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外文翻译

毕业设计（论文）外文资料翻译

学院：

自动化工程学院

姓名：

逄爽

专业：

□自动化学号：

0907250211

测控技术与仪器班级：

测控092

（用外文写）

外文出处：

资料1：

ASIC,2001.Proceedings.4thInternationalConferenceon

资料2：

AIMSEC,20112ndInternationalConferenceon

附件：

资料1：

1.翻译译文；2.外文原文。

资料2：

1.翻译译文；2.外文原文。

指导教师评语：

签名：

2013年4月5日

附件：

资料1翻译译文

SHT11/71传感器的温湿度测量

关键词：

温湿度测量，智能传感器，分布式自动测控

这篇论文阐述了智能传感器的优点，介绍了SnsirionSHT11/71温湿度传。

该传感器是一种理想的对嵌入式系统提供环境测量参数的传感器。

应用时将SHT11/71放于实际的工作环境当中，应用于分布式的温湿度监测系统。

使用单片机与集成网络服务器来实现对传感器的信息交流，这个应用是可实现与测试的。

1.介绍

温湿度的测量控制对于电器在工业、科学、医疗保健、农业和工艺控制过程都有着显著地意义。

温湿度这两种环境参数互相影响，因为这至关重要的一点，在一些应用中他们是必须并联测量的。

SHT11/71是利用现代技术把温度、湿度测量元件、放大器、A/D转换器、数字接口、校验CRC计算逻辑记忆模块和核心芯片集成到一个非常小的尺寸上[1,3]。

采用这种智能传感器可以缩短产品开发时间和成本。

整合入传感器模数转换和放大器的芯片使开发人员能够优化传感器精度。

并不是全结合形式的数字逻辑接口连通性管理的传感器。

这些优点可以减少整体上市时间和价格[1,3]。

本文以SHT11/71智能传感器为例，介绍它的优势和测量程序，给出一个实用实例来说明该工作的实现条件。

这个应用是可行可测试的。

2.智能传感器——SHT11/71

SHT11/71是一个继承了温度和湿度的组件，以及一个多元化校准数字器的芯片。

它包含一个电容式高分子传感原件，可以无缝的连接到14位ADC和串行接口电路的芯片。

这就提供了一个高质量的，快速响应的不受外界干扰的信号（EMC）。

每个SHT11/71都有个别校准和校准系数输入变异的OTP记忆。

2线串行接口和内部电压调节允许系统集成[1]。

SHT11/71例图如下：

图1传感器的主要组成部分

结合温度和湿度敏感元素在单一的单位可以做到精确的测定误差，而免受露点带来的温度变化而产生的波动影响。

传感器附近的聚合物层不是为了放大信号的强度，而是为了长期的稳定。

用模数转换来“代替”，使得信号对噪音及其的敏感，使用一个校验芯片是更可靠的。

它校准的数据载入内存芯片上以保证温度传感器有着相同的规格，因此他们是100%可替换的。

一些先进的功能可使用SHT11/71的状态寄存器。

这些寄存器是：

内部加热原件；调节优化的测量精度和分辨率，快速的反应；低电压检测（EOB）。

状态寄存器大小是8位的，但是只有其中四个是常规使用的。

SHT11/71可直接的连接到任何单片机上。

这个是接口的优化，感应器的功率消耗，并不兼容I2C接口[1]。

（见图2）

图2SHT11/71与uC的连接示意图

两个电线被用来转移串行时钟（SCK）和数据（DATA）。

同步的SCK用于SHT11/71和单片机间通信的同步化。

这样，整个系统全静态逻辑没有最小频率。

三角的数据传输模块中，它的下降沿是有效地SCK上升沿。

当SCK高电平时，在数据的传输时一定要保持稳定。

如图3示例了这两条传输线信号。

图3信号在两条传输线上的状态

3．温度和相对湿度的测量

使用SHT11/71测量的两个主要步骤：

首先，必须发送指令到测量传感器并获取数据通过数字接口；然后，有必要从传感器数据转换成实际的物理概念，计算温度补偿的温度资料[1]。

3.1发送一个指令和接收数据

必须发送“开始转换”的序列以开启传输方式。

当SCK高电平时它是由一个下降的数据行，后面跟着一个相对于SCK的低脉冲，提高数据时，SCK依然偏高[1]。

随后的命令有三个地址位（仅仅是支持.000.）以及五个命令位。

SHT11/71在第八个SCK下降沿时钟后通过数据线接受一个合适的命令。

数据线是在第九个SCK下降沿时钟后发出（并升高）信号的。

两个字节的测量数据伴随着一个循环冗余的检查信号。

首先所有的电平都是完全符合MSB规则的。

可能出现的命令：

“得到温度信号”、“得到湿度信号”、“转换测量结果”、“获取状态寄存器电平设置”、“设置状态寄存器电平”[1]。

通信完成后确认CRC数据。

如果CRC-8在LSB数据测量之后没有使用该控制器，可以通过保持ACK高电平来解除校验。

该装置在测量和数据交换完成后自动返回休眠模式[1]。

3.2以物理电平输出转换结果

为了补偿非线性湿度传感原件和得到充分的精度，建议改为下面的公式[1][3]：

系数c1.c2和c3仅仅取决于测量的分辨率；

