集系统硬件的设计，创新点在于针对温度和湿度的测量特点，采用SHT75系列数字温湿度传感器，可与单片机直接相连，并且由于它温湿一体的高度集成化，改变传统温湿度变送器硬件包含温度传感器、湿度传感器、信号处理器、A／D转换等部分，从而简化外围电路并降低成本，提高了电路工作的可靠性和稳定性，达到了较高的性价比。通过对实际环境的温湿度测量，证明了该系统硬件电路布局设计简单合理，体积小，功能齐全，精度高，成本低，性价比相当高，是一款可以普及化的高精度温湿度参数检测仪。