& & & &具体来说，数字温度传感器的主要构成包括一个双源、一个&D-&S转换器、数字逻辑和一个通向数字器件(如与一个或微控制器连接)的串行接口(如I2C总线、SMBus或SPI)。数字温度传感器有两种：本地或远程温度传感器，它们均采用某种方法强制两个成比例的电流通过一个连接成二极管形式的NPN或，均用于测量所导致的VBE变化，使用&D-&SA/D转换器对电压采样并将数值转换成数字格式。强制电流一般采用约10:1的比例。通过强制施加比例电流和测量两个VBE的差值，可消除二极管上IS这一与工艺相关参数的一阶效应。
& & & &每个温度传感器在生产过程中均会进行调整，以便与要使用的二极管的理想参数匹配。远程二极管的特性取自2N3904/6。由于本地温度传感器在硅衬底上只是一个简单的NPN或PNP结构，远程温度传感器几乎总是集成一个本地温度传感器。因此，远程传感器的作用几乎总是像两个传感器一样。本地温度传感器在同一封装集成了一个热二极管。对于本地传感器，根据封装和位于IC衬底上的本地二极管，热时间常数(即达到最终温度的63.2%所需的时间)为几分钟。总线过重或转换过快会造成器件自加热并影响温度精度。
& & & &温度数据变为可用所需的时间称为转换速率。该速率由器件内部和A/D分辨率决定，一般低于100或长于10ms。转换速率越快，温度数据可检索的速度就越快，同时温度传感器消耗的功率也就越大。由于存在自加热效应，转换速率通常较低。图1显示了一个远程温度传感器和/或本地温度传感器的简化框图。
图1：数字温度传感器简化框图。
& & & &I2C总线或SMBus温度传感器的优点
& & & &最流行的数字温度传感器是那些带有串行总线接口的传感器。温度传感器总线的选择很大程度上取决于所选微处理器或控制器上有哪些可用的接口。控制器的选择取决于工程师对其拥有的经验多少。对于需要经常进行数据流传输的系统数据，SPI是首选，因为它拥有较快的时钟速率，速率可从几兆赫兹到几十兆赫兹。然而，对于系统管理活动，如读取温度传感器的读数和查询多个从器件的状态，或者需要多个主器件共存于同一系统总线上(系统冗余常会要求这一点)，或者面向低功耗应用，这时I2C 或SMBus将是首选接口。下面几部分将介绍每种串行总线及其优缺点。
& & & &1. SPI
& & & &SPI 是一种四线制串行总线接口，为主/从结构，四条导线分别为串行时钟(SCLK)、主出从入(MOSI)、主入从出(MISO)和从选(SS)信号。主器件为时钟提供者，可发起读从器件或写从器件操作。这时主器件将与一个从器件进行对话。当总线上存在多个从器件时，要发起一次传输，主器件将把该从器件选择线拉低，然后分别通过MOSI 和MISO 线启动数据发送或接收。
& & & &SPI 时钟速度很快，范围可从几兆赫兹到几十兆赫兹，且没有系统开销。SPI 在系统管理方面的缺点是缺乏流控机制，无论主器件还是从器件均不对消息进行确认，主器件无法知道从器件是否繁忙。因此，必须设计聪明的软件机制来处理确认问题。同时，SPI 也没有多主器件协议，必须采用很复杂的软件和外部逻辑来实现多主器件架构。每个从器件需要一个单独的从选择信号。总信号数最终为n+3 个，其中n 是总线上从器件的数量。因此，导线的数量将随增加的从器件的数量按比例增长。同样，在SPI 总线上添加新的从器件也不方便。对于额外添加的每个从器件，都需要一条新的从器件选择线或逻辑。图2 显示了典型的SPI 读/写。在地址或命令字节后面跟有一个读/写位。数据通过MOSI 信号写入从器件，通过MISO信号自从器件中读出。图3显示了I2C总线/SMBus以及SPI的系统框图。
图2：SPI 典型读/写周期。
图3：(a)I2C总线/SMBus系统接口；(b)SPI 系统接口。
& & 　　2. I2C总线
& & 　　I2C 是一种二线制串行总线接口，工作在主/从模式。二线通信信号分别为开漏SCL 和SDA 串行时钟和串行数据。主器件为时钟源。数据传输是双向的，其方向取决于读/写位的状态。每个从器件拥有一个唯一的7 或10 位地址。主器件通过一个起始位发起一次传输，通过一个停止位终止一次传输。起始位之后为唯一的从器件地址，再后为读/写位。
& & 　I2C总线速度为从0Hz到3.4MHz。它没有SPI 那样快，但对于系统管理器件如温度传感器来说则非常理想。I2C 存在系统开销，这些开销包括起始位/停止位、确认位和从地址位，但它因此拥有流控机制。主器件在完成接收来自从器件的数据时总是发送一个确认位，除非其准备终止传输。从器件在其接收到来自主器件的命令或数据时总是发送一个确认位。当从器件未准备好时，它可以保持或延展时钟，直到其再次准备好响应。
& & 　I2C允许多个主器件工作在同一总线上。多个主器件可以轻松同步其时钟，因此所有主器件均采用同一时钟进行传输。多个主器件可以通过数据仲裁检测哪一个主器件正在使用总线，从而避免数据破坏。由于I2C总线只有两条导线，因此新从器件只需接入总线即可，而无需附加逻辑。图4 显示了典型的I2C总线读/写操作。
图4：I2C总线/SMBus的典型读/写操作。
& & 　3. SMBus
& & 　SMBus是一种二线制串行总线，1996年第一版规范开始商用。它大部分基于I2C总线规范。和I2C一样，SMBus不需增加额外引脚，创建该总线主要是为了增加新的功能特性，但只工作在100kHz且专门面向智能电池管理应用。它工作在主/从模式：主器件提供时钟，在其发起一次传输时提供一个起始位，在其终止一次传输时提供一个停止位；从器件拥有一个唯一的7或10位从器件地址。
& & 　SMBus与I2C总线之间在时序特性上存在一些差别。首先，SMBus需要一定数据保持时间，而I2C总线则是从内部延长数据保持时间。SMBus具有超时功能，因此当SCL太低而超过35 ms时，从器件将复位正在进行的通信。相反，I2C采用硬件复位。SMBus具有一种警报响应地址(ARA)，因此当从器件产生一个中断时，它不会马上清除中断，而是一直保持到其收到一个由主器件发送的含有其地址的ARA为止。SMBus只工作在从10kHz到最高100kHz。最低工作10kHz是由SMBus超时功能决定的。
