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

Revision as of 08:16, 8 April 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

引脚说明:

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 下载Matrix源码

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：https://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

• nanopi分支用于支持NanoPi；
• nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
• tiny4412分支用于支持Tiny4412；
• raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；

在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库

$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。

5 与NanoPi 2连接使用

5.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor和NanoPi 2：

连接说明：

5.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支

$ cd matrix
$ git checkout nanopi2

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor对应的测试程序为matrix-temp_humidity。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

5.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。

$ cd /modules
$ insmod dht11.ko

运行模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor的测试程序。

$ matrix-temp_humidity

运行效果如下：

5.4 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int dhtTemp = 0;
    int dhtHdty = 0;
 
    if ((ret = dht11Read(DHT_HUMIDITY, &dhtHdty)) != -1) {
        printf("Get humidity : %d\n", dhtHdty);
    } else {
        printf("Faided to get humidity\n");
    }
 
    if ((ret = dht11Read(DHT_TEMP, &dhtTemp)) != -1) {
        printf("Get temperature : %d\n", dhtTemp);
    } else {
        printf("Faided to get temperature\n");
    }
 
    return ret;
}

6 与NanoPi M2连接使用

6.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor和NanoPi M2：
Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_nanopi_M2

连接说明：

6.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi_M2分支

$ cd matrix
$ git checkout nanopi_M2

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi M2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor对应的测试程序为matrix-temp_humidity。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi M2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

6.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi M2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi M2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。

$ cd /modules
$ insmod dht11.ko

运行模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor的测试程序。

$ matrix-temp_humidity

运行效果如下：

6.4 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int dhtTemp = 0;
    int dhtHdty = 0;
 
    if ((ret = dht11Read(DHT_HUMIDITY, &dhtHdty)) != -1) {
        printf("Get humidity : %d\n", dhtHdty);
    } else {
        printf("Faided to get humidity\n");
    }
 
    if ((ret = dht11Read(DHT_TEMP, &dhtTemp)) != -1) {
        printf("Get temperature : %d\n", dhtTemp);
    } else {
        printf("Faided to get temperature\n");
    }
 
    return ret;
}

7 与NanoPi连接使用

7.1 准备工作

在NanoPi上运行Debian系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器，参考wiki: NanoPi & How to Build the Compiling Environment。
注意: 只有使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。
下载NanoPi内核源代码并编译:

$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git
$ cd linux-4.x.y
$ git checkout nanopi-v4.1.y-matrix
$ make nanopi_defconfig
$ touch .scmversion
$ make

编译好后的zImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下，把该zImage替换掉NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage，重新制作SD卡即可。

7.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor和NanoPi：

连接说明：

7.3 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi分支

$ cd matrix
$ git checkout nanopi

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

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。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/usr/bin目录下，模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor对应的测试程序为matrix-temp_humidity。

7.4 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi的文件系统上。

$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d

将SD卡重新插入NanoPi，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor的测试程序。

$ 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正常连接。

7.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int dhtTemp = 0;
    int dhtHdty = 0;
 
    printf("Using pin GPIO_PIN1\n");
    if ((ret = dht11Read(DHT_HUMIDITY, &dhtHdty)) != -1) {
        printf("Get humidity : %d\n", dhtHdty);
    } else {
        printf("Faided to get humidity\n");
    }
 
    if ((ret = dht11Read(DHT_TEMP, &dhtTemp)) != -1) {
        printf("Get temperature : %d\n", dhtTemp);
    } else {
        printf("Faided to get temperature\n");
    }
 
    return ret;
}

8 与Tiny4412连接使用

8.1 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，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。
注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。

8.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor和Tiny4412：

连接说明：

8.3 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到tiny4412分支

$ cd matrix
$ git checkout tiny4412

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install

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。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/usr/bin目录下，模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor对应的测试程序为matrix-temp_humidity。

8.4 运行测试程序

将带有UbuntuCore系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到Tiny4412的文件系统上。

$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d

将SD卡重新插入Tiny4412，上电启动，在UbuntuCore的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor的测试程序。

$ 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。

8.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int dhtTemp = 0;
    int dhtHdty = 0;
 
    printf("Using pin GPIO_PIN1\n");
    if ((ret = dht11Read(DHT_HUMIDITY, &dhtHdty)) != -1) {
        printf("Get humidity : %d\n", dhtHdty);
    } else {
        printf("Faided to get humidity\n");
    }
 
    if ((ret = dht11Read(DHT_TEMP, &dhtTemp)) != -1) {
        printf("Get temperature : %d\n", dhtTemp);
    } else {
        printf("Faided to get temperature\n");
    }
 
    return ret;
}

9 与RaspberryPi连接使用

10 与Arduino连接使用

11 相关资料

DHT11.pdf