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图 1.1 小型智能浇花装置系统结构图
1.2 湿度传感器的概述
人类的生存和社会活动与湿度息息相关。在工业制造、气象预报、食品加工等领域，湿度传感器都得到了广泛的应用。为此，探索高性能的新型湿敏材料已经成为当今传感器界的研究热点。
1.2.1 分类及特点[6]
湿度传感器种类繁多，按材料则可分为以下三类：电解质式、半导体陶瓷式、有机高分子式聚合物式。
（1）电解质传感器：电解质是以离子形式导电的物质，若物质溶于水中，在极性水分子的作用下，能全部或部分地离解为能自由移动的正、负离子，则称之为液体电解质，电解质溶液的电导率与溶液的浓度有关，而溶液的浓度，在一定的温度下又是环境相对湿度的函数，利用这一特性即可制成电解质型湿敏传感器。其特点是响应速度快、滞后小、结构简单、价格便宜，但其耐热性差，使用寿命短。
（2）半导体陶瓷湿度传感器：制造半导体陶瓷湿敏传感器的材料主要是不同类型的金属氧化物，通过陶瓷工艺，制成一种多孔陶瓷，利用多孔陶瓷的阻值对空气中水蒸气的敏感特性而制成。其特点是测湿范围宽，工作温度高，响应时间较短，精度高，抗污染能力强，工艺简单，成本低廉。
（3）高分子湿度传感器：主要是利用吸湿性以及离子导电性来进行工作的。其基本特点是：材料来源极广，制作工艺较简单，无需加热清洗，适合大批量生产，可被用于较宽湿度范围的测量，响应快，温度系数小，使用寿命长。
1.2.2 发展状况
我国开始研究湿度传感器最早可以追溯到上世纪60年代初期,当时只是处于探索阶段，普遍引起重视却是上世纪70年代末80年代初的事，以氯化锂作为典型代表的电解质湿度传感器问世后，一定程度上很好地解决了环境湿度的测量要求。近十余年来根据实际应用的要求，湿度传感器材料的研究重点主要放在了半导体陶瓷以及有机高分子两大类感湿材料上。对MgCr2O4-TiO2，ZnCr2O4-LiZnVO4这些极具有代表性的材料系列，国内各大研究机构取得了卓有成效的成果。天津大学创新性地利用镍锌铁氧致密陶瓷外表面的吸附效应成功研制出高性能的湿度传感器；上海交通大学和华中理工大学运用SOL-GEL微粉技术成功研制膜式传感器；中国科学院新疆物理研究所根据钛铝铬锂和铁镧钾系材料本征特性的研究，系统地研究了掺杂和特种预处理对材料特性的影响，发现了材料界面结构与稳定性的内在联系，所提出来的多孔机理湿瓷导的电机理为电子说和质子说作了新的补充。在有机高分子湿敏材料方面的研究，近几年的工作结果十分喜人，吉林大学研制成功了我国第一个碳化钛青酮膜式传感器；中科院上海冶金研究所在研究聚酰亚胺薄膜电容栅FET湿度传感器方面获得巨大成功，凡此种种不胜枚举。
微型化，集成化，多功能化将会是今后传感器技术发展的总趋势，如何加快发展与计算机相互配套的传感器已然成为传感器界一个严峻的课题。针对这一形势以及湿度传感器目前存在的问题，今后的研究方向将主要集中在：继续加深对传感器材料及其传感过程的基础研究；继续加大探索新型材料的力度；加快解决工程技术方面的问题，例如提高高纯、高性能基础材料的研制水平，材料器件工程设计相关的软件研究。
1.3 MSP430系列单片机概述[10]
随着微电子技术的不断快速发展, 微控制器MCU( 又称单片机)在工业、医疗和日常生活领域中的应用日益广泛。通常用户都希望自己的电子设备结构小巧、功能灵活、使用简单可靠而且省电,因此在电子设备开发时对其主要部件MCU的综合性能要求越来越高。美国德州仪器(TI) 公司推出的MSP430系列超低功耗16位单片机,集多种领先技术于一体,以16位RISC处理器、超低功耗、高性能模拟技术及丰富的片内外设、JTAG仿真调试定义了新一代单片机的概念,其显著特点是具有超低功耗,特别适合于由电池供电的应用,能大幅延长电池的使用寿命。可以说MSP430系列单片机的应用使计量设备、医疗设备、工业控制产品、便携式仪表和智能传感器等的开发进入了超低功耗的新时代。
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