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地址： 电话：(86)774-2826670&求SHT71数字式温湿度传感器原理与应用？？_湿度传感器_百科问答
求SHT71数字式温湿度传感器原理与应用？？
提问者:罗卜歆
Digital Temperature and Humidity Sensor SHT11 Based on I2 C Bus and Its Application
黑龙江八一农垦大学信息技术学院 孟臣 李敏 摘 要：本文介绍了数字式相对湿度和温度传感器SHT71。该传感器具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的 特点。文中对传感器的性能特点、接口时序与命令进行了阐述，并给出了与单片机的接口电路。 关键词：数字式 温湿度传感器 单片机 引言 温湿度的测量在仓储管理、工业生产制造、智能化建筑、科学研究及日常生活中被广泛应用，传统的模拟式湿度传感器需设计信号调理电路并需要经过复杂的校准、标定过程，测量精度难以得到保证，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意。SHT71是瑞士Sensirion公司推出的基于CMOSens技术的新型温湿度传感器。该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术结合起来，发挥出强大的优势互补作用。 SHT71的性能特点 ⑴温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、I2C总线接口全部集成于一个芯片上（CMOSens技术）； ⑵全校准相对湿度及温度值输出； ⑶工业标准I2C总线数字输出接口； ⑷具有露点值计算输出功能； ⑸免外围元件； ⑹卓越的长期稳定性； ⑺湿度值输出分辨率为14位，温度值输出分辨率为12位，可编程降至12位和8位； ⑻可靠的CRC数据传输校验功能； ⑼片内装载的校准系数，保证100%的互换性。 ⑽电源电压：2.4V～5.5V; ⑾电流消耗:测量550 A，平均28 A，睡眠0.3 A。 SHT71可通过I2C总线直接输出数字量温湿度值。SHT71的封装形式为小体积4脚单线封装，其引脚说明如下：⑴SCK：串行时钟输入；⑵VDD：2.4～5.5V电源端；⑶GND：接地端；⑷DATA：双向串行数据线。 SHT71工作原理 内部结构及技术特点 SHT71数字式温湿度传感器的内部结构框图如图1所示。SHT71传感器是一款由多个传感器模块组成的单片全校准数字输出相对湿度和温度传感器，它采用了特有的工业化的CMOS技术，保证了极高的可靠性和卓越的长期稳定性，整个芯片包括校准的相对温度和湿度传感器，它们与一个14位的A/D转换器相连，此外还具有一个I2C总线串行接口电路，每一个传感器都是在极为精确的湿度室中进行校准的，校准系数预先存在传感器OTP内存中，在测量校准的全过程都要用到这些系数。 CMOSens技术的优势首先在于，利用具有不同保护下的&微型结构&检测电极系统与聚合物覆盖层组成了传感器芯片的电容，除保持电容式湿敏器件的原有特性外还可抵御来自外界的影响而对传感器进行保护，即使将传感器浸入到液体中也不会对传感器造成损害，同时还将温度传感器与湿度传感器结合在一起构成了一个单一的个体，这就可使测量精度提高并且可以精确得出露点值，而不会产生由于温度与湿度传感器之间随温度梯度变化而引起的误差。 其次将传感器元件、信号放大器、模/数转换器、校准数据存储器、I2C总线等外围调理电路，全部与温湿度传感器集成在了一个只有几平方毫米的芯片上，因此、其优势是显而易见的，由于传感器与信号放大器合为一体，这不仅使信号强度增加、抗干扰性能增强，且长期稳定性也得到了保证，集成在一起的模/数转换器，可降低系统的噪声干扰。尤为重要的是每一只传感器芯片内装载的针对该芯片传感器的校准数据，保证了每一只湿度传感器输出的一致性，使得湿度传感器可以100%的互换，同时还具有反应迅速（4S at 1/e）、高精度（0~90RH 3%）、低功耗的特点。最后传感器可以直接通过I2C总线与任何种类微处理器、微控制器系统接口，从而减少了传感器接口开发时间及降低了硬件成本。 测量数据处理 为了将SHT71输出的数字量转换成实际物理量需进行相应的数据处理。 ⑴湿度变换 SHT71的输出特性呈一定的非线性，为了补偿湿度传感器的非线性以获取准确数据，可按如下公式修正湿度值： RHlinear=c1＋c2?SORH＋c3?SORH2 式中SORH为传感器相对湿度测量值，系数取值如下： 12位SORH ：c1=-4 c2=0..8*10-6 8位SORH： c1=-4 c2=0.648 c3=-7.2*10-4 ⑵温度补偿 上述湿度计算公式是按环境温度为25℃进行计算的，而实际的测量温度则在一定范围内变化，所以应考虑湿度传感器的温度系数，按如下公式对环境温度进行补偿。 RH true=（T℃-25）?（t1＋t2?SORH）＋RHlinear 当SORH为12位时t1=0.01；t2=0.00008，当SORH为8位时，t2=0.00128 ⑶温度变换 由设计决定的SHT71温度传感器的线性非常好，故可用下列公式将温度数字输出转换成实际温度值： 温度=d1＋d2*SOT 当电源电压为5V、温度传感器的分辨率为14位时，d1=-40,d2=0.01，当温度传感器的分辨率为12位时，d1=-40,d2=0.04。 ⑷露点值计算 空气的露点值可根据相对湿度和温度值由下面的公式计算: LogEW=（0.6*T/（237.3＋T）＋（log10（RH）－2） Dp=（（0.66077-logEW）*237.3）/（logEW－8.16077） 命令与接口时序 SHT71传感器共有5条用户命令，具体命令格式见表1。 