一种基于多单片机的温湿度监测系统

专利摘要:
本实用新型涉及基于多单片机的温湿度监测系统，包括采集电路、显示器和控制器，控制器包括第一单片机、第二单片机和第三单片机，采集电路与第三单片机相连接，第一单片机和第二单片机分别与第三单片机和显示器相连接；还包括：第一开关和第二开关，第一开关设置在第一单片机的供电支路上，第二开关设置在第二单片机的供电支路上；第三单片机控制连接第一开关和第二开关。本实用新型的第一单片机和第二单片机的连接关系相同，互为冗余设置，第三单片机可通过对相应开关选择第一单片机或第二单片机处于工作状态，当其中一个单片机出现故障时，可控制另一个单片机代替其工作，提高了温湿度监测系统的可靠性。
公开号:CN214333895U
申请号:CN202120786968.7U
申请日:2021-04-17
公开日:2021-10-01
发明作者:段松凯；李书领；张卓；李志霞；倪峰峰
申请人:Henan Mechanical and Electrical Vocational College；
IPC主号:G01D21-02

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及信号监测领域，具体涉及一种基于多单片机的温湿度监测系统。
[n0002] 随着生产活动以及科学技术的发展，人们对环境监测的需求越来越多，如在电力或电网的配电房、变电站等地方需要设置除湿和温控装置，使环境的温湿度保持在安全范围内，以保证电力设施的完全、稳定运行。又如，有婴儿的家庭希望室内环境温度保持在26摄氏度左右，湿度保持在45%至70%之间；建筑行业也经常会涉及到环境的温湿度检测。
[n0003] 但是，对于现有的温湿度监测系统，其存在监测系统使用一段时间后容易损坏，比如单片机故障，这将导致监测系统无法正常进行监测，不能及时进行报警，可靠性不高。
[n0004] 本实用新型的目的在于提供一种基于多单片机的温湿度监测系统，用以解决现有温湿度监测系统由于采用单个单片机导致的可靠性不高的问题。
[n0005] 本实用新型的基于多单片机的温湿度监测系统的技术方案，包括采集电路、显示器和控制器，所述采集电路与所述控制器的输入端口连接，所述显示器与所述控制器的输出端口连接；所述控制器包括第一单片机、第二单片机和第三单片机，所述采集电路与第三单片机相连接，第一单片机和第二单片机分别与所述第三单片机和显示器相连接；温湿度监测系统还包括：第一开关和第二开关，所述第一开关设置在第一单片机的供电支路上，所述第二开关设置在第二单片机的供电支路上；所述第三单片机控制连接所述第一开关和第二开关。
[n0006] 进一步地，所述第一单片机的复位引脚连接第一看门狗电路，所述第二单片机的复位引脚连接第二看门狗电路，所述第三单片机采样所述第一看门狗电路输出的第一复位信号和第二看门狗电路输出的第二复位信号。
[n0007] 进一步地，所述温湿度监测系统还包括滤波电路和放大电路；所述采集电路依次通过滤波电路和放大电路与第三单片机相连接。
[n0008] 进一步地，所述第一单片机、第二单片机和第三单片机的供电支路上均设置有电源滤波电路。
[n0009] 进一步地，所述采集电路采用型号为DTH11的温湿度芯片。
[n0010] 进一步地，所述第一开关和第二开关为继电器。
[n0011] 进一步地，所述采集电路、显示器和控制器分别采用即插即用的连接方式。
[n0012] 本实用新型的有益效果为：
[n0013] 本实用新型中温湿度监测系统的控制器包括至少三个单片机，其中第一单片机和第二单片机的连接关系相同，互为冗余设置，第三单片机可通过对相应开关选择第一单片机或第二单片机处于工作状态，当其中一个单片机出现故障时，可控制另一个单片机代替故障单片机工作，提高了温湿度监测系统的可靠性。
[n0014] 本实用新型中第三单片机采样第一单片机和第二单片机的复位信号，第三单片机通过对应的复位信号可判断第一单片机或第二单片机是否处于故障状态，根据判断出的故障情况可以控制故障单片机的开关处于断开状态以及正常单片机的开关处于闭合状态，进而将故障单片机切除系统，利用正常的单片机继续进行工作。
