专利名称：无线多路多监测模式温度测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温度监测领域，确切地说是指一种无线多路多监测模式温度测量系统。
背景技术：
目前，已经使用的多路温度测量系统存在着以下一些问题需要解决1.传感器的选择问题。目前温度测量常用的传感器包括以下种类①、热电偶。热电偶采用热电效应，具有结构简单、制作方便、测量范围宽、精度高、热惯性小等特点。但是它的缺点是线性不好，冷端需要温度补偿。②、热电阻，如铜电阻、镍电阻、钼电阻等。热电阻的特点是稳定性好、耐高温，如钼电阻有的可达六、七百度。但它们的缺点是当传输线路长短不等时，需要进行温度补偿。③、热敏电阻，主要是指陶瓷热敏元件。实质是利用半导体电阻的正温特性，用半导体陶瓷材料制成的热敏元件。其主要优点是灵敏度高，过去的缺点是一致性差，现在由于改进配方问题基本解决，分辨率可达0. 1 % °c以内。④、晶体管测温器件。半导体的电阻温度系数比金属大1 2个数量级，二极管和三极管的PN结电压、电容对温度灵敏度很高。由此制成的这类器件的优点是在-50°C +150°C范围内有良好的特性，体积小、响应时间快、价格低。但它的缺点是一致性差、不易做到互换，而且PN结容易受外界辐射的影响，稳定性难以保证。⑤、利用热辐射原理。它的原理是物体受热辐射后，视物体本身的性质，能将其吸收、透过或反射。而受热物体放出的辐射能的多少，与它的温度有一定的关系。⑥、利用声学原理的测量方法。近年发展起来的声学温度检测技术，可以对炉内的烟气温度测量值和火焰分布在线检测，从而判断炉内的燃烧状况，进行实时调节和控制。其基本原理是通过测量声波传感器间的声波传播时间以最小二乘原理重建温度的测量方法。因为以上方式所用的温度传感器均为模拟式，所以这里统称为模拟式测温方式。 模拟式测温方式在进行数据处理的时候必须要加模数转换器，为了要确保温度的精确度， 模数转换器的分辨率必须要足够高。而一般来说，高分辨率并且可靠性好的模数转换器成本很高，也会增加印制板电路设计的难度，并且还可能增加处理器的处理负担。这些都会导致投资成本大大增加，从而导致现在市面上主流的多路温度测量仪的卖价都比较高。2.常规的多路温度测量系统或者多路温度巡检系统由于受到数模转换器或者是中央控制器的限制，一般都不容易扩展测量的通道数目，现在实用的许多方案最多只能够做到一台终端设备接16路。3.如果选用单总线DS18B20进行温度采集，要想做多路的温度采集系统，必须要将多个DS18B20接入单总线，软件设计时，必须使用匹配ROM指令，并且要将每一个DS18B20 的序列号得到，针对每一个DS18B20的每一次测温都必须要送入64位的序列号进行匹配， 而且由于微处理器I/O 口带负载能力有限，最多串接8个DS18B20。4. 一般的多路温度测量系统的体积都偏大，没法做成便携式的终端设备。由于以上提到的问题，现有的无线多路温度测量系统需要改进。
实用新型内容针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于提供一种无线多路多监测模式温度测量系统，针对敏感模拟量温度来进行相应的监测和信号的采集和传送，能够同时对多路的温度信号进行频繁采样，并将采集的信号通过无线收发模块传送给远程的接收终端，同时远程的接收终端有多种数据传输与监测模式一、第二微处理器通过串口传送给PC机，借助PC机监测多路温度数据；二、第二微处理器通过GSM模块传输给手机，借助手机对多路温度数据进行远距离实时监测；三、第二微处理器通过以太网控制模块传输到 Internet网，借助hternet网上远程的PC机对多路温度数据进行实时监测。为了解决以上的技术问题，本实用新型提供的无线多路多监测模式温度测量系统，包括测量终端和接收终端，所述测量终端包括第一电源、第一微处理器、第一无线收发模块、模拟开关、传感器组，所述传感器组与所述模拟开关连接，所述第一微处理器分别与所述模拟开关和所述第一无线收发模块连接，所述第一电源为所述第一微处理器、第一无线收发模块、模拟开关和传感器组供电；所述接收终端包括第二电源、第二微处理器、第二无线收发模块、RS-232、PC机、GSM通讯模块、以太网控制模块，所述第二无线收发模块与第二微处理器连接，第二微处理器通过RS-232与PC机连接，第二微处理器通过以太网控制模块与hternet网络连接，第二微处理器通过GSM模块与手机进行远程数据传输，第二电源为第二无线收发模块、第二微处理器、GSM模块、以太网控制模块、RS-232供电；第一无线收发模块和第二无线收发模块之间进行无线温度数据传输。 较优地，所述第一微处理器和所述第二微处理器为单片机。较优地，所述测量终端还包括显示部分，所述显示部分与所述第一微处理器连接。较优地，所述传感器组包括若干个AM2301数字式温度传感器。