下面介绍一下具体的命令顺序及命令时序。 ⑴传输开始 初始化传输时，应发出&传输开始&命令，命令包括SCK为高时，DATA由高电平变为低电平，并在下一个SCK为高时将DATA升高。 后一个命令顺序包含三个地址位（目前只支持&000&）和5个命令位，通过DATA脚的ack位处于低电位表示SHT71正确收到命令。 ⑵连接复位顺序 如果与SHT71传感器的通讯中断，下列信号顺序会使串口复位： 当使DATA线处于高电平时，触发SCK 9次以上（含9次），并随后发一个前述的&传输开始&命令。 ⑶温湿度测量时序 当发出了温（湿）度测量命令后，控制器就要等到测量完成。使用8/12/14位的分辨率测量分别需要大约11/55/210毫秒。为表明测量完成，SHT71会使数据线为低，此时控制器必须重新启动SCK。然后传送两字节测量数据与1字节CRC校验和。控制器必须通过使DATA为低来确认每一字节，所有的量中从右算MSB列于第一位。通讯在确认CRC数据位后停止。如果没有用CRC-8校验和，则控制器就会在测量数据LSB后，保持ACK为高来停止通讯，SHT71在测量和通讯完成之后会自动返回睡眠模式。需要注意的是，为使SHT71温升低于0.1℃,则此时工作频率不能大于15%（如：12位精确度时，每秒最多进行3次测量）。 应用说明 ⑴硬件接口电路 这里以AT89C2051单片机为例给出SHT71与单片机的接口电路如图3所示。由于AT89C2051不具备I2C总线接口，故使用单片机通用I/O口线来虚拟I2C总线，利用P1.0来虚拟时钟线，利用P1.1口线来虚拟数据线DATA，并在DATA端接入一只4.7K的上拉电阻，同时在VDD及GND端接入一只0.1 f的去耦电容。 ⑵运行条件 测量量程以外的温度会使湿度信号暂时偏移＋3%。传感器会慢慢返回到校准条件。但是若将芯片在湿度&5%环境下，加热24小时到90℃时，就会迅速地将高相对湿度、高温度环境的影响进行恢复，延长强度条件会加速芯片的老化。 ⑶安装注意事项 由于大气的相对湿度与温度的关系密切，因此测量大气温度时的要点是将传感器与大气保持同一温度，如果传感器线路板上有发热元件SHT71应远离热源并保持好良好的通风，为减少SHT71和PCB之间的热传导，应使铜导线最细并在其中加上窄缝。同时应避免使传感器在强光或UV下曝晒。 结束语 SHT71是一种全新的基于智能传感器设计理念的新型传感器，该传感器将温度、湿度传感器、信号调理、数字变换、串行数字通信接口、数字校准全部集成到一个高集成度、体积极小的芯片当中，实现了温湿度传感器的数字式输出、且免调试、免标定、免外围电路。极大方便了温湿度传感器在嵌入式测控领域的应用，因而该传感器在数字式温湿度测控领域有着广泛的应用前景。同时该传感器也代表了传感器技术的发展方向。
回答者:雷新泽
Mail: Copyright by ；All rights reserved.温湿度传感器 -
温湿度传感器：度量物体冷热的物理量，是国际单位制中7个基本物理量之一。在生产和科学研究中，许多物理现象和化学过程都是在一定的温度下进行的，人们的生活也和他密切相关。
：湿度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。
日常生活中最常用的表示湿度的物理量是空气的相对湿度。用%RH表示。在物理量的导出上相对湿度与温度有着密切的关系。一定体积的密闭气体，其温度越高相对湿度越低，温度越低，其相对湿度越高。其中涉及到复杂的热力工程学知识。
有关湿度的一些定义：：在计量法中规定，湿度定义为“物象状态的量”。日常生活中所指的湿度为相对湿度，用RH%表示。总之，即气体中（通常为空气中）所含水蒸气量（水蒸气压）与其空气相同情况下饱和水蒸气量（饱和水蒸汽压）的百分比。
：指单位容积的空气里实际所含的水汽量，一般以克为单位。温度对绝对湿度有着直接影响，一般情况下，温度越高，水蒸气发得越多，绝对湿度就越大；相反，绝对湿度就小。
：在一定温度下，单位容积，空气中所能容纳的水汽量的最大限度。如果超过这个限度，多余的水蒸气就会凝结，变成水滴，此时的空气湿度变称为饱和湿度。空气的饱和湿度不是固定不变的，它随着温度的变化而变化。温度越高，单位容积空气中能容纳的水蒸气就越多，饱和湿度就越大。
：指含有一定量水蒸气（绝对湿度）的空气，当温度下降到一定程度时所含的水蒸气就会达到饱和状态（饱和湿度）并开始液化成水，这种现象叫做凝露。水蒸气开始液化成水时的温度叫做“露点温度”简称“露点”。如果温度继续下降到露点以下，空气中超饱和的水蒸气就会在物体表面上凝结成水滴。此外，风与空气中的温湿度有密切关系，也是影响空气温湿度变化的重要因素之一。
温湿度传感器 -
湿度测量传感器常见的几个测量方法
湿度测量技术来由已久。随着电子技术的发展，近代测量技术也有了飞速的。湿度测量从原理上划分二、三十种之多。对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值（重量或体积）等等。但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。一个看似简单的量值，深究起来，涉及相当复杂的物理—化学理论分析和计算，初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素，因而的合理使用。
常见的湿度测量方法有：动态法（双压法、双温法、分流法），静态法（饱和盐法、硫酸法），露点法，干湿球法和形形色色的电子式传感器法。
这里双压法、双温法是基于热力学P、V、T平衡原理，平衡较长，分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。由于采用了现代测控手段，这些设备可以做得相当精密，却因设备复杂，昂贵，运作费时费工，主要作为标准计量之用，其测量精度可达±2%RH -±1.5%RH。
