本實(shí)用新型涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

日常生活中，一些場(chǎng)合對(duì)溫度和濕度的有著嚴(yán)格的要求，例如，養(yǎng)殖場(chǎng)、藥品存儲(chǔ)箱、倉(cāng)庫(kù)、計(jì)算機(jī)機(jī)房等要求溫度和濕度能夠控制在一定范圍內(nèi)，所以對(duì)溫度和濕度的監(jiān)測(cè)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

以前通過(guò)人工在現(xiàn)場(chǎng)采用溫濕度計(jì)對(duì)環(huán)境中溫度和濕度進(jìn)行測(cè)量并讀數(shù)，且通過(guò)人工控制的方式對(duì)環(huán)境中的溫度和濕度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)，勞動(dòng)成本大，監(jiān)控過(guò)程不夠智能。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，采用溫濕度傳感器采集溫濕度數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS、Zigbee和射頻信號(hào)等無(wú)線(xiàn)的方式傳輸至上位機(jī)，但存在傳輸速率低、傳輸距離受限等問(wèn)題，通過(guò)RS485接口可遠(yuǎn)距離傳輸采集的數(shù)據(jù)，但RS485接口需要單獨(dú)布線(xiàn)，且采用總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，若出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)總線(xiàn)上的通信都會(huì)受到影響。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和濕度的智能化地遠(yuǎn)程監(jiān)控，目前也有類(lèi)似智能化監(jiān)控設(shè)備，例如在一篇發(fā)明專(zhuān)利“溫濕度控制器”(申請(qǐng)公布號(hào)：CN105867493A，申請(qǐng)公布日：2016.8.17)中，提到了采用單片機(jī)控制加熱器和風(fēng)扇啟動(dòng)，達(dá)到對(duì)環(huán)境中的溫度和濕度進(jìn)行控制的目的，但是它沒(méi)有利用以太網(wǎng)技術(shù)將溫濕度數(shù)據(jù)的傳輸至上位機(jī)。在一篇實(shí)用新型專(zhuān)利“一種基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境溫濕度測(cè)量裝置”(授權(quán)公布號(hào)：CN202257326U，授權(quán)公布日：2012.05.30)中，提到了利用以太網(wǎng)技術(shù)將溫濕度數(shù)據(jù)傳輸至為監(jiān)控微機(jī)，但是它并沒(méi)有利用監(jiān)控微機(jī)通過(guò)微處理器對(duì)環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行控制，與本申請(qǐng)有一定的差距。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，包括：溫濕度傳感器、微處理器、加熱器、風(fēng)扇、以太網(wǎng)通信模塊、上位機(jī)和存儲(chǔ)模塊，所述上位機(jī)包括顯示單元和指令輸入單元，所述溫濕度傳感器采集實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)；所述微處理器對(duì)溫濕度傳感器采集的實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，微處理器預(yù)設(shè)有溫度上下限和濕度上下限，溫度上下限和濕度上下限用于分別與實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，所述微處理器根據(jù)處理結(jié)果控制所述加熱器和所述風(fēng)扇的工作狀態(tài)，所述加熱器和所述風(fēng)扇用于對(duì)溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述微處理器通過(guò)所述以太網(wǎng)通信模塊將溫濕度數(shù)據(jù)傳輸至所述顯示單元顯示；所述上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將所述指令輸入單元輸入的控制指令發(fā)送給所述微處理器，微處理器根據(jù)所述控制指令控制加熱器和風(fēng)扇的工作狀態(tài)、溫度上下限的設(shè)置和濕度上下限的設(shè)置；所述存儲(chǔ)模塊與所述微處理器連接，用于存儲(chǔ)所有溫濕度數(shù)據(jù)。

通過(guò)上述技術(shù)方案，可以看出本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)微處理器和以太網(wǎng)通信模塊將溫濕度傳感器采集的溫濕度數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)了溫濕度數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，傳輸距離不受限制，傳輸速度更快；上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將指令輸入單元輸入的控制指令發(fā)送給微處理器，微處理器根據(jù)控制指令控制加熱器和風(fēng)扇的工作狀態(tài)、溫度上下限的設(shè)置和濕度上下限的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境中溫度和濕度的遠(yuǎn)程控制。

