温湿度监测无线网络系统的设计 .pdfVIP

皖西学院本科毕业论文

1引言

1.1研究背景

现代的工农业生产中应用到的温湿度监测系统很多，在大型的生产活动中，对生产环境的

温湿度进行精确的监测是必要的。传统的监测装备大多是有线的，线路多，布置起来比较复

杂。所以，此时利用无线通信系统来构建新型的监测系统显得的必要，无线通信监测系统特

点是利用多节点来自动组网，布线简单，成本较低。

在电子信息领域中，单片机的利用率是很高的，其有较高的稳定性，应用也比较广泛，在

生产生活中也比较常见。

单片机的特点是体积小，有较高的集成性，内部可以有多种连接组成方式，外部也可以有

较大的扩展，组成用户需要的系统，并且具有较强的处理能力，所以在该无线网络监测系统

中利用单片机可以处理传感器传输的温湿度数据。

对于温湿度，温度显而易见是指空气的温度，湿度的概念即为水蒸气在空气中的含量，通

常用绝对湿度、相对湿度和露点表示。绝对温度是指单位体积空气中实际所含水蒸气的重量，

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单位为g/m；相对湿度为空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比，当相对湿

度为100%时，空气是饱和的；当相对湿度为1%并且空气为饱和的时候，蒸发和沉积处于平衡

状态，到达平衡说明的蒸发增加的数量作为水分沉淀物；在0°C以上，气压和水汽含量不变

时，空气中水蒸气因降低温度，使空气达到水汽饱和，开始发生凝结时的温度，称为露点，

也叫露点温度。科学家们一般使用相对湿度来形容空气中水汽的多少，在我们的日常生活中

提到的湿度也是指相对湿度，明显的，湿度高的空气中水蒸气含量就高。

1.2温湿度的测量方法

温湿度的测量一般都要结合物理和化学理论的支撑和分析，其在原理上划分有30种左

右，这里就讨论一些比较常见的方法。常见的测量方法分为动态和静态。

（1）双压、双温法：这种方法是根据热力学中P、V、T平衡的原理来测量的，由于有现

代的先进测控手段，设备比较精密，测量精度高，但是成本太贵。此方法属于动态

法。

（2）饱和盐法：总体来说这种测量方法比较简单，但是对液体、气体的平衡要求很严，

对环境温度的稳定性要求也高，要花费很长时间来等待这个平衡状态；此方法属于

静态法的一种。

（3）露点法：测量湿空气达到饱和时的温度，较准确，其范围也大，精度达到±0.2°

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C或者更高，一般和其他测试器一起使用。

（4）干湿球法：干球温度就是一般温度传感器所量到的温度，而湿球温度则是在温度传

感器绑上湿布，再泡在一小杯水中，让水分包裹整个传感器，由于空气中的相对湿

度一定小于等于100%(空气中的水蒸气未达饱和)，所以湿球的水份会被蒸发，在

蒸发的同时将热量给带走，造成湿球温度下降(干球温度是真正的空气温度)，意即

干湿球温度计读数相差愈大，水的蒸发愈旺盛，空气中的相对湿度变愈小，只要测

出了干湿球分别的温度，再对照[相对湿度表]就可以知道当时环境的相对湿度了。

这样的方法精度不高，只有5%~7%RH。

（5）电子式湿度传感器法：该种方法是充分的利用了现代的科学技术，用

了传感器的智能性来测量。

这里，露点法、干湿球法和电子式湿度传感器既不是动态法也不是静态法。

1.3监测温湿度的重要性

如上所述，温湿度是人们日常生活中衡量空气质量的一项重要指标，而空气的质量又

直接或间接影响生产生活。温湿度控制不好有可能对产品的品质和生产环境的安全造成严

重的影响。例如，在生活方面，空气湿度太小的话，人们会感觉到不适，有的会出现口唇

干裂，鼻孔出血等情况；在生产方面，芯片的封装、设备的养护、工厂的装配环境都离不

开温湿度的测量。所以，对温湿度的监测就显得至关重要。使用一些简单的智能型系统，

如使用自动温湿度控制装置可以对生产生活中的环境进行全方面的监测，这样可以提高人

们的生活环境质量以及生产中的效率。

2.对无线网络系统整体的构建

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