静态法中的饱和盐法，是湿度测量中最常见的方法，简单易行。但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严，对环境温度的稳定要求较高。用起来要求等很长时间去平衡，低湿点要求更长。特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要6~8小时。
露点法是测量湿空气达到饱和时的温度，是热力学的直接结果，准确度高，测量范围宽。计量用的精密露点仪准确度可达±0.2℃甚至更高。但用现代光—电原理的冷镜式露点仪价格昂贵，常和标准湿度发生器配套使用。
干湿球法，这是18世纪就发明的测湿方法。悠久，使用最普遍。干湿球法是一种间接方法，它用干湿球方程换算出湿度值，而此方程是有条件的：即在湿球附近的风速必需达到2.5m/s以上。普通用的干湿球温度计将此条件简化了，所以其准确度只有5~7%RH,明显低于电子湿度传感器。显然干湿球也不属于静态法，不要简单地认为只要提高两支温度计的测量精度就等于提高了湿度计的测量精度。
本文想强调两点：第一，由于湿度是温度的函数，的变化决定性地影响着湿度的测量结果。无论那种方法，精确地测量和控制温度是第一位的。须知即使是一个隔热良好的恒温恒湿箱，其工作室内的温度也存在一定的梯度。所以此空间内的湿度也难以完全均匀一致。
第二，由于原理和方法差异较大，各种测量方法之间难以直接校准和，大多只能用间接办法比对。所以在两种测湿方法之间相互校对全湿程（相对湿度0~100%RH）的测量结果，或者要在所有温度范围内校准各点的测量结果，是十分困难的事。例如通风干湿球湿度计要求有规定风速的流动空气，而饱和盐法则要求严格密封，两者无法比对。最好的办法还是按国家对湿度计量器具检定系统（标准）规定的传递方式和检定规程去逐级认定。
温湿度传感器 -
选择的注意事项①．选择测量范围
和测量重量、温度一样，选择湿度传感器首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外，搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100%RH)测量。
②、选择测量精度
测量精度是湿度传感器最重要的指标，每提高—个百分点，对湿度传感器来说就是上一个台阶，甚至是上一个档次。因为要达到不同的精度，其制造成本相差很大，售价也相差甚远。所以使用者一定要量体裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。如在不同温度下使用湿度传感器，其示值还要考虑温度漂移的影响。众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。温度每变化0.1℃。将产生0.5%RH的湿度变化(误差)。使用场合如果难以做到恒温，则提出过高的测湿精度是不合适的。多数情况下，如果没有精确的控温手段，或者被测空间是非密封的，±5%RH的精度就足够了。对于要求精确控制恒温、恒湿的局部空间，或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合，再选用±3%RH以上精度的湿度传感器。而精度高于±2%RH的要求恐怕连校准传感器的标准湿度发生器也难以做到，更何况传感器自身了。相对湿度测量仪表，即使在20—25℃下，要达到2%RH的准确度仍是很困难的。通常产品资料中给出的特性是在常温（20℃±10℃）和洁净的气体中测量的。
③、考虑时漂和温漂
在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，电子式湿度传器会产生老化，精度下降，电子式湿度传感器年漂移量一般都在±2%左右，甚至更高。一般情况下，生产厂商会标明1次标定的有效使用时间为1年或2年，到期需重新标定。
④、其它注意事项
湿度传感器是非密封性的，为保护测量的准确度和稳定性，应尽量避免在酸性、碱性及含有机溶剂的气氛中使用。也避免在粉尘较大的环境中使用。为正确反映欲测空间的湿度，还应避免将传感器安放在离墙壁太近或空气不流通的死角处。如果被测的房间太大，就应放置多个传感器。有的湿度传感器对供电电源要求比较高，否则将影响测量精度。或者传感器之间相互干扰，甚至无法工作。使用时应按照技术要求提供合适的、符合精度要求的供电电源。传感器需要进行远距离信号传输时，要注意信号的衰减问题。当传输距离超过200m以上时，建议选用频率输出信号的湿度传感器。
温湿度传感器 -
人们生活的关系
如：冬天温度为18至25℃，湿度为30%至80%；夏天温度 为23至28℃，湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内，室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是18℃，湿度则是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷。
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食品行业：温湿度对于食品储存来说至关重要，温湿度的变化会带来食物变质，引发食品安全问题温湿度的监控有利于相关人员进行及时的控制。
档案管理：纸制品对于温湿度极为敏感，不当的保存会严重降低档案保存年限利用如LTM8901系列+LTM8662+LTM8520即可组成环境监控系统，配上排风机，除湿器，加热器，即可保持稳定的温度，避免虫害，潮湿等问题。
温室大棚：植物的生长对于温湿度要求极为严格，不当的温湿度下，植物会停止生长、甚至死亡利用LTM8901C+LTM85202，配合气体传感器，光照传感器等可组成一个数字化大棚温湿度监控系统，控制农业大棚内的相关参数，从而使大棚的效率达到极致。
动物养殖：各种动物在不同的温度下会表现出不同的生长状态，高质高产的目标要依靠适宜的环境来保障。
