Matrix - Temperature and Humidity Sensor/zh
Contents
1 介绍
- 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:
| 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 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：
| Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor | NanoPi 2 |
| S | Pin7 |
| V | Pin4 |
| G | Pin6 |
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：
| Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor | NanoPi M2 |
| S | Pin7 |
| V | Pin4 |
| G | Pin6 |
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NanoPC-T2连接使用
7.1 硬件连接
参考下图连接模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor和NanoPC-T2：
Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor_NanoPC-T2
连接说明：
| Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor | NanoPC-T2 |
| S | Pin14 |
| V | Pin29 |
| G | Pin30 |
7.2 编译测试程序
进入Matrix代码仓库，切换到NanoPC-T2分支
$ cd matrix $ git checkout NanoPC-T2
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NanoPC-T2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NanoPC-T2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git
7.3 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NanoPC-T2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NanoPC-T2，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：
7.4 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; }
8 与NanoPi连接使用
8.1 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。
8.2 硬件连接
参考下图连接模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor和NanoPi：
连接说明：
| Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor | NanoPi |
| S | Pin7 |
| V | Pin4 |
| G | Pin6 |
8.3 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。
8.4 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。
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Tiny4412连接使用
9.1 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。
9.2 硬件连接
参考下图连接模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor和Tiny4412：
连接说明：
| Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor | Tiny4412 |
| S | GPIO1 S |
| V | GPIO1 5V |
| G | GPIO1 GND |
9.3 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。
9.4 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。
9.5 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; }
