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2.2 方案选择

在整个系统中,需要选择合适的电源模块为其他模块供电,还要选择合适的温度湿度传感器、显示器和语音模块,合理的选择这些主要的元件,可以最大程度的提高元件的利用率、工作效率,还可以节约成本。

(1) 电源的选择

  电源是任何一个设计系统中都不可缺少的存在,目前,经常使用的供电方式有以下两种:

方案一:采用三只干电池作为电源。此方案的优点是设计简便,成本低;缺点是输出功率低,是适合小电流负载。

方案二:采用独立的稳压电源模块,它具有功耗低、效率高等优点,同时它良好的功率调节特性,能够更好地保证整个系统的稳定性。

综上所述,为使系统能够更好的工作,电源电压的设计很是重要,所以选择方案二。

(2) 键盘的选择

  在本系统中,键盘是用来设置温度的上下限,实现手动调节温度的上下限,键盘的选择一般有两种:

方案一:4×4矩阵式键盘。矩阵键盘是由4行4列组成的的16个按键,每一行的按键都将一端连接在一起构成一条行线,同样,每列的按键的一端连在一起为列线,这样就减少了总的连线数,只有8根线,将这8根线分连接到单片机的I/O接口上,通过程序来扫描键盘就可以检测16个按键的按键信息[7]。

方案二:独立式按键。按键被按下时电路闭合连接起来,松开后又自动断开。这种按键的连接方法很简单,并且可以根据实际需要选择按键的数量,按键过多时,会占用较多的I/O口,不利于布线,所以此方案适用于按键较少的情况[8]。

在本次的硬件电路中,仅需要四个按键实现特定的功能,按键数量较少,所以,为了方便电路连接使用和编程,选用独立式按键。 

(3) 温度传感器的选择

测温的关键在于温度传感器,温度传感器可以直接检测到温度的度数,而选择一个合适的温度传感器也很重要,目前,以下两种方案是被广泛应用的测温方法,对此,需要作出一个比较:

方案一:采用热电偶测温。这是根据热电效应的一种测温方法,它可以直接将检测到的温度转为热电动势信号,然后再转换为被测对象的温度,热电偶的测温范围特别广,可以测量-200℃~1300℃范围内的温度,而且测量精度也高,使用寿命也长,非常耐用[9]。这种方法适合一些大场所之中,用于室内测温比较浪费资源。

方案二:DS18B20是一款支持“一线总线”接口的数字式温度传感器,它的单总线结构使它的电路连接方式很简便,单条信号线既可以传输时钟,又可以双向传输数据,而且供电方式也很简单[10]。它可以检测-55℃~+125℃范围内的温度变化,而且在-10℃~+85℃时的测量精度为±0.5℃,工作电压范围是3.0~5.5V,同时,它还具有体积小、抗干扰能力强、精度高等特点,它能直接将被测温度转化为数字信号提供给微处理器处理[11]。

通过比较,温度传感器DS18B20的线路简单,成本低,性价比较高,更适合用来检测室内的温度,所以选用DS18B20来测量温度。

(4) 湿度传感器的选择

目前,市场上的湿度传感器非常多,可以分为电阻式湿度传感器和电容式湿度传感器,而这些传感器的型号更是繁多,比较常用的是SHT系列、HS系列、DHT系列,下面比较HS1101和DHT11这两种湿度传感器:

方案一:湿度传感器HS1101。HS1101在电路等效于一个电容器件,它的电容量会随着所测湿度的增大而增大,会产生误差。然而要想输出的数字信号在液晶上显示,则需要将湿敏电容放到振荡电路中,比如桥式振荡电路和555振荡电路。

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