药品储存：根据国家相关要求，药品保存必须按照相应的温湿度进行控制。根据最新的GMP认证，对于一般的药品的温度存储范围为0-30℃。
烟草行业：烟草原料在发酵过程中需要控制好温湿度，在现场环境方便的情况下可利用LTM8590等无线温湿度传感器监控温湿度，在环境复杂的现场内，可利用RS-485等数字量传输的LTM8901C进行检测控制烟包的温湿度，避免发生虫害，如果操作不当，则会造成原料的大量损失。
工控行业：主要用于暖通空调、机房监控等。楼宇中的环境控制通常是温度控制，对于用控制湿度达到最佳舒适环境的关注日益增多。
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温湿度传感器应用于监控文物环境的温湿度
古文物之所以历经数百年几千年而保持完好，是由于其深埋于地下时，处在近乎封闭的环境中，物理的、化学的、生物的变化都停留在某种平衡状。但是随着它出土它的这种平衡性也会遭到破坏。所以文物出土后我们要采取有效的措施防止它们将逐渐被腐蚀、消耗，终归化为尘埃。文物在博物馆和档案馆中很容易受到空气腐蚀。所以利用温湿度传感器监控文物所在环境的温湿度是很有必要的。文物博物馆的温度和湿度要求是非常苛刻的，我们必须利用温湿度传感器实现对温度、湿度进行24小时实时监测，而且这些数据必须及时的传送给监控中心。一旦数值出现超出预设温湿度上下限，监测主机就会立即报警。从而文物保护人员就能及时的采取有效措施来确保文物的良好环境。灵活的传感器探头可直接放置于测量点进行使用，无需布线，省时省力。文物是古代文明的结晶对于我们了解以前的历史很有作用，所以保护文物非常有必要，温湿度传感器由于其价格便宜，便宜和监控系统相连的优点，使得其在保护文物方面有不可取代的作用，随着温湿度传感器的发展，用于监控文物的温湿度传感器也会大大改进，使得其精度更高、体积更小、以及灵敏度更加优越。这样才能更好的监控文物的环境。
温湿度传感器应用于中国移动机房的温湿度1.1系统的必要性
&&&&随着计算机技术的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各大单位的重要组成部分。机房的环境设备对温度、湿度以及安全性的要求也越来越严格，这是保证计算机系统能够正常运行的基本环境。一旦机房环境设备出现故障，就会影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。对于像中国移动需要实时交换数据的单位机房，机房管理更为重要，一旦系统发生故障，造成的经济损失更是不可估量。目前许多机房的管理人员不得不采用24小时专人值班，定时巡查机房环境设备，这样不仅加重了管理人员的负担，而且更多的时候，不能及时排除故障，对事故发生的时间及责任也无科学的管理。
1.2&设计依据
&&&&计算机机房集中监控用户要求
&&&&计算机站场地技术条件GB2887-89
1.3设计原则
&&&&系统选型高起点
&&&&技术先进性：选用最专业的厂家产品&
&&&&系统高可靠性：系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品&
&&&&系统运行管理方便：软件系统中文化，操作方便
&&&&技术支持能力强：承建单位技术实力强，服务完善
&&&&系统可扩展性能强：模块化结构有利于扩容与扩展
&&&&投资少：系统选型具有高性能价格比&
&&&&建设时间短：在较短的时间内完成系统的安装调试&
1.4功能要求
&&&&机房环境：机房温湿度
&&&&图像监控:对机房现场进行图像间断式监控.与传输。
&&&&集中监控：对以上内容通过计算机进行集中监控。
2&机房监控系统组成&
&&&&&&&1#-5#机房的温湿度的监测和机房及服务器通道间的视频监控。
2.2系统组成
&&&&&&&&系统由数字温湿度传感器、工控机、显示器、大屏液晶显示仪、组态网络、协议转换模块、串口采集卡、监视器支架、工业电气配电箱、视频录像卡、彩色半球摄像机、操作台、视频分配器、视频插头、视频线、音箱和声卡及屏蔽线等组成。温湿度传感器 中国移动机房监控方案
3&设计方案
&&&&&&本着为用户建立一个安全、实用、先进的机房监控网络的原则，在以下部分我们将结合用户的实际情况，对设计方案加以论述。
3.1监控系统结构
&&&&&&系统分为二层：监控中心以及现场各种监控设备。
监控中心：
&&&&&监控中心由工控机、显示器、操作台、大屏液晶显示仪、串口采集卡、监视器支架、协议转换模块、视频录像卡、视频插头、视频线、音箱和声卡等组成。监控中心将采集所有的实时数据、视频流和报警内容，并统一对所有事件作出响应。
&&&&&监控主机与智能设备之间通过RS485/232或网络连接，采用主从方式通过通讯协议相互通讯，取得各设备的实时数据，便于对事件的即时响应。
监控现场：
&&&&&数字温湿度传感器和彩色半球摄像机。
3.2监控对象及内容
&&&&根据用户要求，主要监控内容如下，以下将对各监控子系统分别进行介绍：
3.2.1机房温湿度监控系统
3.2.1.1概述：对于面积较大的机房，由于气流及设备分布的影响，温湿度值会有较大的区别，应根据主机房实际面积及服务器的实际摆放位置，确定加装温湿度传感器的数量，检测机房内的温度、湿度。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
通过传感器与主监控室的工控机的联动可以实现机房的温湿度同屏的实时显示、超过预定值时，系统将发出报警声音提醒现场管理人员；并且为了将来的拓展需要可以在软件内部预留出无线猫通讯接口，在硬件上预留出无线猫的卡槽，以方便将来需要实现短信报警功能。& & & & & &
3.2.1.4&组态软件功能及界面介绍
通过计算机对各个机房进行温湿度信号采集、显示、存储；
*每点温度或湿度超限音箱报警；（可设定包括温度上限，上上限，温度下限，下下限；湿度上限，上上限，湿度下限，湿度下下限等值）；
*可显示每点温湿度历史曲线数据；
*可显示每点温湿度的实时记录曲线；
