一、硬件架构设计
温湿度传感器集成系统设计共分为两部分：硬件设计和软件设计。由于集成系统中的数据采集芯片只能作为从机工作，因此系统接入其他外部设备时需要外部通信电路。
二、集成系统设计
MEMS温湿度传感器集成系统包括三个传感器配件部分：处理器芯片、温湿度传感器以及封装结构。其中温湿度传感器对温湿度信号进行测量，处理器将测量数据进行存储与处理。温湿度传感器集成系统使用MEMS铂电阻温度传感器和电容式湿度传感器分别采样待测环境的温湿度。
1)MEMS温度传感器
MEMS微加工工艺制备的薄膜结构铂电阻传感器。由于铂的电阻率较高，灵敏度较好，因此经常作为温度传感器的感温材料。铂电阻温度传感器利用金属铂(PT)的电阻值随温度的变化而变化的物理特性制成温度传感器，在实际测量中，一般将电阻值转换成电压或电流等模拟信号的变化，再将模拟信号转换成数字信号，最 后交由微处理器转换成实际的温度值。
2)MEMS湿度传感器采用的湿度传感器为电容湿度传感器。两侧电极构成电容极板，中间的电介质采用湿度敏感材料。外界环境中的相对湿度对应了空气中的水分子的含量，当待测环境中的相对湿度发生变化时，空气中的水汽分子含量也会发生相应的变化。湿度敏感材料吸收水分子后的混合物的介电常数由于空气中的水汽分子含量不同而变化，即混合介质的相对介电常数与待测环境中的相对湿度相对应。
三、目前MEMS封装包括三个级别：芯片封装、器件封装和系统封装。芯片级封装包括组装和保护微型装置中的敏感元件，避免发生变形或破裂。器件级封装包括MEMS芯片和信号调理电路。系统级封装包含MEMS芯片器件和主要的信号处理电路，能够屏蔽电磁、热或震动的影响。MEMS封装技术主要包括单芯片封装、多芯片组件和倒装焊等技术。单芯片封装属于器件级封装的范畴，是指在一块芯片上制作保护层，将易损坏的元器件和电路屏蔽起来，避免环境对其造成的不利影响。多芯片组件属于系统级封装，是指在一个封装体中包含两个或两个以上的芯片。它们通过基板互连，构成整个系统的封装形式。倒装焊是将芯片正面朝下，并与封装基板键合的一种封装方式。由于芯片与基板直接相连，实现了封装的小型化和轻便化。
1)封装过程
将封装后的处理器芯片与温湿度传感器混合封装在同一块基板上，构成整个系统的封装形式。为避免芯片受外力损坏，采用封装管壳提供保护。在封装管壳上留有三个梯形透气窗口，可以封装内部温湿度传感器敏感元件接触到的空气与外界环境保持一致。
集成系统的封装过程如下：
(1)将铂电阻温度传感器与电容湿度传感器芯片粘贴在基板上的指定区域，然后将粘贴好芯片的基板放置在烘箱中，以的温度和时间烘干，使芯片粘贴胶固化。
(2)采用键合机将传感器的电极与基板压焊块进行引线键合，实现两者之间的电气连接。
(3)连接完成后将黑胶滴在键合线上保护键合线，放入烘箱后设定温度为120℃，时间为4分钟，直至键合线上的保护胶固化。
2)集成封装管壳设计
集成系统封装时除了需要考虑隔离外力和机械支撑的作用外，还应该实现封装内外的温湿度交换，即封装内部温湿度传感器敏感元件接触到的环境与外界环境保持一致。
