Difference between revisions of "Matrix - Temperature and Humidity Sensor/zh"

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==介绍==
 
==介绍==
 
[[File:TemperatureAndHumiditySensor01.png|thumb|Temperature and Humidity Sensor]]
 
[[File:TemperatureAndHumiditySensor01.png|thumb|Temperature and Humidity Sensor]]
−
模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor搭载DHT11温湿度传感器。DHT11是一款入门级传感器，湿度采集范围为20%-80%，误差为5%，温度采集范围为0℃-50℃，误差为±2℃。DHT11的DATA线用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式, 仅仅需要一个 I/O 口，一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分，数据采用校验和方式进行校验。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上。适合要求不高的场合使用。我们把DHT11的4针引脚简化为3针引出，并在PCB上加上固定孔，方便客户安装使用。
+
* 模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor用于检测温度和湿度。
 +
* 搭载了一颗DHT11温湿度传感器，湿度采集范围为20%-80%，误差为5%，温度采集范围为0℃-50℃，误差为±2℃。
  
 
==特性==
 
==特性==
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引脚说明: <br>
 
引脚说明: <br>
−
* V：接电源5V
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{| class="wikitable"
−
* G：接地
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|-
−
* S：接带中断功能的GPIO
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|名称 || 描述
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|-
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|S    || GPIO
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|-
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|V    || 电源5V
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|-
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|G    || 地
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|}
  
 
==工作原理==
 
==工作原理==
−
DHT11是一款入门级传感器，湿度采集范围为20%-80%，误差为5%，温度采集范围为0℃-50℃，误差为±2℃。DHT11的DATA线用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式, 仅仅需要一个 I/O 口，一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分，数据采用校验和方式进行校验。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上。适合要求不高的场合使用。我们把DHT11的4针引脚简化为3针引出，并在PCB上加上固定孔，方便您安装使用。
+
DHT11模块使用串行接口方式传输数据，DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:
 +
* 一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
 +
* 数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 <br>
 +
* +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 <br>
 +
* +8bit校验和<br>
 +
* 数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。<br>
 +
* 用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。
  
−
==下载Matrix源码==
+
==硬件连接==
−
Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：git://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
+
===连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air===
−
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
+
NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，并且使用同一份代码。<br>
−
*matrix-nanopi分支包含了Matrix对NanoPi的支持；
+
−
*matrix-tiny4412分支包含了Matrix对Tiny4412的支持；
+
−
*matrix-raspberrypi分支包含了Matrix对RaspberryPi的支持；
+
  
−
在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例
+
参考下图连接模块：<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_NEO.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_NEO]]
−
$ sudo apt-get install git
+
−
</syntaxhighlight>
+
  
−
克隆Matrix配件代码仓库
+
连接说明：
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
−
$ git clone git://github.com/friendlyarm/matrix.git
+
|-
−
</syntaxhighlight>
+
|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPi NEO
−
克隆完成后会得到一个matrix目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。
+
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
 +
|V    || Pin4
 +
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
−
==与NanoPi连接使用==
+
===连接NanoPi M1===
−
===准备工作===
+
参考下图连接模块：<br>
−
在NanoPi上运行Debian系统，安装并使用相应的编译器。参考wiki：[[http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/NanoPi]]
+
[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m1.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m1]]
  
−
===硬件连接===
+
连接说明：
−
参考下图连接模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor和NanoPi <br>
+
{| class="wikitable"
−
[[File:matrix-temperature_and_humidity_sensor_nanopi.jpg|frameless|600px|matrix-temperature_and_humidity_sensor_nanopi]]
+
|-
 +
|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPi M1
 +
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
 +
|V    || Pin4
 +
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
−
===编译测试程序===
+
===连接NanoPi 2===
−
进入Matrix代码仓库，切换到matrix-nanopi分支
+
参考下图连接模块：<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_2]]
−
$ cd matrix
+
−
$ git checkout matrix-nanopi
+
−
</syntaxhighlight>
+
  
−
编译Matrix配件代码
+
连接说明：
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
|-
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPi 2
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
|-
−
</syntaxhighlight>
+
|S    || Pin7
−
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc.4.4.3。<br>
+
|-
−
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/bin目录下，模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor对应的测试程序为matrix-temperature_and_humidity_sensor。<br>
+
|V    || Pin4
 +
|-  
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
−
===运行测试程序===
+
===连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire===
−
拷贝库文件和测试程序到NanoPi的文件系统上
+
NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
参考下图连接模块：<br>
−
$ cp install/bin/* nanopi_rootfs/bin/
+
[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m2]]
−
$ cp install/lib/* nanopi_rootfs/lib/ -d
+
−
</syntaxhighlight>
+
  