*可显示每点温湿度实时采样数据；（超限报警时，音箱声音报警同时，画面对应数据变色闪烁）；
*可显示每点温湿度历史曲线数据；（可设定坐标系内需要显示点的温度或湿度的曲线，可设定每条曲线的颜色、粗细、时间轴长短、起始时间等）；
*可生成每点温湿度数据组态报表，亦可自动转存成*.TXT文件包，放到指定共享文件夹中供局域网中其它计算机调用。
软件界面温湿度传感器 中国移动机房监控方案 温湿度传感器 中国移动机房监控方案
3.2.2.5系统功能
通过计算机对各个机房进行视频信号采集、显示、存储；
*实时进行监测，但如果采用混合码情况下，在无人进入静态情况下减少数据存储量，从而减小盘存储空间；
*可同时显示每监控点画面；
*可放大显示每一个监控点画面。
中国移动通讯业务支持系统部数据中心机房内运行着数百台电脑，以为客户和集团内部提供各类数据服务。
机房内的温湿度环境必须保证计算机系统能够正常运行。一旦机房环境设备出现故障，就会影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁。
针对中国移动机房的现场条件，北京九纯健科技发展有限公司为中国移动机房提供以上温湿度环境监控解决方案，对中国移动机房进行一系列监控。
监控对象及内容
&&&&&&&&数据中心各层机房的温湿度
&&&&&&&&确保温湿度数据在控制的范围内
&&&&&&&&超限报警，并采取相应措施进行调控
过程图片：温湿度传感器
中国移动机房监控方案 温湿度传感器应用于雀巢研发中心温湿度传感器 雀巢研发中心智能短信监测系统 & &简介：对于很多科研单位由于科研需要或产品存放需要，很多原料、半成品或成品(在此我们统称科研品)，需要有特定的存放温度湿度环境，同时为保证各种设备的正常的运行，就需要保障电力供应、生活用水、污水处理等各种基本要素的正常工作，所以上述温度、湿度、电力供应、供水等都需要24小时监测。大家都知道周一到周五我们有工作人员现场观测，可是双休日期间，虽说有值班人员，但对于一个多楼层多个地点的监测显然是力不从心的，我们很难在第一时间及时发现突然发生的故障，更很难及时通知到相关负责人做出最快速的处理，大家不难想象，对于些突发事件不能及时处理，就可能造成某个实验前功尽弃，或某批科研品因温度或其它原因而报废，甚至造成更为严重损失。另一方面如果我们不在现场，就不能随时随地的得到现场各种设备的运行状态，现在好了，九纯健科技推出了帮您解决上述难题的综合解决方案。
　　为了实现对重点区域和基础设施的全天候24小时不间断的监测，九纯健科技结合不同的现场情况，推出了一套完整的无线监测方案。简单讲，它是将现在的无线通讯技术与自动化监测技术巧妙的结合起来，以较小的投入来实现功能实用的自动化监测报警功能。
　　这套监测报警系统实现的方式如下：
　　1、通过JCJ504智能短信报警器可以监测多路模拟或开关信号(最多7路电压信号和4路开关信号或最多11路开关信号)，每路信号可以独立定义，如编号、名称、报警内容、上下限设置、位置等等&，以及接收报警信号的手机号码(只有经过授权的号码才有权限接收和查询当前设备的工作状态)。
　　当报警发生时，预先设定好的手机就会在报警发生的很短时间内就会接收到报警信息，不论相关负责人在哪里(只要在手机信号覆盖区)，只要手机处于开机状态就会接收到报警信息，这为我们第一时间及时处理突发事件蠃得了宝贵时间，避免了不可预知的损失。
　　此外用户通过手机查询功能，随时随地都可以查询到所监测设备当前工作状态，即使用我们不在监测设备旁边，我们也能对设备的运行情况了如指掌;如此周到全面的监测，为我们带来的安全感与便捷感是不言而喻的。
　　2、对于监测对象我们可举些例子如：温度方面包括常温库、4度库、-20度冷库，湿度方面如中心机房、动力机房，380V动力电源供应情况、220VAC电源供应情况、漏水监测、重点防火区的火警测测、烟雾报警、生活水、污水处理中各种水位监测、压力监测以及其它监测设备提供的开关信号或变送器提供的模拟信号等等。
　　3、监测系统的布线，鉴于考虑到监测点的分散、传输距离较远、监测信号种类较多、现场干扰等诸多因素，所有布线全部采用屏蔽线缆，开关信号与模拟信号每路独立传输，布线走标准桥架，高低电压分开走线，所有布线设计严格按照综合布线相关规定执行，报警器独立安装于标准配电箱内，避免外界各种干扰，确保短信报警器能够长期、稳定工作。如有条件的话，报警的工作电源采用小型UPS或蓄电池，确保不论发生什么状态，短信报警器都能始终处于正常工作状态。
　　4、智能短信报警器与各种传感器、监测器工作示意图如下：温湿度传感器
雀巢研发中心智能短信监测系统
　　结束语：经过多家大型企业的长期使用，测量效果理想，真正起到了实时监测、功能丰富、经济实用和提高工作效力的良好作用。
　　典型客户：雀巢上海研发中心、雀巢北京研发中心等
　　以上方案同样适用于制药企业、食品生产企业。温湿度传感器应用于制梁厂水泥养护室温度集中监测系统& &随着国民经济的快速发展，近年来高等级公路、铁路大量修建。水泥混凝土构件在桥梁建设中占有重要位置。影响水泥构件强度性能的因素有：1.水泥的矿物成分2.外添加剂3.矿物掺料4.用水量5.水泥混凝土的养护。混凝土浇捣后，之所以能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥水花作用的结果，而水化作用则需要适当的温度和湿度条件，因此为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须对混凝土进行养护。
砼（混凝土）的养护目的：温湿度传感器
&&& &一、是创造各种条件使水泥充分水化，加速砼硬化；
&&&二、是防止砼成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂缝等破损现象。其中温度监测监控水泥混凝土的养护工艺中处于至关重要的位置。
本文介绍了一种适合梁厂水泥养护室采用的多点温度无线监测系统方案。
系统组成介绍：
