物联网结露传感器模板.doc

物联网传感技术子项目3：基于单片机的结露传感器检测系统的设计 专业： 电子信息工程 班级： 13300201 姓名： 任恭伯 学号： 1330020112 成绩： 格式安排（20%）内容结构（40%）结果分析（40%）项目任务：基于单片机的结露传感器系统的设计基于单片机STM8的结露传感器系统设计是以STM8单片机为CPU处理器，使用IAR开发编程环境进行编程和调试，可直接通过结露传感器采集数据，通过usb2uart进行串口通信，在上位机上进行显示，也可以通过无线通信网络协议实现传感器节点的控制。软件：IAR SWSTM8 1.30硬件:CBT-SuperIOT型教学实验平台，结露传感器模块，USB2UART模块项目分析：（1） 对结露传感器进行分析结露：物体表面温度低于附件空气露点温度时表面出现泠凝水的现象。HDS05结露传感器是正特性开关型元件，对低湿不敏感而仅对高湿度敏感，可在直流电压下工作，质量稳定，可靠性达到了国际先进水平。该元件是在印制梳状电极的氧化铝基片上涂以电阻式感湿膜由新型树脂和碳粒组成。该元件具有独特的性能：在低湿时几乎没有感湿灵敏度，而在高湿时，其阻值剧增，呈现开关式阻值变化特性。HDS05结露传感器的实物如下图（2） 对传感器组成的电路进行分析由结露传感器组成的采集电路如下图所示如上图所示，结露传感器U2的阻值会随着外面的湿度而改变，从而输出引脚HDS05_AD的输出电压值也在随之改变。HDS05的特性曲线如下图所示由上图的特性曲线可以看出，这是一条增函数曲线，随着湿度的增加，阻值也跟着增加，在采集电路中，根据串联电路的特性，分在结露传感器上的电压也随之增加。根据曲线提供的信息，我们可以查到当湿度为7080%RH时，阻值为10K，那么我们就以这种情况为例，分析一下HDS05_AD的：输出电压最大值为47K/(47K+150K)*3.3V=0.787V,小于HDS05的最大供电电压0.8V。由特性参数表中可知，75%RH25 条件下，HDS05电阻为10K欧姆，此时容易计算出HDS05_AD为0.172V，此时AD读数为0.172/3.3*1024=53,当AD采集的数值大于53时表明有结露。（3） 分析单片机电路为了在模块中能直接看到是否结露，设计了采集电路中的右侧的显示电路。单片机的连接电路如下图所示当单片机STM8的PD2即HDS05_AD采集电压模拟量并转换为数字量，当大于某一阈值（程序设置为120）时，判断已经结露，置低HDS05_IO,发光二极管（LED3点亮）工作，当小于某一阈值（程序设置为120）时，判断未结露，置高HDS05_IO,发光二极管（LED3暗）不工作。程序中通过读取连接IR_DATA引脚的PD3 IO的高低电平状态，即可获知结露传感器是否结露，通过串口通信传输信号到上位机进行直观的数据显示。（4）程序流程图分析打开工程硬件连接编译文件烧写程序/下载程序项目实施：（5）叙述任务的实施过程第一步是要进行硬件连接，先由组长把结露传感器模块从实验箱中用螺丝刀给拧下来，然后在插到实验箱的主板上节点的串口上，再把ST Link插到标有ST-Link标志的JTAG口，再把仿真器一端的Usb连到电脑上，把硬件都连接上，传感器上会有黄色LED灯提示。第二步使用IAR SWSTM8 1.30软件，打开1-Sensor_结露传感器ProjectSensor.eww.然后编译文件，因为单纯使用检测模块，所以工程中的文件不需要修改，打开后点击“Project”下面的“Rebuild ALL”,编译完后如果无警告，无错误，就可以进行下一项，就是烧写程序了，点击软件窗口上的“Download and Debug”进行烧写。烧写完毕后，程序已经可以在单片机中了，为了了解数据的情况，打开串口工具，配置好串口，波特率115200,8个数据位，一个停止位，无校验位。如果有结露的话，数据是“EE CC 05 01 01 00 00 00 00 00 01 00 00 FF”如果无结露的话，数据是“EE CC 05 01 01 00 00 00 00 0