溫濕度傳感器Si7001在家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

前言

隨著生活水平的提高，家具智能化的需求逐步顯現(xiàn)，溫度、濕度等數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用也開(kāi)始顯現(xiàn)出越來(lái)越大的市場(chǎng)潛力。本文中，通過(guò)Silicon Labs的Si7001溫濕度傳感器，C8051F985低功耗MCU，CP2403 LCD驅(qū)動(dòng)，和LCD顯示器構(gòu)建一個(gè)用于家庭等溫度、濕度數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于方便、及時(shí)的獲取室內(nèi)、外的溫度、濕度等數(shù)據(jù)(也可和其他傳感器集成擴(kuò)展數(shù)據(jù)采集應(yīng)用范圍)。

●家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理

本文使用的Si7001溫濕度傳感器，C8051F985低功耗處理器，CP2403 LCD驅(qū)動(dòng)，都具有I2C通信接口，可做成模塊，只需要選用自己的LCD顯示器即可。

典型應(yīng)用如下：

室內(nèi)、室外各放置2個(gè)Si7001溫濕度傳感器(以下簡(jiǎn)稱采集節(jié)點(diǎn))，定時(shí)喚醒采集溫度、濕度原始數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)Si7001內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換器，和出廠校準(zhǔn)的原始數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)換成溫、濕度最終數(shù)據(jù)，經(jīng)由I2C總線傳遞到低功耗處理器C8051F985處理。C8051F985低功耗處理器決定啟用哪個(gè)采集節(jié)點(diǎn)，以此降低功耗，并控制CP2403 LCD驅(qū)動(dòng)，將數(shù)據(jù)最終顯示LCD顯示器上。

●家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能

- 各節(jié)點(diǎn)功耗

①Si7001的功耗

Si7001濕度測(cè)量周期內(nèi)典型的電流為240μA，溫度測(cè)量周期內(nèi)典型的電流為320μA，睡眠電流0.2uA，每分鐘進(jìn)行一次溫、濕度測(cè)量的平均功耗僅為1μA。

②C8051F985的功耗

C8051F985睡眠電流10nA，工作電流150uA/MHz

③CP2403的功耗。

睡眠電流0.02μA，工作電流＜3μA。以每分鐘測(cè)量一次，工作頻率4MHz進(jìn)行計(jì)算，平均功耗為不超過(guò)15μA，非常適合電池供電。

-數(shù)據(jù)采集范圍

Si7001的溫度測(cè)量范圍是－40～85℃，在25℃時(shí)的精度是±0.5℃。推薦的濕度測(cè)量范圍是5～90%RH，在20%～80% RH條件下精度為2～3%RH。

以家庭應(yīng)用為例：可在室外布置一個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，用于監(jiān)控室外溫、濕度；在室內(nèi)客廳、臥室布置2個(gè)節(jié)點(diǎn)，用于室內(nèi)溫、濕度測(cè)量與自動(dòng)調(diào)節(jié)。

-擴(kuò)展性

家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般還包括：煙霧傳感器，火情報(bào)警器，防盜報(bào)警器等，通過(guò)通用的I2C總線，選用更強(qiáng)大的處理器，即可實(shí)現(xiàn)與其他傳感器的集成與擴(kuò)展，方便布置，降低成本。

●Si7001的特性：

Si7001/2是數(shù)字相對(duì)濕度、溫度傳感器。集成了ADC，信號(hào)處理，數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，I2C接口于一身。

Si7001/2在出廠時(shí)都經(jīng)過(guò)溫度和濕度校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在NVM中，不再需要進(jìn)行軟件上校準(zhǔn)和改變。專利的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CMOS低K介質(zhì)傳感器確保SI7001/2具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、對(duì)污染物很低的失真和延遲。

Si7001/2具有的低功耗，高精度，已校準(zhǔn)和穩(wěn)定性是溫度、濕度和露點(diǎn)等寬范圍應(yīng)用的理想產(chǎn)品。適用于高精度醫(yī)療，儀器，高可靠性的汽車和工業(yè)系統(tǒng)，環(huán)境傳感器，價(jià)格敏感的白色家電等。

總結(jié)

以上簡(jiǎn)單講述了用SI7001溫濕度傳感器，C8051F985低功耗MCU處理器，CP2403 LCD控制器，LCD顯示器等構(gòu)成家庭數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和顯示控制系統(tǒng)，具有功耗低，使用方便(電池供電)，可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，非常適合家庭，庫(kù)房，病房等應(yīng)用場(chǎng)合的環(huán)境參數(shù)監(jiān)控。