☆&JCJ100TW温度传感器采用不锈钢金属外壳封装，内部填充绝缘导热材料密封而成。产品具有体积小巧、反应灵敏、种类丰富、防水抗震等特点，可广泛用于环境温度、气体温度、液体温度、物体表面温度、冷冻冷藏温度等各种类型的温度测量。
技术参数：
铂热电阻：Pt100、Pt500、Pt1000&&&最大测温范围：（-200～400）℃
&精度等级：A级±（0.15+0.002|t|）℃&&&B级±（0.30+0.005|t|）℃
&铜热电阻：Cu50&&（-50～150）℃&&&精度：&±（0.30+0.006|t|）℃&&&注：|t|为实测温度的绝对值。
公称压力：常压
☆JCJ500B智能温度巡检仪采用先进的软硬件设计，一般可巡检1～16路温度测量信号，
接收电压或电流或其它信号，仪表通过内部参数设定来实现输入信号、测量范围、报
警值、报警回差、误差校准、通讯、打印等各种功能设定。仪表可实现对多路温度、
湿度、压力、液位、流量等各种物理量的巡回检测。
☆JCJ500B智能温度巡检仪可以作为数据采集设备使用，最大可实现100台仪表联机工作，通过配套的软件或用户根据通讯协议开发功能丰富的数据监测系统。
工作电源：90～265VAC（开关电源）或24VDC±10%
输入信号：标准电流&&0～10mA、4～20mA、0～20mA
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&标准电压&&0～5V、1～5V、0～10V
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&热&电&偶&&K、S、B、T、E、J、N&、WRE
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&热&电&阻&Pt100、Pt1000、Cu50、Cu100
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&测量精度：0.2%F.S±1个字
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&显示范围：-
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&显示方式：双排4位LED显示
&&&&&&&&&&&&&&&&&&上排显示测量值（0.8英寸），下排显示通道号（0.56英寸）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&发光二极管显示每个通道报警状态（灯亮表示处于报警状态）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&温度补偿：0～50℃冷端温度自动补偿
&&&&&&&&&&&&&&&&&&仪表量程超限或输入信号断路仪表报警提示
&&&&&&&&&&&&&&&&&&通讯波特率：300～9600bps内部自由设定
&&&&&&&&&&&&&&&&&&通讯地址：0～99
系统拓扑结构示意图：温湿度传感器系统拓扑结构示意图
上位机软件说明：
温度监测软件以世纪星\组态王等标准版组态软件软件为运行平台，这为软件长期稳定
的运行提供了保证，是一款功能丰富、性能稳定的温湿度监测软件。软件主要功能如下：
安装方便：软件安装方便，直接点击“Setup.exe”运行完成安装，通过简单设置，即可使用。
多种界面：具有实时数显、实时曲线、历史曲线、数据报表、组态报表等多种数据显示方式。
组态灵活：画面、文字及曲线根据测量需要，灵活组态，画面具体生动。
数据存储：数据自动存储、数据导出（另存）Excel、TXT等文件格式。
数据打印：支持报表打印、历史曲线打印及在Excel里打印。
数据查询：通过输入查询时间，即可查询所需被测点对应时间内的数据记录和曲线记录。
监测报警：当监测数值达到报警条件时，以改变相应数据颜色方式发出警报。
稳定准确：软件运行稳定，抗干扰能力强，数据采集准确度高，满足高标准数据监测要求。
自行开发：系统采用Modbus_RTU协诡议，可以采用种组态软件进行组态，用户可以根据需要选择其它组态软件进行组态，根据需要可以加入各种功能，系统功能完全由用户需要而定。
结语：该系统已成功应用在近几年修建的几条高速铁路制梁厂，使用情况良好。
温湿度传感器 -
风道管温湿度传感器
风道管温湿度传感器一般采用原装进口的温湿度传感模块，通过高性能单片机的信号处理,可以输出各种模拟信号。具有广泛的应用，甚至超过一般壁挂式温湿度传感器。风道管温湿度传感器采用灵活的管道式安装，使用方便，输出标准模拟信号，直接应用于各种控制机构和控制系统。整机性能更优越，长期稳定性更出色。这种温湿度传感器一般温度范围是-40-120℃ ，而湿度范围为0~100%RH。风道管温湿度传感器输出信号具有多样性，一般有4-20ma，0-5V，0-10V等常见模拟信号，有的还带有485数字信号输出，如果客户需要还可以佩戴显示功能，这也是这种传感器使用范围很广的一种原因。风道管温湿度传感器广泛应用于楼宇自动化、气候与暖通信号采集、博物馆和宾馆的气候站、大棚温室以及医药行业等。这种传感器产品一般质保一年，使用一定年限后，产品测量精度会产生一定的漂移，为了保证测量精度，建议在产品使用1~2年后客户需对进行产品进行精度校正或者返厂精度校正。壁挂式温湿度变送器产品简介：& &温湿度变送器采用进口数字温湿度敏感元件，其具有性能稳定、一致性好、数字信号输出抗干扰能力强等特点。
&&&温湿度变送器具有模拟电压或电流输出或数字通讯输出或继电器独立控制输出及内置蜂鸣器报警、LCD液晶背光显示等诸多功能，通过本产品就可以实现温湿度的测量与控制、通讯。温湿度传感器
主要特点：◆性能优异，测量精度高，适用于各种环境的温湿度测量
◆标准化设计，外形美观、结构科学，墙面安装，拆装方便
◆传感器安置于变送器外面，有利于提高测量精度和使用的便捷性
◆提供两路标准模拟信号输出