−
然后启动NanoPi，在Debian的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor的测试程序 <br>
+
连接说明：
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
−
$ matrix-temperature_and_humidity_sensor
+
|-
−
</syntaxhighlight>
+
|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPi M2
 +
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
 +
|V    || Pin4
 +
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
−
===代码展示===
+
===连接NanoPi M3===
−
<syntaxhighlight lang="c">
+
参考下图连接模块：<br>
−
int main(int argc, char ** argv)
+
[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m3.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m3]]
−
{
+
−
    int ret = -1;
+
−
    int dhtTemp = 0;
+
−
    int dhtHdty = 0;
+
−
    int devFD = -1;
+
−
    int pin = GPIO_PIN1;
+
  
−
    if (argc == 2) {
+
连接说明：
−
        parseCmd(argc, argv, &pin);
+
{| class="wikitable"
−
    } else {
+
|-
−
        printf("Using default pin GPIO_PIN1\n");
+
|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPi M3
−
    }
+
|-
−
    if ((devFD = dht11Init(pin)) == -1) {
+
|S    || Pin7
−
        printf("Fail to init dht11\n");
+
|-
−
        return -1;
+
|V    || Pin4
−
    }
+
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
−
    if ((ret = dht11Read(DHT_HUMIDITY, &dhtHdty)) != -1) {
+
===连接NanoPC-T2/NanoPC-T3===
−
        printf("Get humidity : %d\n", dhtHdty);
+
由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：<br>
−
    } else {
+
[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_NanoPC-T2]]
−
        printf("Faided to get humidity\n");
+
−
    }
+
  
−
    if ((ret = dht11Read(DHT_TEMP, &dhtTemp)) != -1) {
+
连接说明：
−
        printf("Get temperature : %d\n", dhtTemp);
+
{| class="wikitable"
−
    } else {
+
|-
−
        printf("Faided to get temperature\n");
+
|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPC-T2
−
    }
+
|-
 +
|S    || Pin15
 +
|-
 +
|V    || Pin29
 +
|-
 +
|G    || Pin30
 +
|}
  
−
    dht11DeInit(devFD);
+
==编译运行测试程序==
−
    return ret;
+
启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库：
−
}
+
<syntaxhighlight lang="bash">
 +
$ apt-get update && apt-get install git
 +
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。
  
−
==与Tiny4412连接使用==
+
编译并安装Matrix：
−
===准备工作===
+
−
参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》，在Tiny4412上运行UbuntuCore系统，安装并使用相应的编译器。<br>
+
−
注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。
+
−
 
+
−
===硬件连接===
+
−
参考下图连接模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor和Tiny4412 <br>
+
−
[[File:matrix-temperature_and_humidity_sensor_tiny4412.jpg|frameless|600px|matrix-temperature_and_humidity_sensor_tiny4412]]
+
−
 
+
−
===编译测试程序===
+
−
进入Matrix代码仓库，切换到matrix-tiny4412分支
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
$ cd matrix
 
$ cd matrix
−
$ git checkout matrix-tiny4412
+
$ make && make install
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
−
编译Matrix配件代码
+
运行测试程序：
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
+
$ matrix-temp_humidity
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
+
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。<br>
+
注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。<br>
−
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/bin目录下，模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor对应的测试程序为matrix-temperature_and_humidity_sensor。
+
运行效果如下：<br>
−
 
+
−
===运行测试程序===
+
−
拷贝库文件和测试程序到Tiny4412的UbuntuCore的文件系统上
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ cp install/bin/* tiny4412_rootfs/bin/
+
−
$ cp install/lib/* tiny4412_rootfs/lib/ -d
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
然后启动Tiny4412，在UbuntuCore的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Sound_Sensor的测试程序
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ matrix-temperature_and_humidity_sensor
+
The humidity is 35000
 +
The temperature is 26000
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
成功读取温湿度值。
  
−
===代码展示===
+
==代码说明==
 +
所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-temperature_and_humidity_sensor，内容如下:
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
int main(int argc, char ** argv)
 
int main(int argc, char ** argv)
 
{
 
{
 
     int ret = -1;
 
     int ret = -1;
−
     int dhtTemp = 0;
+
     int dhtTemp=0, dhtHdty=0, board;
−
    int dhtHdty = 0;
+
     char modStr[BUF_SIZE];
−
     int devFD = -1;
+
     int pin = GPIO_PIN(7);
−
     int pin = GPIO_PIN1;
+
  
