基于以太网的室内温湿度采集仪设计

郑淑君

摘 要：室内温度采集是集中供暖企业了解供热情况的依据，本设计使用DHT12数字温湿度传感器温进行室内温湿度的采集，通过以太网将数据传输到服务器，采用低功耗设计，本地LCD液晶显示温度、时间及信号强度，本设计已成功应用在供热计量系统中。

关键词：温湿度采集 以太网 单片机；

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1003-9082 （ 2017 ） 08-0-01

引言

为解决企事业单位在集中供热过程中遇到的用户室内温度冷热不均和数据不易采集的问题。本文根据实际的企业需求研发了以太网用户室温采集仪系统，实现用户与供热企业的有效联系，使供热企业能够真实掌握用户室内温度变化情况，及时了解供热效果，为供热企业合理执行政策和避免能源浪费提供科学的管理依据，从而提高供热服务质量。

一、系统构成

1.室温监测

由于采暖建筑的差异、同一建筑内部各房间朝向和位置的差异，采暖住户的室温会有较大不同，因此室温监测必须选取有代表性的采暖房间，以其室内温度作为监测对象。在监测房间中的合适位置放置室温采集装置，实时采集室内温度。

2.数据传输

考虑到应用的分散性，本设计采用通过以太網使用TCP/IP-Modbus协议进行数据传输，按企业对采集点的数据要求经由内置的以太网设备，响应调度中心访问，并将数据实时的发送到数据中心，实现数据集中监控。

二、系统电路设计

1.系统结构框图

2.处理器选择

采用STM32F103[1]为控制器，该芯片是意法半导体（ST）公司出品，32位ARM微控制器其内核是Cortex-M3，最高72MHz工作频率，在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHZ。单片机最小系统图如图2所示：

3.温湿度传感器电路设计

本设计选用DHT12[2]数字式温湿度传感器采集温湿度数据，DHT12是广州奥松电子公司研发的一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合型传感器，为DHT11的升级产品。DHT12具有单总线和标准I2C两种通讯方式，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有较高的可靠性与卓越的长期稳定性，DHT12接口电路图如图3所示。

4.网络通信电路设计

采用W5500以太网芯片和数据中心进行通信，W5500 是一款全硬件 TCP/IP 嵌入式以太网控制器，为嵌入式系统提供了更加简易的互联网连接方案。W5500 集成了 TCP/IP 协议栈，10/100M 以太网数据链路层（MAC） 及物理层（PHY），仅使用单芯片就能够连接到以太网进行通信。初始化时将W5500模块设置为服务端透传模式，这样就可以使用单片机串口和数据中心进行数据通信。

5.电源模块电路设计

选用金升阳公司的LS05-15B12S[3] AC-DC电源模块作为系统的电源模块，该模块是金升阳为客户提供的小型封装形式的高效绿色模块电源，该型号电源具有交直流两用、输入电压范围宽、高可靠性、低功耗、安全隔离等优点。

三、软件设计

软件开发采用C语言编写，按照硬件电路设计系统软件编程的基本思路是，对串口、液晶模块、温度传感器和W5500网络模块进行初始化，在初始化完成后每秒钟读取温度传感器数据并显示，当接收数据中心的读数指令后将温湿度数据上传到数据中心。

四、结论

该基于以太网的温湿度测量仪在实际中得到了应用。具有大屏幕LCD显示温湿度数据度和万年历，方便用户使用，温湿度数据的实时完整传输，对供热企业来说具有供热指导意义，该控制仪还可以扩展电动阀门控制模块，通过远程控制室内温度，达到节能的目的。

参考文献

[1]STM32F103数据手册英文第十版 2009.04

[2]数字温湿度传感器 DHT12产品手册

[3]LS05-15BXXSS 系列模块数据手册. 2014.04