◆配有LCD液晶显示和标准RS-232或485通信接口，可以直接配接计算机（为用户省去了数字仪表和数据采集器）
◆可选配温湿度报警输出（1-4路可选）
温湿度传感器
典型应用：
　 工业现场测控、暖通空调地、楼宇、机房、档案馆、温室大棚、超市、&生产车间、仓库、工地、温湿度监测、监控系统等各种温湿度测量、测控的场合。温湿度变送器开发了相应的监测、监控系统及配套软件。温湿度传感器 控制输出 无源开关量：温度上限，温度下限，湿度上限，湿度下限，
节点负载能力：AC250V3A
结构形式 变送、探头一体式、白色ABS工程塑料
工作电流 ≤100mA
外形尺寸 117X86X41mm
安装方式 壁挂式
工作环境 –40℃-80℃对于带显示的产品请在–20℃-60℃环境下使用
注：对于风道式螺纹安装方式产品，所列插深长度为含螺纹长度。
例如：选型则该变送器为壁挂安装方式，功能为（0-5）V电压信号输出，变送温度范围为（0-50）℃，RS485通讯接口输出，带液晶显示,无控制功能,内置蜂鸣器报警功能。
温湿度传感器 -
近年来，随着智能手机、平板电脑等移动设备的迅速发展，其中内置的微机电系统(MEMS)的比例越来越高。 “目前，我们公司的传感器每年的出货量已经超出了几千万片，全球业务增长幅度近年来都在40%左右。”总部位于瑞士的深圳盛思锐(Sensirion)公司总经理Paul Chia表示，作为全球领先的传感器制造商，盛思锐公司早在八年前就已经进入中国市场，并向中国厂商推广温湿度传感器
“我们的产品在中国市场主要分三大应用：第一是安防监控；第二是节能，普遍应用到家电，汽车等领域；第三则是舒适度，主要应用于消费类电子产品领域。”在2009年，盛思锐公司推出了一款当时世界上最小的数字湿度和温度传感器——SHT21，引起市场广泛关注。
一直以来，盛思锐在推广温湿度传感器的过程中，都非常注重于宣传舒适度概念。“之前的客户只有温度的概念，而没有湿度概念。其实相对湿度是与温度密切相关的，只有对同一测量点的湿度和温度进行数据采集，才能保证相对湿度的准确性。”Paul Chia表示，人体对空气湿度的舒适感应空间较窄，因此需要通过感应器来感知湿度，随时补充或降低水分。
在2009年，盛思锐公司推出了一款当时世界上最小的数字湿度和温度传感器—SHT21，引起市场广泛关注。 盛思锐是业内第一家将温、湿度传感器集成到一起的厂商。“我们不仅仅是提供一个感应器，而是把温度补偿和标定数据都集成在一个电路里面。我们的温湿度传感器在出厂前都经过完全标定，客户只需将其跟单片机通讯就可以直接采集到数据。
”据介绍，温湿度传感器作为电子技术和物理化学原理的复合技术，硬件因素只占其中50%，另一个重要因素则是标定。如果要保证测出来的值是准确的，则需要保证每次检测的标定值永远在一个固定范围内，这是非常难做到的。一般来说，由于标定需要大量的数据来测试，只有产品出货量越大，产品稳定性才会越好。“由于一些小型IC厂商出货量较小，所以很难保证测量数据的稳定性和精准度”。
据了解，温湿度感应器目前主要分为电阻式、电容式两种，相对来说电容式的精准度比较好，感应速度非常快，但是在水分的侵蚀下容易氧化。由于盛思锐采用了独特的的电极分布和镀膜技术，使得感应器不仅不会氧化，还能很快吸收水分子。“基本上每一个厂家的湿度传感器都存在一个问题，进水容易损坏。
我们的传感器在水分蒸发后可以迅速还原，电阻式传感器无法做到这一点。”针对手机市场，应用匮乏成普及最大阻碍 Paul Chia认为，未来的传感器市场尤其是在消费电子及物联网等领域拥有广阔前景。当然在具体应用中，也面临一些需要解决的问题，“物联网方面，客户希望一块纽扣电池可以为传感器供电达4年之久，另外多种传感器的组网和无线传输方式也是一个问题。”但在手机行业的市场推广过程中，Paul Chia意识到，阻碍智能手机厂商采用温湿度传感器的主要原因，可能并非来自传感器本身。 “我们的产品能提供温湿度参数，但是怎样使其转化为手机用户的有利信息？”在日本，针对温湿度传感器的应用开发已经走在了前列。
盛思锐的温湿度传感器已被应用于日本某知名品牌当中。笔者猜测，相关数据可能会被NTT、DOCOMO等运营商卖给气象台或商家来进行分析。在中国，包括海尔、联想在内的手机厂商也开始了一些尝试，针对农村市场已经推出了可以显示温湿度的手机，可以帮助农民更便捷地了解气候变化。“未来我们还可能在一些针对老人的手持设备中加入温湿度传感器，提醒他们及时补充水分和调节温湿度。” 在消费电子领域，温湿度传感器的传统应用是天气预报以及室内监测，例如盛思锐三年前在香港做的“weather station”，通过一个显示屏显示日期、时间、温度和湿度。手机中如果仅仅集成这种应用，消费者是否愿意为增加的成本买单？ “在接触国内手机客户的过程中，他们对我们的产品其实很看好，唯一的疑问是手机还缺少相关应用。
很遗憾的是，如果没有大型国际品牌手机厂商先使用，国内二、三线厂是不会贸然尝试的。”Paul Chia透露，近段时间他基本上遍访了国内排名前十位的智能手机厂商及IDH公司，但是最终还是确定先与日韩和欧美的几家国际品牌厂商开始合作。他同时表示，随着Windows 8、Android 4.0增加了对于温湿度传感器的API支持，相关的第三方应用开发者将可以在此基础上开发大量的应用软件。而一旦几家国际公司率先应用，将很快在国内形成更加完善的生态系统。
当然，如果要针对中国手机市场，成本是不得不考虑的一个因素，目前温湿度传感器在成本上仍然过高。“我们也意识到手机行业很多时候‘兴奋点’在1美金以下，而目前业界同样产品的价格还达不到兴奋点，所以我们也在研发一些体积较小、耗较小、成本较低的产品。”Paul Chia表示，用于消费类电子产品上的传感器精度可能并不需要达到那么高，他认为5%湿度精度、0.5℃温度精度已经可以满足客户需求。随着传感器价格的持续降低，相信未来不只是高端手机，包括中、低端的智能手机都会考虑加入这一功能。
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