−
     if (argc == 2) {
+
     if ((board = boardInit()) < 0) {
−
        parseCmd(argc, argv, &pin);
+
         printf("Fail to init board\n");
−
    } else {
+
−
        printf("Using default pin GPIO_PIN1\n");
+
−
    }
+
−
    if ((devFD = dht11Init(pin)) == -1) {
+
−
         printf("Fail to init dht11\n");
+
 
         return -1;
 
         return -1;
−
     }
+
     }  
−
 
+
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
 +
        pin = GPIO_PIN(15);
 +
   
 +
    sprintf(modStr, "modprobe %s gpio=%d", DRIVER_MODULE, pintoGPIO(pin));
 +
    system(modStr);
 
     if ((ret = dht11Read(DHT_HUMIDITY, &dhtHdty)) != -1) {
 
     if ((ret = dht11Read(DHT_HUMIDITY, &dhtHdty)) != -1) {
−
         printf("Get humidity : %d\n", dhtHdty);
+
         printf("The humidity is %d\n", dhtHdty);
 
     } else {
 
     } else {
 
         printf("Faided to get humidity\n");
 
         printf("Faided to get humidity\n");
 
     }
 
     }
−
 
 
     if ((ret = dht11Read(DHT_TEMP, &dhtTemp)) != -1) {
 
     if ((ret = dht11Read(DHT_TEMP, &dhtTemp)) != -1) {
−
         printf("Get temperature : %d\n", dhtTemp);
+
         printf("The temperature is %d\n", dhtTemp);
 
     } else {
 
     } else {
 
         printf("Faided to get temperature\n");
 
         printf("Faided to get temperature\n");
 
     }
 
     }
−
 
+
     system("rmmod "DRIVER_MODULE);
−
     dht11DeInit(devFD);
+
 
     return ret;
 
     return ret;
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
 
+
API说明参考维基：[[Matrix API reference manual/zh|Matrix API reference manual]] <br>
−
==与RaspberryPi连接使用==
+
−
 
+
−
==与Arduino连接使用==
+
  
 
==相关资料==
 
==相关资料==

Latest revision as of 08:58, 10 November 2016

English

1 介绍

Temperature and Humidity Sensor
  • 模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor用于检测温度和湿度。
  • 搭载了一颗DHT11温湿度传感器，湿度采集范围为20%-80%，误差为5%，温度采集范围为0℃-50℃，误差为±2℃。

2 特性

  • 测量范围 湿度20-80%RH， 温度0~50℃
  • 测量精度 湿度+-5%RH， 温度+-2℃
  • 一线协议
  • 2.54mm排针接口，接线方便，通用性强
  • PCB尺寸（mm）：16x32

温湿度传感器PCB

引脚说明:

名称 描述
S GPIO
V 电源5V
G 地

3 工作原理

DHT11模块使用串行接口方式传输数据，DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:

  • 一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
  • 数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据
  • +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据
  • +8bit校验和
  • 数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。
  • 用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。

4 硬件连接

4.1 连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air

NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，并且使用同一份代码。

参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_NEO

连接说明：

Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor NanoPi NEO
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.2 连接NanoPi M1

参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m1

连接说明：

Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor NanoPi M1
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.3 连接NanoPi 2

参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_2

连接说明：

Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor NanoPi 2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.4 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m2

连接说明：

Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor NanoPi M2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.5 连接NanoPi M3

参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m3

连接说明：

Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor NanoPi M3
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.6 连接NanoPC-T2/NanoPC-T3

由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_NanoPC-T2

连接说明：

Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor NanoPC-T2
S Pin15
V Pin29
G Pin30

5 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库： 

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix： 

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序： 

$ matrix-temp_humidity

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。
运行效果如下：

The humidity is 35000
The temperature is 26000

成功读取温湿度值。

6 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-temperature_and_humidity_sensor，内容如下: 

int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int dhtTemp=0, dhtHdty=0, board;
    char modStr[BUF_SIZE];
    int pin = GPIO_PIN(7);
 
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }    
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
        pin = GPIO_PIN(15);
 
    sprintf(modStr, "modprobe %s gpio=%d", DRIVER_MODULE, pintoGPIO(pin));
    system(modStr);
    if ((ret = dht11Read(DHT_HUMIDITY, &dhtHdty)) != -1) {
        printf("The humidity is %d\n", dhtHdty);
    } else {
        printf("Faided to get humidity\n");
    }
    if ((ret = dht11Read(DHT_TEMP, &dhtTemp)) != -1) {
        printf("The temperature is %d\n", dhtTemp);
    } else {
        printf("Faided to get temperature\n");
    }
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
    return ret;
}

API说明参考维基：Matrix API reference manual

7 相关资料

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