進(jìn)一步的，還包括參數(shù)設(shè)置模塊，所述參數(shù)設(shè)置模塊與所述微處理器連接，所述參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置所述微處理器中存儲(chǔ)的溫度上下限和濕度上下限，便于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同設(shè)置不同的溫度上下限和濕度上下限。

進(jìn)一步的，還包括報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊與所述微處理器連接，所述報(bào)警模塊用于當(dāng)所述溫濕度傳感器采集的實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)超出溫度上下限范圍或濕度上下限范圍時(shí)發(fā)出報(bào)警提示音，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)。

進(jìn)一步的，所述微處理器采用ARM系列的LPC1114FBD48控制芯片，所述以太網(wǎng)通信模塊采用RTL8019AS控制芯片。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的一種基于網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的溫濕度傳感器電路圖。

圖3為本實(shí)用新型的一種基于網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的微處理器電路圖。

圖4為本實(shí)用新型的一種基于網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的軟件程序流程圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，但不對(duì)本實(shí)用新型的權(quán)利要求做任何限定。

如圖1所示，一種基于網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，包括：溫濕度傳感器、微處理器、加熱器、風(fēng)扇、以太網(wǎng)通信模塊、上位機(jī)和存儲(chǔ)模塊，上位機(jī)包括顯示單元和指令輸入單元，溫濕度傳感器采集實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)；微處理器對(duì)溫濕度傳感器采集的實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，微處理器預(yù)設(shè)有溫度上下限和濕度上下限，溫度上下限和濕度上下限用于分別與實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，微處理器根據(jù)處理結(jié)果控制加熱器和風(fēng)扇的工作狀態(tài)，加熱器和風(fēng)扇用于對(duì)溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，微處理器通過(guò)以太網(wǎng)通信模塊將溫濕度數(shù)據(jù)傳輸至顯示單元顯示；上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將指令輸入單元輸入的控制指令發(fā)送給微處理器，微處理器根據(jù)控制指令控制加熱器和風(fēng)扇的工作狀態(tài)、溫度上下限的設(shè)置和濕度上下限的設(shè)置；存儲(chǔ)模塊與微處理器連接，用于存儲(chǔ)所有溫濕度數(shù)據(jù)。

溫濕度傳感器采用DHT系列的傳感器，包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，能夠采集實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)，采集頻率由微處理器決定。溫濕度傳感器的電路圖如圖2所示。

微處理器中預(yù)設(shè)有溫度上下限和濕度上下限，能夠?qū)貪穸葌鞲衅鞑杉膶?shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)和溫度上下限和濕度上下限進(jìn)行比較，若溫度數(shù)據(jù)超出溫度上下限范圍或者濕度數(shù)據(jù)超出濕度上下限范圍，得出處理指令，根據(jù)處理指令實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱器和風(fēng)扇工作狀態(tài)的控制，加熱器和風(fēng)扇用于對(duì)溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，加熱器和風(fēng)扇用于對(duì)環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，當(dāng)加熱器開(kāi)啟時(shí)，能夠提高溫度，當(dāng)加熱器關(guān)閉或風(fēng)扇開(kāi)啟時(shí)，能夠降低溫度或降低濕度。微處理器采用ARM系列的LPC1114FBD48控制芯片，微處理器的電路圖如圖3所示。

微處理器還通過(guò)以太網(wǎng)通信模塊，將溫濕度數(shù)據(jù)按照TCP/IP協(xié)議進(jìn)行打包后得到TCP數(shù)據(jù)包，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給上位機(jī)的顯示單元顯示，其中，溫濕度數(shù)據(jù)可以為實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)，也可以為歷史溫濕度數(shù)據(jù)，且存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)所有的溫濕度數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)通信模塊采用RTL8019AS網(wǎng)卡控制芯片，上位機(jī)采用計(jì)算機(jī)，顯示單元采用顯示屏，顯示形式可以為數(shù)字、曲線(xiàn)圖、表格、三維立體圖等。本系統(tǒng)通過(guò)加配交換機(jī)或路由器的方式，上位機(jī)能夠顯示多個(gè)微處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的溫濕度數(shù)據(jù)。

