户外LED显示屏参数监控板设计

    LED显示屏其以容易控制、响应速度快、成本低等优点，应用前景广泛。但除一些室内应用之外，led大屏幕多应用于广场、火车站、商业街等，因受温度、湿度、烟雾、下雨、尘埃等因素影响会导致LED快速老化，出现故障和寿命缩短。如出现问题才去修理，会造成高成本维修或者不可修复性损伤。

　　监控板可以实时检测LED显示屏所处环境的温度、相对湿度，是否有烟雾等信息，并将测得参数信息上传至控制计算机，监控软件会将这些信息显示在界面上。这就使得各个灯箱的工作情况和环境参数呈现出来，便于监测和管理。

　　选取STC的一款单片机作为核心处理器件，该单片机带有8路的A/D通道，因为所要测量的都是模拟量，需要转换为数字量才能处理。测量温度可用热敏电阻或者DS18B20,DS18B20数字式的温度传感器，精度高。考虑到DS18B20的操作较为复杂，占用单片机较大的程序空间，而监控板要求的温度精度并不高，所以采用热敏电阻作为温度传感器件。常用的相对湿度传感器有湿敏电阻和湿敏电容等方式。用湿敏电容和555定时器组合的方式，程序上容易实现且相对稳定。烟雾传感器有光电式和离子式两种，经比较发现，离子式的烟雾传感器价格略高，但处理程序较简单，占用的程序空间较小，所以采用离子式烟雾传感器。

　　1、系统框图

　　自身带A/D转换功能的单片机可以作为处理器，再配合温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器就可以实现对这3种环境参数的采集和测量。

图1　系统框图

    2、温度采集模块

　　考虑到实际境况中对温度测量的精度要求不是很高而且要控制成本，选用负温度系数的热敏电阻作为温度传感器。图2反映的是该热敏电阻值与温度的对应关系。

　　实际电路中，采用热敏电阻和高精度电阻分压的方法，将它们的连接端接入单片机带A/D功能的引脚。该单片机有8路10位高精度A/D转换器，速度可达100kHz。因此可以省略A/D转换电路的设计，将硬件电路功能通过软件实现。当温度发生变化的时候，R44的阻值就发生变化，经过分压后，输出TEM_TEST电压信号变化，单片机A/D采样值随之发生变化。将图转换成一张表格存储在单片机的代码段里，按照得到的A/D采样值查表，用差值的方法就可以得到当前的温度值。

图2　实际的热敏电阻温度特性

　　3、相对湿度采集模块

　　湿度传感器选用湿敏电容，其容值随湿度的变化而变化。如图3所示。

图3　湿度响应曲线

　　湿度传感电路设计，如图4所示。

图4　湿度传感电路

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