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温湿度传感器Si7001在家庭数据采集系统中的应用

上网日期: 2011年08月19日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:温湿度传感器? Si7001? 数据采集系统?

前言

随着生活水平的提高,家具智能化的需求逐步显现,温度、湿度等数据采集的应用也开始显现出越来越大的市场潜力。本文中,通过Silicon Labs的Si7001温湿度传感器,C8051F985低功耗MCU,CP2403 LCD驱动,和LCD显示器构建一个用于家庭等温度、湿度数据采集的系统,该系统主要用于方便、及时的获取室内、外的温度、湿度等数据(也可和其他传感器集成扩展数据采集应用范围)。

家庭数据采集系统的工作原理

本文使用的Si7001温湿度传感器,C8051F985低功耗处理器,CP2403 LCD驱动,都具有I2C通信接口,可做成模块,只需要选用自己的LCD显示器即可。

典型应用如下:

室内、室外各放置2个Si7001温湿度传感器(以下简称采集节点),定时唤醒采集温度、湿度原始数据,经过Si7001内部的AD转换器,和出厂校准的原始数据处理,转换成温、湿度最终数据,经由I2C总线传递到低功耗处理器C8051F985处理。C8051F985低功耗处理器决定启用哪个采集节点,以此降低功耗,并控制CP2403 LCD驱动,将数据最终显示LCD显示器上。


家庭数据采集系统的性能

- 各节点功耗

①Si7001的功耗

Si7001湿度测量周期内典型的电流为240μA,温度测量周期内典型的电流为320μA,睡眠电流0.2uA,每分钟进行一次温、湿度测量的平均功耗仅为1μA。

②C8051F985的功耗

C8051F985睡眠电流10nA,工作电流150uA/MHz

③CP2403的功耗。

睡眠电流0.02μA,工作电流<3μA。以每分钟测量一次,工作频率4MHz进行计算,平均功耗为不超过15μA,非常适合电池供电。

-数据采集范围

Si7001的温度测量范围是-40~85℃,在25℃时的精度是±0.5℃。推荐的湿度测量范围是5~90%RH,在20%~80% RH条件下精度为2~3%RH。

以家庭应用为例:可在室外布置一个数据采集节点,用于监控室外温、湿度;在室内客厅、卧室布置2个节点,用于室内温、湿度测量与自动调节。

-扩展性

家庭数据采集系统一般还包括:烟雾传感器,火情报警器,防盗报警器等,通过通用的I2C总线,选用更强大的处理器,即可实现与其他传感器的集成与扩展,方便布置,降低成本。

Si7001的特性:

Si7001/2是数字相对湿度、温度传感器。集成了ADC,信号处理,数据校准,I2C接口于一身。

Si7001/2在出厂时都经过温度和湿度校准,并将校准数据存储在NVM中,不再需要进行软件上校准和改变。专利的工业标准CMOS低K介质传感器确保SI7001/2具有良好的长期稳定性、对污染物很低的失真和延迟。

Si7001/2具有的低功耗,高精度,已校准和稳定性是温度、湿度和露点等宽范围应用的理想产品。适用于高精度医疗,仪器,高可靠性的汽车和工业系统,环境传感器,价格敏感的白色家电等。

总结

以上简单讲述了用SI7001温湿度传感器,C8051F985低功耗MCU处理器,CP2403 LCD控制器,LCD显示器等构成家庭数据采集节点和显示控制系统,具有功耗低,使用方便(电池供电),可扩展等优点,非常适合家庭,库房,病房等应用场合的环境参数监控。有关该方案的更多详情可联系Silicon Labs授权代理商世强电讯。

梁永新

世强电讯 应用工程师







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