基于PTR2000的无线气象信息采集系统设计

3.2 湿度测量程序设计^[2]

　　湿度测量电路输出的方波信号输入ATmega16的计数器T0，定时器T1进行计时。定时时间到，产生中断，根据计数器的数值和定时时间计算出频率值。

　　本电路典型的湿度-频率关系如表1所示。利用Matlab中的polyfit()命令线性拟合出相对湿度与频率的关系式，如式(4)所示。把ATmega16测算出的频率(Frequency)代入式(4)就可计算出相对湿度RH。

　　RH=-0.0767*Frequency+565.0967 (4)

3.3 气压测量程序设计

　　MPX4105输出的模拟电压经ATmega16的片内ADC转换成相应数字量，再根据电压和气压转换关系即可计算出要测的气压值。

　　气压测量程序adc(void)如下所示。

　　adc(void)//单次AD转换 10位精度

　　unsigned char adcl，adch;

　　float adc=0;

　　ADMUX|=0X07;//参考电压AVCC转换结果右对齐输入端ADC7

　　ADCSRA|=((1<<aden)|(1<<adps2)); 使能ad转换adc="" 16预分频

　　ADCSRA|=1<<adsc; p="" 启动单次转换

　　while(~(0XEF|ADCSRA));//等待转换完成

　　adcl=ADCL;adch=ADCH;//读取转换值

　　adc=5000/1024*(adch*256+adcl);//10位精度参考电压5000mV

　　return adc;

　　}

3.4 无线数据传输程序设计

　　ATmega16串行通信初始化程序void uart_init(unsigned int baud)如下所示。

　　void uart_init(unsigned int baud)//串行通信初始化

　　{

　　UCSRB=0x00; //UART收发允许中断允许

　　UCSRA=0x02;//收发完成，错误状态寄存器清零

　　//设为双倍速减小波特率设置误差

　　UCSRC=(1<<ursel)|(0<<upm0)|(3<<ucsz0); p="" 通信模式设置，

　　//寄存器选择UCSRC，

　　//异步模式，禁止校验，

　　//1位停止位，8位数据位

　　baud=mclk/8/baud-1;

　　UBRRL=baud%256;

　　UBRRH=baud/256;//设置波特率

　　UCSRB=(1<<txen)|(1<<rxen)|(1<<rxcie); p="" 接收、发送使能，接收中断使能

　　SREG=BIT(7);//全局中断开放

　　DDRD|=0X02;//配置TX为输出

　　}

4 结束语

　　经测试，系统可以实现-55℃~125℃范围的温度测量，温度测量分辨率为0.5℃，系统工作在-20℃~70℃温度范围内时不需采取保温措施;湿度测量范围为1% RH ~99%RH，平均灵敏度为0.34pF/%RH;气压测量范围为15kPa~105kPa，采集的气象信息可实时显示，也可通过无线传输给上位机进行显示、存储;太阳能供电系统能够为系统提供稳定可靠的能量。晴天时，蓄电池充电耗时约1.5天，蓄电池充满时能连续为采集系统提供约8天的电能。为提高太阳能充电效率，缩短充电时间，可以对太阳能电池板加装单轴步进逐日系统。为提高单日充电时间，降低太阳能供电系统成本，可以选用薄膜太阳能电池板。通过软件设置，本系统可以与上位机构成含两站点的气象信息采集系统，完成气象信息的采集、存储和处理。

参考文献：

　　[1] Atmel Corporation.ATmega16-16LData Sheet. 2004

　　[2] Relative Humidity Sensor HS 1100/HS 1101. HPC001 Rev. 7 June 2002

　　[3] Motorola Sensor Device Data MPX4105 1997

　　[4] 孙艳玲，刘亚丽.基于MPX4105芯片的数字气压计设计[J].中国仪器仪表,2007(11):62-65

　　[5] 吴慧峰，刘政，杨双.基于PTR2000 智能仪器的无线网络设计[J]. 机电信息, 2011(12): 134-135

　　[6] 周源，李元尊，齐强.基于PTR2000的无线数据传输系统设计与实现[J]. 海军航空工程学院学报. 2012(5):549-553

　　[7] 卢超. 分布式无线土壤电导率测量装置的设计[J]. 仪表技术与传感器. 2011(8): 37-39

　　[8] PTR2000datasheet[R/OL].http://pdf.eepw.com.cn/p20091021/a10ff60edd0064674ded45024b6d7840 .pdf

　　[9] 李俄收，王 远，吴文民.铅酸蓄电池充电技术的研究[J]. 2010(5): 253-257