前言

隨著生活水平的提高，家具智能化的需求逐步顯現(xiàn)，溫度、濕度等數(shù)據(jù)采集的應用也開始顯現(xiàn)出越來越大的市場潛力。本文中，通過Silicon Labs的Si7001溫濕度傳感器，C8051F985低功耗MCU，CP2403 LCD驅(qū)動，和LCD顯示器構建一個用于家庭等溫度、濕度數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于方便、及時的獲取室內(nèi)、外的溫度、濕度等數(shù)據(jù)(也可和其他傳感器集成擴展數(shù)據(jù)采集應用范圍)。

●家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理

本文使用的Si7001溫濕度傳感器，C8051F985低功耗處理器，CP2403 LCD驅(qū)動，都具有I2C通信接口，可做成模塊，只需要選用自己的LCD顯示器即可。

典型應用如下：

室內(nèi)、室外各放置2個Si7001溫濕度傳感器(以下簡稱采集節(jié)點)，定時喚醒采集溫度、濕度原始數(shù)據(jù)，經(jīng)過Si7001內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換器，和出廠校準的原始數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)換成溫、濕度最終數(shù)據(jù)，經(jīng)由I2C總線傳遞到低功耗處理器C8051F985處理。C8051F985低功耗處理器決定啟用哪個采集節(jié)點，以此降低功耗，并控制CP2403 LCD驅(qū)動，將數(shù)據(jù)最終顯示LCD顯示器上。

●家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能

- 各節(jié)點功耗

①Si7001的功耗

Si7001濕度測量周期內(nèi)典型的電流為240μA，溫度測量周期內(nèi)典型的電流為320μA，睡眠電流0.2uA，每分鐘進行一次溫、濕度測量的平均功耗僅為1μA。

②C8051F985的功耗

C8051F985睡眠電流10nA，工作電流150uA/MHz

③CP2403的功耗。

睡眠電流0.02μA，工作電流＜3μA。以每分鐘測量一次，工作頻率4MHz進行計算，平均功耗為不超過15μA，非常適合電池供電。

-數(shù)據(jù)采集范圍

Si7001的溫度測量范圍是－40～85℃，在25℃時的精度是±0.5℃。推薦的濕度測量范圍是5～90%RH，在20%～80% RH條件下精度為2～3%RH。

以家庭應用為例：可在室外布置一個數(shù)據(jù)采集節(jié)點，用于監(jiān)控室外溫、濕度；在室內(nèi)客廳、臥室布置2個節(jié)點，用于室內(nèi)溫、濕度測量與自動調(diào)節(jié)。

-擴展性

家庭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般還包括：煙霧傳感器，火情報警器，防盜報警器等，通過通用的I2C總線，選用更強大的處理器，即可實現(xiàn)與其他傳感器的集成與擴展，方便布置，降低成本。

●Si7001的特性：

Si7001/2是數(shù)字相對濕度、溫度傳感器。集成了ADC，信號處理，數(shù)據(jù)校準，I2C接口于一身。

Si7001/2在出廠時都經(jīng)過溫度和濕度校準，并將校準數(shù)據(jù)存儲在NVM中，不再需要進行軟件上校準和改變。專利的工業(yè)標準CMOS低K介質(zhì)傳感器確保SI7001/2具有良好的長期穩(wěn)定性、對污染物很低的失真和延遲。

Si7001/2具有的低功耗，高精度，已校準和穩(wěn)定性是溫度、濕度和露點等寬范圍應用的理想產(chǎn)品。適用于高精度醫(yī)療，儀器，高可靠性的汽車和工業(yè)系統(tǒng)，環(huán)境傳感器，價格敏感的白色家電等。

總結

以上簡單講述了用SI7001溫濕度傳感器，C8051F985低功耗MCU處理器，CP2403 LCD控制器，LCD顯示器等構成家庭數(shù)據(jù)采集節(jié)點和顯示控制系統(tǒng)，具有功耗低，使用方便(電池供電)，可擴展等優(yōu)點，非常適合家庭，庫房，病房等應用場合的環(huán)境參數(shù)監(jiān)控。