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

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[[Matrix - Temperature Sensor|English]]
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[[Matrix - Temperature and Humidity Sensor|English]]
  
 
==介绍==
 
==介绍==
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[[File:TemperatureSensor01.png|thumb|Temperature Sensor]]
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[[File:TemperatureAndHumiditySensor01.png|thumb|Temperature and Humidity Sensor]]
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* 模块Matrix-Temperature_Sensor用于检测温度。
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* 模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor用于检测温度和湿度。
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* 搭载了一颗TO-92封装的DS18B20芯片。从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根GPIO, 出厂时已经给定了唯一的序列号。
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* 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℃。
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* 测量范围是-55摄氏度到+125摄氏度，可选9-bit或12-bit，在-10摄氏度到+85摄氏度时可以精确到0.5度，采用一线协议通讯。V对应电源引脚，G对应地引脚，S对应数据引脚。
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==特性==
 
==特性==
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* -55摄氏度到+125摄氏度
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* 测量范围 湿度20-80%RH， 温度0~50℃
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* 测量精度 湿度+-5%RH， 温度+-2℃
 
* 一线协议
 
* 一线协议
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* 体积小巧
 
 
* 2.54mm排针接口，接线方便，通用性强
 
* 2.54mm排针接口，接线方便，通用性强
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* PCB尺寸（mm）:8X24
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* PCB尺寸（mm）：16x32
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[[File:temppcb.png|frameless|400px|温度传感器PCB]]
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*引脚说明:  
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引脚说明: <br>
 
{| class="wikitable"
 
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|名称 || 描述
 
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|S    || GPIO
 
|S    || GPIO
 
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==工作原理==
 
==工作原理==
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DS18B20低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
+
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:
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* 一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
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* 数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 <br>
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* +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 <br>
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* +8bit校验和<br>
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* 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>
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* 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。
  
 
==硬件连接==
 
==硬件连接==
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===连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air===
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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>
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参考下图连接模块：<br>
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[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_NEO.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_NEO]]
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连接说明：
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|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPi NEO
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===连接NanoPi M1===
 
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连接说明：
 
连接说明：
 
{| class="wikitable"
 
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|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPi M1
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|S    || Pin7
 
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===连接NanoPi 2===
 
===连接NanoPi 2===
 
参考下图连接模块：<br>
 
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连接说明：
 
连接说明：
 
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|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPi 2
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|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPi 2
 
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|S    || Pin7
 
|S    || Pin7
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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>
 
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>
 
参考下图连接模块：<br>
 
参考下图连接模块：<br>
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[[File:Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m2]]
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[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m2]]
  
 
连接说明：
 
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|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPi M2
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|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPi M2
 
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|S    || Pin7
 
|S    || Pin7
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===连接NanoPC-T2===
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===连接NanoPi M3===
 
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参考下图连接模块：<br>
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[[File:Matrix-Temperature_Sensor_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_Sensor_NanoPC-T2]]
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[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m3.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_m3]]
  
 
连接说明：
 
连接说明：
 
{| class="wikitable"
 
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|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPC-T2
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|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPi M3
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|S    || Pin7
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|V    || Pin4
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|G    || Pin6
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|}
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===连接NanoPC-T2/NanoPC-T3===
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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>
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[[File:Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_NanoPC-T2]]
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连接说明：
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|Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor || NanoPC-T2
 
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|S    || Pin15
 
|S    || Pin15
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运行效果如下：<br>
 
运行效果如下：<br>
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
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The temperature is 27.312 C
+
The humidity is 35000
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The temperature is 26000
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 
成功读取温湿度值。
 
成功读取温湿度值。
  
 
==代码说明==
 
==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_sensor，内容如下:
+
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)
 
{
 
{
−
     char temperature[BUF_SIZE], modStr[BUF_SIZE];
+
     int ret = -1;
−
    int board;
+
    int dhtTemp=0, dhtHdty=0, board;
−
     int pin=GPIO_PIN(7);
+
    char modStr[BUF_SIZE];
−
   
+
     int pin = GPIO_PIN(7);
 +
 
 
     if ((board = boardInit()) < 0) {
 
     if ((board = boardInit()) < 0) {
 
         printf("Fail to init board\n");
 
         printf("Fail to init board\n");
 
         return -1;
 
         return -1;
−
     }
+
     }  
 
     if (board == BOARD_NANOPI_T2)
 
     if (board == BOARD_NANOPI_T2)
 
         pin = GPIO_PIN(15);
 
         pin = GPIO_PIN(15);
 
      
 
      
−
    if (argc == 2)
+
     sprintf(modStr, "modprobe %s gpio=%d", DRIVER_MODULE, pintoGPIO(pin));
−
        pin = atoi(argv[1]);
+
−
     sprintf(modStr, "modprobe %s gpio=%d", TEMP_GPIO_DRIVER_MODULE, pintoGPIO(pin));
+
−
    printf("%s\n", modStr);
+
 
     system(modStr);
 
     system(modStr);
−
     system("modprobe "TEMP_DRIVER_MODULE);
+
     if ((ret = dht11Read(DHT_HUMIDITY, &dhtHdty)) != -1) {
−
     sleep(1);
+
        printf("The humidity is %d\n", dhtHdty);
−
     memset(temperature, 0, BUF_SIZE);
+
     } else {
−
     if (ds18b20Read(temperature) > 0) {
+
        printf("Faided to get humidity\n");
−
         printf("The temperature is %.3f C\n", atoi(temperature)/1000.0);
+
     }
 +
     if ((ret = dht11Read(DHT_TEMP, &dhtTemp)) != -1) {
 +
         printf("The temperature is %d\n", dhtTemp);
 
     } else {
 
     } else {
−
         printf("Fail to get temperature\n");      
+
         printf("Faided to get temperature\n");
 
     }
 
     }
−
     system("rmmod "TEMP_GPIO_DRIVER_MODULE);
+
     system("rmmod "DRIVER_MODULE);
−
    system("rmmod "TEMP_DRIVER_MODULE);
+
     return ret;
−
     return 0;
+
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>

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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