基于FPGA的湿度检测系统的实现文献综述

 2022-08-03 03:08

1.选题背景及意义

由于时代的发展,科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等产业部分,对产品质量的要求越来越高,对环境温、湿度的控制以及对产业材料水份值的监测与分析都已成为比较重要的技术前提。所以对温湿度的检测及控制就显得非常的重要了。

湿度检测系统可以采用单片机、DSP、FPGA等开发环境作为开发平台,例如采用AT89C51单片机及其外部接口电路,选用合适的湿度传感器就可以实现简单的湿度检测;但51单片机功耗过大,运算速度慢,且可靠性低;DSP的软件编程较为繁琐,且硬件成本较高。

经比较各种开发环境,本文选用了DE2开发板为开发平台,使用VHDL语言进行编程,提出了一种基于FPGA的湿度检测系统的设计思路和实现方法,在常规湿度传感电路的基础上,采集现场湿度,并通过数码管实时显示现场湿度。

  1. 国内外同类研究现状

(1)温度传感器

智能温度传感器(亦称数字温度传感器)在20世纪90年代问世。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发多种智能温度传感器系列产品。

智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路转换器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU),并且可通过软件来实现测试功能,温度计也越来越智能化。

  1. 湿度传感器

湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。湿度传感器主要分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都是在基片上涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附在感湿材料上后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件。近年来,国内外在湿度传感器研发领域取得了较大的发展。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展。

国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一,质量价格都相差较大,用户如何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度,需要在这方面作深入的了解。现在国内市场上出现了不少国内外湿度传感器产品,电容式湿敏元件较为多见,感湿材料种类主要为高分子聚合物,氯化锂和金属氧化物。

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