Matrix - Temperature and Humidity Sensor/zh

English

1 介绍

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，方便安装使用。

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：git://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。

• 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

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库

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

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。

5 与NanoPi连接使用

5.1 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：[[1]]

5.2 硬件连接

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

Matrix-Sound_Sensor	NanoPi
S	Pin8
V	Pin4
G	Pin6

5.3 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到matrix-nanopi分支

$ cd matrix
$ git checkout matrix-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/bin目录下，模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor对应的测试程序为matrix-temperature_and_humidity_sensor。

5.4 运行测试程序

拷贝库文件和测试程序到NanoPi的文件系统上

$ cp install/bin/* nanopi_rootfs/bin/
$ cp install/lib/* nanopi_rootfs/lib/ -d

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
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。

$ matrix-temperature_and_humidity_sensor

5.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int dhtTemp = 0;
    int dhtHdty = 0;
    int devFD = -1;
    int pin = GPIO_PIN1;
 
    if (argc == 2) {
        parseCmd(argc, argv, &pin);
    } else {
        printf("Using default pin GPIO_PIN1\n");
    }
    if ((devFD = dht11Init(pin)) == -1) {
        printf("Fail to init dht11\n");
        return -1;
    }
 
    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");
    }
 
    dht11DeInit(devFD);
    return ret;
}

6 与Tiny4412连接使用

6.1 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。

6.2 硬件连接

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

6.3 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到matrix-tiny4412分支

$ cd matrix
$ git checkout matrix-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/bin目录下，模块Matrix-Temperature_and_Humidity_Sensor对应的测试程序为matrix-temperature_and_humidity_sensor。

6.4 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

$ cp install/bin/* tiny4412_rootfs/bin/
$ cp install/lib/* tiny4412_rootfs/lib/ -d

然后启动Tiny4412，在UbuntuCore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
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。

$ matrix-temperature_and_humidity_sensor

6.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int dhtTemp = 0;
    int dhtHdty = 0;
    int devFD = -1;
    int pin = GPIO_PIN1;
 
    if (argc == 2) {
        parseCmd(argc, argv, &pin);
    } else {
        printf("Using default pin GPIO_PIN1\n");
    }
    if ((devFD = dht11Init(pin)) == -1) {
        printf("Fail to init dht11\n");
        return -1;
    }
 
    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");
    }
 
    dht11DeInit(devFD);
    return ret;
}