[n0015] 本实用新型中的电路与电路之间的连接可以采用插拔的方式，这样在其中的任一电路出现故障时，都可以进行更换，明显降低了成本。
[n0016] 图1为本实用新型的基于多单片机的温湿度监测系统实施例的原理结构示意图；
[n0017] 图2为本实用新型的基于多单片机的温湿度监测系统实施例的单片机最小系统的电路原理示意图；
[n0018] 图3为本实用新型的基于多单片机的温湿度监测系统实施例的采集电路的电路原理示意图；
[n0019] 图4为本实用新型的基于多单片机的温湿度监测系统实施例的滤波电路的电路原理示意图；
[n0020] 图5为本实用新型的基于多单片机的温湿度监测系统实施例的放大电路的电路原理示意图。
[n0021] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实用新型的实施例中的技术方案进行介绍。
[n0022] 基于多单片机的温湿度监测系统实施例
[n0023] 如图1所示，本实用新型的温湿度监测系统包括第一单片机、第二单片机、第三单片机、采集电路、滤波电路、放大电路和显示器，其中采集电路依次通过滤波电路、放大电路分别与第三单片机的输入端口连接，第三单片机的输出端口连接第一单片机和第二单片机的输入端口，第一单片机和第二单片机的输出端口连接显示器；
[n0024] 第一单片机和第二单片机采用型号相同的单片机，且第一单片机和第二单片机与外部其它部件之间的连接关系也相同，第一单片机和第二单片机互为冗余设置；在温湿度监测系统的工作中，只需要一个单片机工作，就能够将采集的温度和湿度数据处理后输出到显示器；为了实现对第一单片机和第二单片机的选择控制，本实用新型在第一单片机和第二单片机的供电支路上分别对应设置了第一继电器和第二继电器，通过第一继电器实现对第一单片机的供电控制，通过第二继电器实现对第二单片机的供电控制。
[n0025] 本实施例中第三单片机控制连接第一继电器和第二继电器，可实现对第一继电器和第二继电器的控制。比如，正常情况下，第三单片机控制第一继电器闭合，第二继电器断开，此时第一单片机得电，采集的温湿度数据通过第三单片传输给第一单片机，由第一单片机控制显示器工作；当第一单片机故障时，第三单片机控制第一继电器断开，第二继电器闭合，此时第一单片机失电，第二单片机得电，采集的温湿度数据通过第三单片传输给第二单片机，由第二单片机控制显示器工作。
[n0026] 本实用新型利用继电器实现了对第一单片机或第二单片机供电与否的控制，利用继电器实现线路的通断是本领域的公知技术，此处不再对继电器控制供电支路的细节进行阐述。作为其它实施方式，也可以选择其他类型的开关，只要能够接受第三单片机的控制实现断开或闭合即可。
[n0027] 为了实现第三单片机对第一单片机和第二单片机之间的切换功能，第三单片机应具备判断第一单片机和第二单片机是否处于故障状态的功能。为了实现第三单片机对第一单片机和第二单片机是否处于故障状态检测的功能，本实用新型中第三单片机还采样第一单片机和第二单片机的复位信号，如果检测到第一单片机或第二单片机的复位信号一直处于复位状态，那么说明对应的单片机处于故障状态。以第一单片机和第二单片机的复位引脚均与看门狗电路相连为例，第三单片机可以采样两看门狗电路输出的复位信号，如果检测到某一看门狗电路进行复位的次数超过设定值，可以判定为对应的单片机处于故障状态。利用看门狗电路实现对单片机的复位是本领域的公知技术，统计看门狗电路进行复位的次数也可以通过统计看门狗电路输出的复位信号中的高低电平个数实现，此处不再对细节进行阐述。
[n0028] 在温湿度监测系统正常工作时，第一单片机和第二单片机中只有一个单片机处于工作状态，也就是说只有第一单片机对应的供电支路上的继电器处于闭合状态或者只有第二单片机对应的供电支路上的继电器处于闭合状态，当第一单片机处于工作状态时，第一单片机对应的供电支路上的继电器处于闭合状态，此时，第三单片机只需检测第一单片机是否处于故障状态即可，当检测出第一单片机处于故障状态后，控制第一单片机对应的供电支路上的继电器断开，控制第二单片机对应的供电支路上的继电器闭合，由此第二单片机得电，可代替第一单片机工作。
