【 摘 要 】 设 计 了 基 于 AT89C51 单 片 机 和 LabVIEW 的温湿度采集系统 。 传 感 器 采 用 SHT10 ， 单 片 机 将 采 集的数据通过串行通信接口上传计算机 。 上位机应用软件采用 LabVIEW 开 发 ， 实 现 温 、 湿度的实时监控 。 系 统 设计 简 单 ， 具有较高的可靠性和稳定性 。
【 关 键 词 】 温 、 湿 度 采 集 ;AT89C51 ; LabVIEW ; SHT10
1 系 统 硬 件 设 计
系 统 设 计 原 理 框 图 如 图 1 所 示 ， 其下位机硬件系统设计框图如图 1 中虚线框内部 分所示 。 系 统 硬 件 主要 由 温 、 湿 度 传 感 器 、AT89C51 单 片 机 、 串 行 通 信 电 平转 换 接 口 、 电源模块等电路构成 。
为了方便采集温度和湿数据 ， 满足系统为了方便采集温度和湿数据 ， 满 足 系 统 需 求 。 要 选 择 合 适 温 、 湿度 传 感 器 需 求 。 要 选 择 合 适 温 、 湿度传感器需求 。 要 选择 合 适 温 、 湿度传感器需求 。 要 选 择 合 适 温 、 湿 度 传 感器 需 求 。 要 选 择 合 适 温 、 湿度传感器的作用是将环境温 、 湿度转换成的作用是将环境温 、 湿度转换成便于分析处理的电信号 。 为 了 简 化 。 为了简化系设计 ， 本 文采 用 瑞 士 ， 本 文 采 用 瑞 士 Sensirion 公司生产的单片式温 、 湿 度 传 感 器 温 、 湿 度 传 感 器 SHT10 ， 该 传 感 器 ， 该 传感 器 将 温 、 湿 度 变 换 器 ， 将 温 、 湿 度 变 换 器 ， 放 大 电 路 ， A / D 变换等电路在一个 芯片中 [ 1 ] ， 具有较高的稳定性和 可 靠 。 同 时 ， 芯 同 时 ， 芯片内部集成了两线制的串行通 信 接 口 ， 与外围系统连电路设 计简单制的串行通信接 口 ， 与外围系统连电路设计简单 。 SHT10 的 湿 度 测 量范 围 为 0 ~ 100 % RH ， 分 辨 率 典 型 值 为 0 . 05 % RH 。 在 25 ℃ 下 ， 湿 度 范 围 为 20 ~ 80 % RH 范 围 内 ， 湿 度 的 测 量精 为 范 围 内 ， 湿度的测量精为 ± 4 . 5 % RH 。 该 传 感 器 的温 度 测 量 范 围 为 . 40 ~ 123 . 8 ℃ ， 分辨率的典型值为 ， 分辨 率 的 典 型 值 为 0 . 01 ℃ ， 其 测 量 精 ， 其 测 量 精 度 在 25 ℃ 时 达 到 ± 0 . 5 ℃ [ 2 ] 。 SHT10 有 4 个 引 脚 ， 分 别 是 电 源正和地串行数据个引脚 ， 分别是电源正和地串行数据个 引 脚 ， 分别是电源正和地串行数据 (DATA ) 和 串 行 时钟 引 脚 (DATA ) 和串行时钟引脚 ( SCK ) 和 串 行 时 钟 引脚 ( SCK ) ， 芯片施加的电压必须在 2 . 4 ~ 5 . 5V 之 间 。 SHT10 与单片机的连接较为简单 ， 如 图 2 所 示 。
2 上 位 机 LabVIEW 程 序 设 计
上位机软件采 用虚拟仪器开发软件 LabVIEW 2017 进 行 开 发,LabVIEW 采 用 图 形 化 的 设 计 语 言 ， 支 持 多 种 硬件 接 口 ，具 有 编 程 方 便 ，任务开发周期短等特点[ 3]。 上 位 机应用软件的主要任 务是分别用波形图和数字及仪表的形式 ，对采集的温度和湿度进行显示 ，并 设 有 报 警 提 示 。 用户通过应用软件设计 温度和湿度的上限和下限 ， 当 温 度和湿度不在设置的范围内时 ， 报 警 提 示 用 户 。
本 文 利 用 LabVIEW 的 VISA 串 口 通 信 模 块 ， 通 过 计算机的串口和下位 机连接 ， 本系统采用异步串行通信模式 、 通 信 波 特 率 为 9600bps 、 8 位 数 据 位 数 ， 无 校 验 、 1 位停止位的方式进行 通 信 。 在 实 际 应 用 中 ， 上 位 机 可 以 根据下位机设置的 UART 通信模式对通信速率等串 行 通信参数进行设置 。
系统的运行界面如图 4 所 示 ， 从图中可以看出 ， 采集的温度低于设置的低温报警阈值 ， 因 此 ， 用 户 程 序中 ， 低温报警灯被 点 亮 ; 同 样 ， 采集的湿度值高于设置的高湿度报警阈值 ， 高湿度报警灯也被点亮 。
3 结 论
本 文 设 计 了 一 个 基 于 AT89C51 和虚拟仪器开发软件 LabVIEW 2017 的 温 、 湿 度 检 测 系 统 。 上 位 机 和 下 位机之间通过串口进行通信 ， 上位机软件设计采用生产者 / 消 费 者 模 式 。 上位机通过串行通信接收单片机上传的数据并以不同方式进行显示 ， 通过应用界面设置温度 和 湿 度 的 正 常 范 围 ， 当 超 出 范 围 时 ， 会 进 行 高 / 低 温或 高 / 低 湿 度 报 警 。 系 统 性 能 稳 定 ， 具有较好的实用价值 和 推 广 价 值 。
【 参 考 文 献 】
[1 ] 孙 环 ， 腾 召 胜 . 基 于 SHT10 的单片集成传感器温湿度检测 模 块 的 设 计 [ J ] . 国外电子测量技术 ， 2006 , Vol . 25 , No . 6 .
[ 2 ] 李 海 娜 , 石 赛 美 , 陈 源 . 基 于 SHT10 的 温 湿 度 监 测 系 统 的设 计 [ J ] . 电 子 技 术 , 2014 . 8 .
《基于虚拟仪器的温湿度采集系统的设计》来源：《科技视界 》，作者：刘 刚 ，王 立 香 ，任 鲁 涌。
