一種基于電容傳感的無(wú)線感知傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種基于電容的無(wú)線感知傳感器。利用RC振蕩原理，把傳感器電容值轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，然后通過(guò)STM8單片機(jī)測(cè)量頻率，得到相應(yīng)的濕度值。利用負(fù)溫度系統(tǒng)的熱敏電阻測(cè)量溫度。測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)溫度數(shù)據(jù)對(duì)濕度進(jìn)行軟件補(bǔ)償，提高濕度測(cè)量的精度和穩(wěn)定度。測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)NRF24L01按一定的通信協(xié)議發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)短距離對(duì)溫濕度等數(shù)據(jù)的獲取，具有十分廣闊應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于電容傳感的無(wú)線感知傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及領(lǐng)域?qū)儆陔娮有畔ⅲ唧w的說(shuō)涉及一種基于電容傳感的無(wú)線感知傳感器。
技術(shù)背景
[0002]物聯(lián)網(wǎng)的核心是感知，不是網(wǎng)絡(luò)，因此研究和開(kāi)發(fā)新型低功耗的無(wú)線感知傳感器，在物聯(lián)網(wǎng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。無(wú)線傳感器綜合了微電子技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)，能夠協(xié)同地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理，處理后的信息通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送，并可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給觀察者。
[0003]無(wú)線傳感器的應(yīng)用前景十分廣闊，在軍事、工農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)，醫(yī)療護(hù)理、搶險(xiǎn)救災(zāi)、危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程控制以及智能家居等領(lǐng)域都有潛在的使用價(jià)值，已經(jīng)引起了許多國(guó)家學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。本文基于2.4GHz無(wú)線通信技術(shù)和低功耗單片機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)一種具有感知能力、計(jì)算能力和通信能力的新型無(wú)線信息感知傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)工礦現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)，主要包括溫度采集、濕度采集和無(wú)線傳輸三個(gè)模塊。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種基于電容的無(wú)線感知傳感器。利用RC振蕩原理，把傳感器電容值轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，然后通過(guò)STM8單片機(jī)測(cè)量頻率，得到相應(yīng)的濕度值。利用負(fù)溫度系統(tǒng)的熱敏電阻測(cè)量溫度。測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)溫度數(shù)據(jù)對(duì)濕度進(jìn)行軟件補(bǔ)償，提高濕度測(cè)量的精度和穩(wěn)定度。測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)NRF24L01按一定的通信協(xié)議發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)短距離對(duì)溫濕度等數(shù)據(jù)的獲取。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1是本發(fā)明原理圖【具體實(shí)施方式】
[0006]系統(tǒng)結(jié)構(gòu):電路通過(guò)溫濕度傳感器來(lái)測(cè)量環(huán)境溫濕度，利用RC振蕩原理，把傳感器電容值轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，然后通過(guò)STM8單片機(jī)來(lái)測(cè)量頻率，得到相應(yīng)的濕度值。利用負(fù)溫度系統(tǒng)的熱敏電阻測(cè)量溫度，通過(guò)NRF24L01將數(shù)據(jù)按一定的通信協(xié)議發(fā)送出去。
[0007]溫濕度檢測(cè)電路:利用傳感器電容值隨濕度單調(diào)變化的性質(zhì)，把傳感器接入基于施密特觸發(fā)器的松弛振蕩器，就可以把電容值的變化轉(zhuǎn)化為頻率的變化。濕度傳感器RC振蕩電路由于濕度傳感器的電容值與溫度有關(guān)，因此需要根據(jù)溫度的變化對(duì)濕度測(cè)量值進(jìn)行校正。為了能快速采集到溫度的變化，溫度檢測(cè)電路直接采用電阻分壓方式。溫度變化引起電阻值發(fā)生變化，經(jīng)分壓后STM8采樣得出溫度值。根據(jù)溫度與濕度傳感器之間的關(guān)系對(duì)濕度進(jìn)行補(bǔ)償，提高濕度測(cè)量的精度。[0008]無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊:基于2.4GHz技術(shù)的NRF24L01，采用內(nèi)置頻率發(fā)生器、蘇州、晶振電路，通過(guò)通用的SPI總線接口實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字化方法，其傳輸數(shù)據(jù)最高可達(dá)2Mbps。由于濕度和濕度均為緩變信號(hào)，因此每秒僅發(fā)送2次溫濕度值。利用STM8的低功耗特性，在不發(fā)送的過(guò)程中，讓NRF24L01處于掉電狀態(tài)，僅在需要發(fā)送時(shí)才激活，可減少傳感器的整體功耗。
[0009]軟件設(shè)計(jì):系統(tǒng)上電后，先對(duì)NRF24L01進(jìn)行初始化，設(shè)置好相關(guān)寄存器，然后進(jìn)入低功耗模式中。STM8進(jìn)行溫度測(cè)量、濕度測(cè)量。測(cè)量完成后通過(guò)NRF24L01將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。發(fā)送完成后，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式并啟動(dòng)時(shí)間定時(shí)器，定時(shí)結(jié)束后，系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行下一次測(cè)量。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電容傳感的無(wú)線感知傳感器利用Re振蕩原理，把傳感器電容值轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，然后通過(guò)STM8單片機(jī)測(cè)量頻率，得到相應(yīng)的濕度值。利用負(fù)溫度系統(tǒng)的熱敏電阻測(cè)量溫度。測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)溫度數(shù)據(jù)對(duì)濕度進(jìn)行軟件補(bǔ)償，提高濕度測(cè)量的精度和穩(wěn)定度。測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)NRF24L01按一定的通信協(xié)議發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)短距離對(duì)溫濕度等數(shù)據(jù)的獲取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電容傳感的無(wú)線感知傳感器，其特征在于:利用傳感器電容值隨濕度單調(diào)變化的性質(zhì)，把傳感器接入基于施密特觸發(fā)器的松弛振蕩器，就可以把電容值的變化轉(zhuǎn)化為頻率的變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電容傳感的無(wú)線感知傳感器，其特征在于:基于2.4GHz技術(shù)的NRF24L01，采用內(nèi)置頻率發(fā)生器、蘇州、晶振電路，通過(guò)通用的SPI總線接口實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字化方法，其傳輸數(shù)據(jù)最高可達(dá)2Mbps。
【文檔編號(hào)】G01N27/22GK103454317SQ201310419516
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
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