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分布式温湿度监测系统设计方案
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2017-10-19
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引言
对环境条件要求高的场合，需要精密地测量相对湿度与温度，尤其是实验室中很多实验数据需要与温湿度一一对应。然而，监测环境一般是几十到上百平方米的范围，仅监测一点的温湿度是不够的，需要分布多个传感器节点，将各个节点的传感结果平均值作为环境参数。通常的方法是构建RS485分布式现场总线，每个传感器节点都需要单片机和通信器件，成本较高。
DHT22数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。每个DHT22传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。湿度测量范围为0～100％RH，精度为±2％RH；温度测量范围为-40～125℃，精度为±0.5℃。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。DHT22具有体积小、功耗低、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等特点，信号传输距离可达20 m以上，适合于分布式应用。
但是，DHT22的单总线不支持寻址，也就是说单总线仅能挂接单个DHT22传感器。若每个传感器都单独布线，势必造成浪费。因此，合理的传感器接口方式是设计的关键。本文采用4个DHT22单总线智能温湿度传感器实现分布式温湿度监测系统的设计。
1监测系统结构及接口设计
系统结构及接口如图1所示。4个DHT22传感器需要4根数据线，加上电源和地线共6根线。系统采用双绞线作为分布式连接线路，RJ45作为接口器件。核心板设计了4个RJ45接口，4个传感器可分别接入4个接口。核心板的4个RJ45接口内部连接一致，当布线不超过20 m时，传感器可采用咬尾式接口方式（即仅接入核心板的1个接口），当超过20 m时单独布线，大幅节约了布线成本，降低了布线难度。
也就是说，每个传感器节点的内部结构需要具备两个功能：①每个传感器节点具有两个直通连接的RJ45接口，以实现咬尾式连接；②每个传感器节点能够设定通信线路，因为每个传感器独享1根线路。
对环境条件要求高的场合，需要精密地测量相对湿度与温度，尤其是实验室中很多实验数据需要与温湿度一一对应。然而，监测环境一般是几十到上百平方米的范围，仅监测一点的温湿度是不够的，需要分布多个传感器节点，将各个节点的传感结果平均值作为环境参数。通常的方法是构建RS485分布式现场总线，每个传感器节点都需要单片机和通信器件，成本较高。
DHT22数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。每个DHT22传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。湿度测量范围为0～100％RH，精度为±2％RH；温度测量范围为-40～125℃，精度为±0.5℃。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。DHT22具有体积小、功耗低、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等特点，信号传输距离可达20 m以上，适合于分布式应用。
但是，DHT22的单总线不支持寻址，也就是说单总线仅能挂接单个DHT22传感器。若每个传感器都单独布线，势必造成浪费。因此，合理的传感器接口方式是设计的关键。本文采用4个DHT22单总线智能温湿度传感器实现分布式温湿度监测系统的设计。
1监测系统结构及接口设计
系统结构及接口如图1所示。4个DHT22传感器需要4根数据线，加上电源和地线共6根线。系统采用双绞线作为分布式连接线路，RJ45作为接口器件。核心板设计了4个RJ45接口，4个传感器可分别接入4个接口。核心板的4个RJ45接口内部连接一致，当布线不超过20 m时，传感器可采用咬尾式接口方式（即仅接入核心板的1个接口），当超过20 m时单独布线，大幅节约了布线成本，降低了布线难度。
也就是说，每个传感器节点的内部结构需要具备两个功能：①每个传感器节点具有两个直通连接的RJ45接口，以实现咬尾式连接；②每个传感器节点能够设定通信线路，因为每个传感器独享1根线路。
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