上位機(jī)除了顯示溫濕度數(shù)據(jù)外，還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將指令輸入單元輸入的控制指令發(fā)送給微處理器，微處理器根據(jù)控制指令控制加熱器和風(fēng)扇的工作狀態(tài)、溫度上下限的設(shè)置和濕度上下限的設(shè)置。其中，指令輸入單元采用按扭。上位機(jī)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分別給多個(gè)微處理器發(fā)送控制指令。

環(huán)境的不同，對(duì)溫度和濕度的要求不同，為了方便用戶(hù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同，系統(tǒng)還包括參數(shù)設(shè)置模塊，通過(guò)參數(shù)設(shè)置模塊能夠設(shè)置微處理器中存儲(chǔ)的溫度上下限和濕度上下限，參數(shù)設(shè)置模塊采用按鍵。

為了實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)還包括報(bào)警模塊，當(dāng)溫濕度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)低于微處理器中溫度下限或高于溫度上限，或者濕度數(shù)據(jù)低于微處理器中濕度下限或高于濕度上限，報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警提示音，報(bào)警模塊采用蜂鳴器。

微處理器實(shí)現(xiàn)了對(duì)以太網(wǎng)通信模塊的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和精簡(jiǎn)TCP/IP協(xié)議棧的移植，TCP/IP協(xié)議棧包括ARP協(xié)議、ICMP/IP協(xié)議、IP協(xié)議和TCP協(xié)議。系統(tǒng)軟件程序流程圖如圖4所示，首先完成微處理器的初始化，完成對(duì)以太網(wǎng)網(wǎng)卡控制芯片參數(shù)的配置和初始化，其中，配置參數(shù)包括本地IP地址、目的IP地址、本地MAC地址、網(wǎng)關(guān)地址等，微處理器通過(guò)以太網(wǎng)通信模塊、TCP/IP協(xié)議和上位機(jī)建立TCP連接，通過(guò)TCP/IP協(xié)議將溫濕度數(shù)據(jù)封裝成TCP數(shù)據(jù)包，通過(guò)建立的TCP連接將TCP數(shù)據(jù)包發(fā)送至上位機(jī)，且能夠通過(guò)ARP協(xié)議實(shí)現(xiàn)定時(shí)或不定時(shí)發(fā)送TCP數(shù)據(jù)包。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的運(yùn)作流程如下：

(1)溫濕度傳感器采集實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)；

(2)微處理器對(duì)溫濕度傳感器采集的實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)與微處理器中存儲(chǔ)的溫度上下限和濕度上下限進(jìn)行比較，若溫度數(shù)據(jù)超出微處理器中存儲(chǔ)的溫度上下限范圍，或者濕度數(shù)據(jù)超出微處理器中存儲(chǔ)的濕度上下限范圍，報(bào)警模塊報(bào)警，微處理器得出處理指令，通過(guò)控制接點(diǎn)繼電器動(dòng)作控制加熱器或風(fēng)扇的工作狀態(tài)，處理指令包括開(kāi)加熱器指令、關(guān)加熱器指令、開(kāi)風(fēng)扇指令和關(guān)風(fēng)扇指令，例如，若微處理器判斷出溫度數(shù)據(jù)小于等于微處理器中存儲(chǔ)的溫度下限或濕度數(shù)據(jù)高于微處理器中存儲(chǔ)的濕度上限時(shí)，報(bào)警模塊報(bào)警，微處理器得出開(kāi)加熱器指令，控制加熱接點(diǎn)繼電器動(dòng)作，加熱器開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)加熱；若溫度數(shù)據(jù)大于等于微處理器中存儲(chǔ)的溫度上限或濕度數(shù)據(jù)大于等于微處理器中存儲(chǔ)的濕度上限時(shí)，報(bào)警模塊報(bào)警，微處理器得出開(kāi)風(fēng)扇指令，控制降溫接點(diǎn)繼電器動(dòng)作，風(fēng)扇開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)除濕；其中，對(duì)溫度上下限和濕度上下限的設(shè)置，可以根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況通過(guò)參數(shù)設(shè)置模塊設(shè)置，也可以通過(guò)上位機(jī)發(fā)送的控制指令進(jìn)行設(shè)置，微處理器根據(jù)接收上位機(jī)發(fā)送的控制指令也能夠?qū)訜崞骱惋L(fēng)扇的工作狀態(tài)進(jìn)行控制；