[n0029] 本实施例中第三单片机的主要功能是实现对第一单片机和第二单片机的切换，虽然采集电路将采集的温湿度数据传输给了第三单片机，但是第三单片机并不直接根据这些温湿度数据控制显示，其只是将采集的温湿度数据传递给了工作的第一单片机或第二单片机而已，由第一单片机或第二单片机控制显示。
[n0030] 本实用新型在第一单片机处于故障状态或者第二单片机处于故障状态时才实现第一单片机和第二单片机之间的切换，作为其它实施方式，也可以自定义第一单片机和第二单片机之间的切换时机，比如，当判断出第一单片机工作时间较长或者检测到第一单片机的温度较高时，就利用第二单片机代替第一单片机工作。
[n0031] 本实用新型的第一和第二单片机采用AT89S52，为了保证单片机处于正常运行状态，除了设置单片机之外，还需要设置单片机所需的必要电源、时钟、复位等部件，单片机与这些部件构成单片机最小系统，本实用新型单片机最小系统的电路原理图如图2所示（未示出继电器）；当然单片机也可以采用其它型号，比如AT89C52等；由于采用单片机实现对显示器的控制是现有技术，且该技术已经较为成熟，本实用新型不再对单片机控制显示器进行显示的具体控制细节进行说明。
[n0032] 本实用新型的采集电路用于温度和湿度的采集，可以采用如图3的电路图，采用的温湿度芯片DHT11，当然也可以是其它温湿度芯片。
[n0033] 本实用新型的滤波电路，用于对采集电路采集的信号进行滤波处理，可以采用图4的电路图，当然作为其它实施方式，也可以采用现有技术中的电路或不设置滤波电路。
[n0034] 本实用新型的放大电路，用于对进行滤波处理后的信号进行放大处理，其可以采用图5的电路图，当然作为其它实施方式，也可以不设置该放大电路
[n0035] 对于上述电路，本实用新型可以将每个电路设置成插件的形式，这样在后续的使用中任意电路结构出现故障，都能够进行替换，降低了温湿度监测系统的成本。
[n0036] 需要说明的是，尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

权利要求:
Claims (7)
[0001] 1.一种基于多单片机的温湿度监测系统，包括采集电路、显示器和控制器，所述采集电路与所述控制器的输入端口连接，所述显示器与所述控制器的输出端口连接；其特征在于，所述控制器包括第一单片机、第二单片机和第三单片机，所述采集电路与第三单片机相连接，第一单片机和第二单片机分别与所述第三单片机和显示器相连接；
温湿度监测系统还包括：第一开关和第二开关，所述第一开关设置在第一单片机的供电支路上，所述第二开关设置在第二单片机的供电支路上；所述第三单片机控制连接所述第一开关和第二开关。
[0002] 2.根据权利要求1所述的基于多单片机的温湿度监测系统，其特征在于，所述第一单片机的复位引脚连接第一看门狗电路，所述第二单片机的复位引脚连接第二看门狗电路，所述第三单片机采样所述第一看门狗电路输出的第一复位信号和第二看门狗电路输出的第二复位信号。
[0003] 3.根据权利要求1所述的基于多单片机的温湿度监测系统，其特征在于，所述温湿度监测系统还包括滤波电路和放大电路；所述采集电路依次通过滤波电路和放大电路与第三单片机相连接。
[0004] 4.根据权利要求1所述的基于多单片机的温湿度监测系统，其特征在于，所述采集电路采用型号为DTH11的温湿度芯片。
[0005] 5.根据权利要求1所述的基于多单片机的温湿度监测系统，其特征在于，所述第一单片机和第二单片机采用AT89S52。
[0006] 6.根据权利要求1所述的基于多单片机的温湿度监测系统，其特征在于，所述第一开关和第二开关为继电器。
[0007] 7.根据权利要求1所述的基于多单片机的温湿度监测系统，其特征在于，所述采集电路、显示器和控制器分别采用即插即用的连接方式。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120786968.7U|CN214333895U|2021-04-17|2021-04-17|一种基于多单片机的温湿度监测系统|CN202120786968.7U| CN214333895U|2021-04-17|2021-04-17|一种基于多单片机的温湿度监测系统|