科技创新项目申报表

项 目 主 要 内 容 简 介

本课题的主要内容是设计实现一款温湿度数字显示、超温湿度报警、温度的华氏与摄氏转换、语音播报等功能的数字温湿度计。该温湿度计将由中央处理器、温湿度检测器、时钟系统、存储器、显示器、语音播报电路及键盘等部分组成。由单片机通过时钟芯片获取时间数据，对数据处理后显示时间；温湿度传感器采集温湿度信号送给单片机处理，单片机再把时间数据和温度数据送液晶显示器显示，键盘用来输入和控制的。 二、项目的研究目的及意义 1、申请项目的必要性、目的及意义 众多行业对于温湿度条件都有着特定的要求。如在生命科学方面，需要冷藏的疫苗的一般储藏温度在2～8℃，有些需要在-18℃冷冻，一旦温度超过限定值，将对这些生物制品的品质产生非常大的影响；在化工电子方面，由于该行业主要面向环氧树脂、高端复合材料、精密微电子、集成芯片、光电元器件等精细化工产品诸如环氧树脂、高端复合材料等在储存运输过程中，对环境温湿度条件都有特殊要求，如果一些参数控制不当就会造成品质不稳定甚至产生废品，如集成电路、液晶器件、硅晶片、作业过程中的电子器件及成品电子等，在高湿度环境下存储时间过长，将对一些焊盘和芯片引脚表面产生氧化导致接触不良发生故障。电子工业产品的生产和产品的存储环境湿度一般应该在40％以下，有些特殊品种还要求更低的温湿度。 对于这些需要时时监测温湿度的场合，很多传统的管理办法是：由仓管员或管理人员不定时查看、记录仓库和车间的温湿度值，发现异常情况即使用加温湿或减温湿设备控制仓库、车间的温湿度。这样的管理办法有很多弊端，比较费时间和人力，而且记录的数据因为有人为的因素，数据不是很客观，不太符合现代化企业管理的要求；而在物流方面，企业基本没有办法管理运输车辆中的温湿度变化；另外，在安装了对温湿度等运行环境要求非常严格的重要设备的房间中，对于面积较大的房间，由于气流分布的影响，温湿度值可能会有较大的区别，需要了解房间各个点的实际温湿度值。 为解决这些问题，为各行业提供更合理、更有效的温湿度控制方案，需要研制库房温湿度监测报警、电子温湿度记录仪等。本项目将以单片机为核心，配合温湿度传感器、时钟系统、存储器、显示器、语音播报电路及键盘等外围电路，实现一种具有温湿度数字显示、超温湿度报警、华氏与摄氏转换、语音播报等功能的数字温湿度计。 2、项目的背景、主要内容、技术水平及应用范围 1）项目背景 温湿度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产、化工电子等领域，尤其在热学试验（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）中，有特别重要的意义。 温度测量方面，在传统的测温电路设计中，使用热敏电阻之类的温度传感元件，利用其感温效应，将被测温度转换成电压或电流采集过来，进行A/D转换，将模拟温度值转换成对应的数字温度值，再通过显示设备显示出来。这种电路需要A/D转换电路，所以电路相对复杂。智能温度传感器集成了A/D转换器，可以很容易的连接到单片机的I/O口。20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1℃。目前，国外已相继推出多种高速度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是9～12位A/D转换器，分辨力一般可达0.5～0.0625℃。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125℃，测温精度为±0.2℃。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例，它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27μs、9μs。 在常规的环境参数中，湿度是比较难准确测量的参数。用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量湿度的方法，早已无法满足现代科技发展的需要。所以湿度传感器应运而生。湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要电阻式、电容式两大类。湿敏电容的主要特点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化,但其精度一般比湿敏电阻要低一些。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。以Humirel公司生产的SH1100型湿敏电容为例，其测量范围是（1%～99%）RH,在55%RH时的电容量为180pF（典型值）。当相对湿度从0变化到100%时, 电容量的变化范围是163pF～202pF。温度系数为0.04pF/℃,湿度滞后量为±1.5%,响应时间为5s。 进入21世纪后，数字温湿度计正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性等高科技的方向迅速发展。2002年 Sensiron公司在世界上率先研