对于12位的结果：

c1=-4，c2=0.405，c3=-2.8*10-6；

对于8位的结果：

c1=-4，c2=0.648，c3=-7.2*10-4。

从25℃开始必须考虑湿度传感器的系数[1][3]：

式中对于14位的t1=0.01,t2=0.00008；

对于8位的t2=0.00128。

温度传感器的带隙PTAT（与温度绝对正比）的设计是非线性的。

使用下列公式处理温度转换成的信号[1][3]：

表1SHT11/71的温度电压参数

因为温湿度都是在同一台单片机上测量的，SHT11/71允许很精确的露点测量。

4.分布式的检测系统的温度和湿度

图4列举了一个基于IPC@Chip的温湿度监测系统方案：

图4应用功能的实现方案

系统的功能模块如下：

联网观察器以确保系统的用户界面的使用。

检测参数的可视化在这里设置。

这个系统的软件是有以下几个模块组成的。

第一个模块是为了温度和湿度的测量；然后是一个以GSM网联与SMS发送器交流的通信方式；最后是一个可从传感器生成动态数据HTML文件。

在每一个测量开始之前，软件都会使传感器重新启动，控制器会等待11ms来等待初始化命令，之后会开始一个真正的测量过程，测量模块有两个完全相同的部分，一部分为温度测量，另一部分为湿度测量。

在微处理器发出一个传感器的控制命令之后，uC得到的数据储存在操作存储器中。

这两个相同的部件都是按顺序重复执行的。

在每两个“休眠”循环周期之间，大约有一分钟的时间使处理器响应低优先级（如FTP，网络，远程登录）。

控制器与传感器之间的通信是通过双线接口实现的。

一个基于软件中断实现的多任务操作系统C-library为这个交流服务。

这个library具有以下功能：

-shttransstart（）——开始一个传输过程；

-shtreset（）——启动感测器；

-shtinit（）——初始化传感器接口；

-shtsend（）——发出命令；

-shtrecv（）——接受传感器数据。

这些功能是通过双线接口控制传感器并获取温度与湿度信息的。

这些数据被储存在执行存储器中，然后利用公式转化为非线性温度补偿。

为了看到测量结果，客户端发送HTTP请求到网络服务器，服务器发送一个HTML文档作为答复。

CGI是连接网络服务器的内部数据控制器，它运行一个任务，但并不适用从客户端收集的数据，更确切地说，是使用测量模块的数据。

这个数据的转换使用其中的一块共享内存。

测量模块将数据写入内存，CGI任务读取并使用这些数据。

它会生成一个温度与湿度测量结果的HTML文档。

响应请求被传送的网络文档的示例如下：

图5应用的网络接口

写入一个小程序来并行控制这些任务。

这个程序控制其内存读取初始化数据，安装/卸载CGI进程，这表明一个信号被释放出RTOS，释放出来未使用的内存和停止不必要的任务。

这个程序的另一个目的是允许增加一个安全进程的身份验证与权限。

5.结论和未来的工作

智能传感器相较于其他传感器更有优势，比如：

融合了温度与湿度敏感原件，整合ADC部分，集成放大器和串行接口使得对测量系统的扩展更加容易。

这些优点也减少了开发时间和成本以及产品尺寸的大小。

这种应用使得这些传感器变成一个分布式测量监控系统。

比如气象站、暖通空调系统（HVAC）、汽车温度控制以及其他的一些方面。

SHT11/71有一个在当前传感器无法改变的“000”位。

这个地址可以用于将来的扩展应用程序。

附件：

资料1外文原文（可以用复印件）

附件：

资料2翻译译文

基于网络温、湿度监控系统的设计

丁立波王学辉

中国，南京中国，南京

南京科技大学南京科技大学

机械工程学院自动化工程学院

e-mail:

dinglibo@e-mail:

xuehuiwang@

摘要—温度和湿度监控系统是实验室的重要组成部分，例如科学实验实验室和质量检测实验室。

为了监督和记录地理分布式恒温恒湿测试实验室的温度和湿度，基于网络的监控系统发展起来。

该系统由本地数据采集硬件和远程数据库管理软件组成。

硬件是由安排在实验室的温湿度传感器和一个中央控制设置组成，它由MCU控制，将从传感器采集到的数据传送给远程数据服务器。

该系统的应用表明，它操作可靠、稳定，并且可以帮助执行部门实时监控温度和湿度，有效的管理所有实验室的数据。

关键词—温度和湿度，监控系统，MCU，数据库

1.介绍

在产品质量检测和科学研究上恒温恒湿实验室是基本的、必要的条件。

即使是最精确和最昂贵的测试仪器也很难给予准确的结果。

为了保证检查产品测试结果的准确性，准确的温湿度控制显得尤为重要。

因为传感器的位置不能精确的收集室内环境的温度和湿度，它会影响监测结果的准确性。

因此，传感器不能反映温度和湿度的实际情况。

此外，还有许多因素影响恒温、恒湿实验室的温湿度，甚至人类的活动也可能导致室内温度的变化。

由于缺乏科学环境数据，在被用于一年和两年之后，实验室内的温湿度已远远超过国际标准，但是实验室技术人员忽略了这种情况。

因此，本文提出一个系统来监控恒温、恒湿实验室的温湿度，通过单片机、测量元件和温湿度传感器分析和监测非现场实时温度和湿度数据，并发挥预警作用。

附件：

资料2外文原文（可以用复印件）