(4)微處理器通過(guò)以太網(wǎng)通信模塊和TCP/IP協(xié)議將溫濕度數(shù)據(jù)封裝成TCP數(shù)據(jù)包并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給上位機(jī)；

(5)上位機(jī)接收TCP數(shù)據(jù)包，解包后獲取溫濕度數(shù)據(jù)并通過(guò)顯示單元顯示，

工作人員能夠通過(guò)上位機(jī)的指令輸入單元輸入控制指令，上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將控制指令發(fā)送給微處理器，微處理器接收控制指令，微處理器根據(jù)控制指令控制加熱器和風(fēng)扇的工作狀態(tài)、溫度上下限的設(shè)置和濕度上下限的設(shè)置，其中，控制指令可以為上面所提到的開(kāi)加熱器指令、關(guān)加熱器指令、開(kāi)風(fēng)扇指令和關(guān)風(fēng)扇指令，微處理器通過(guò)控制繼電器接點(diǎn)動(dòng)作控制加熱器或風(fēng)扇的工作狀態(tài)，例如，當(dāng)控制指令為開(kāi)加熱器指令時(shí)，微處理器控制加熱繼電器接點(diǎn)動(dòng)作，加熱器開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)加熱，控制指令也可以為查詢(xún)指令、溫度上限設(shè)置指令、溫度上限退出設(shè)置指令、溫度下限設(shè)置指令、溫度下限退出設(shè)置指令、濕度上限設(shè)置指令、濕度上限退出設(shè)置指令、濕度下限設(shè)置指令和濕度下限退出設(shè)置指令，當(dāng)控制指令為查詢(xún)某一周溫濕度數(shù)據(jù)的查詢(xún)指令時(shí)，微處理器根據(jù)查詢(xún)指令讀取存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的該一周的溫濕度數(shù)據(jù)并通過(guò)以太網(wǎng)通信模塊傳輸至上位機(jī)，供上位機(jī)的顯示單元顯示，當(dāng)控制指令為溫度上限設(shè)置指令時(shí)，微處理器對(duì)存儲(chǔ)的溫濕度上限進(jìn)行更新，每更新一次，微處理器將更新后的溫濕度上限數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給上位機(jī)的顯示單元顯示，此時(shí)，若微處理器接收到溫度上限退出設(shè)置指令，微處理器停止對(duì)溫度上限的更新。

綜上所述，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度的遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過(guò)微處理器、以太網(wǎng)通信模塊和TCP/IP協(xié)議將溫濕度傳感器采集的溫濕度數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)的顯示單元，實(shí)現(xiàn)了溫濕度數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，傳輸距離不受限制，傳輸速度更快；上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將指令輸入單元輸入的控制指令發(fā)送給微處理器，微處理器根據(jù)控制指令控制加熱器和風(fēng)扇的工作狀態(tài)、度上下限的設(shè)置和濕度上下限的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境中溫度和濕度的遠(yuǎn)程控制；通過(guò)參數(shù)設(shè)置模塊和報(bào)警模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同環(huán)境設(shè)置不同的參數(shù)和智能化監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)具有安裝方便，連接簡(jiǎn)單，應(yīng)用環(huán)境不限等優(yōu)點(diǎn)，還可以通過(guò)加配交換機(jī)或路由器的方式增加網(wǎng)絡(luò)通訊線(xiàn)路且每條網(wǎng)絡(luò)通訊線(xiàn)路相互獨(dú)立、互不影響，能夠?qū)崿F(xiàn)多路網(wǎng)絡(luò)通訊。

可以理解的是，以上關(guān)于本實(shí)用新型的具體描述，僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而并非受限于本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的技術(shù)方案。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿(mǎn)足使用需要，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。