较优地，所述传感器组包括8-16个AM2301数字式温度传感器。较优地，所述传感器组包括16-32个AM2301数字式温度传感器。较优地，所述传感器组包括32-64个AM2301数字式温度传感器。较优地，所述传感器组包括64-1 个AM2301数字式温度传感器。较优地，所述第一无线收发模块采用I1RF905芯片；所述第二无线收发模块采用 nRF905 芯片。较优地，所述第一电源和所述第二电源为直流稳压电源。本实用新型提供的无线多路多监测模式温度测量系统，包括测量终端和接收终端，所述测量终端包括第一电源、第一微处理器、第一无线收发模块、模拟开关、传感器组， 所述传感器组与所述模拟开关连接，所述第一微处理器分别与所述模拟开关和所述第一无线收发模块连接，所述第一电源为所述第一微处理器、第一无线收发模块、模拟开关和传感器组供电；所述接收终端包括第二电源、第二微处理器、第二无线收发模块、RS-232、PC机、 GSM通讯模块、以太网控制模块，所述第二无线收发模块与第二微处理器连接，第二微处理器通过RS-232与PC机连接，第二微处理器通过以太网控制模块与hternet网络连接，第二微处理器通过GSM模块与手机进行远程数据传输，第二电源为第二无线收发模块、第二微处理器、GSM模块、以太网控制模块、RS-232供电；第一无线收发模块和第二无线收发模块之间进行无线温度数据传输。与现有技术相比，本实用新型提供的无线多路多监测模式温度测量系统，针对敏感模拟量温度来进行相应的监测和信号的采集和传送，能够同时对多路的温度信号进行频繁采样，并将采集的信号通过无线收发模块传送给远程的接收终端，同时远程的接收终端有多种数据传输与监测模式一、第二微处理器通过串口传送给PC机，借助PC机监测多路温度数据；二、第二微处理器通过GSM模块传输给手机，借助手机对多路温度数据进行远距离实时监测；三、第二微处理器通过以太网控制模块传输到hternet网，借助hternet网上远程的PC机对多路温度数据进行实时监测。
图1为本实用新型中无线多路多监测模式温度测量系统的结构框图；图2为本实用新型中无线多路多监测模式温度测量系统中测量终端的结构框图；图3为本实用新型中无线多路多监测模式温度测量系统中接收终端的结构框图。
具体实施方式
为了本领域的技术人员能够更好地理解本实用新型所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。请参见图1-图3，图1为本实用新型中无线多路多监测模式温度测量系统的结构框图；图2为本实用新型中无线多路多监测模式温度测量系统中测量终端的结构框图；图3 为本实用新型中无线多路多监测模式温度测量系统中接收终端的结构框图。本实用新型提供的无线多路多监测模式温度测量系统，包括测量终端和接收终端，所述测量终端包括第一电源、第一微处理器、第一无线收发模块、模拟开关、传感器组， 所述传感器组与所述模拟开关连接，所述第一微处理器分别与所述模拟开关和所述第一无线收发模块连接，所述第一电源为所述第一微处理器、第一无线收发模块、模拟开关和传感器组供电；所述接收终端包括第二电源、第二微处理器、第二无线收发模块、RS-232、PC机、 GSM通讯模块、以太网控制模块，所述第二无线收发模块与第二微处理器连接，第二微处理器通过RS-232与PC机连接，第二微处理器通过以太网控制模块与hternet网络连接，第二微处理器通过GSM模块与手机进行远程数据传输，第二电源为第二无线收发模块和第二微处理器以及GSM模块、以太网控制模块、RS-232供电；第一无线收发模块和第二无线收发模块之间进行无线温度数据传输。第一无线收发模块和第二无线收发模块采用HRF905芯片。与现有技术相比，本实用新型提供的无线多路多监测模式温度测量系统的具体优势体现在如下几个方面1、传感器的选择。传感器组采用单总线的数字式温度传感器AM2301，仅需一个端口引脚进行通讯，从而大大地节约了单片机的I/O 口资源。供电范围为+3.5V +5.5V，为了和微处理器兼容，采用+5V电源供电，从而减小了供电系统设计的复杂性。温度计分辨率可以被设置为16位，可满足大部分场所的精度需求，温度测量范围为-40°C至+120°C。与传统的模拟式温度传感器相比，省去了设计所必须的模数转换环节，节约了中间的损耗时间， 具有良好的灵敏性。该传感器具有超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上， 使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。2、多路采集部分，利用模拟开关控制，充分节省了单片机的I/O 口资源，并且大大
5精简了 PCB板的布线，可以编程实现多路巡检。与传统的多路温度测量对比，不需要针对每一个温度传感器编写复杂的程序，也无须与每一个单总线温度传感器的ROM进行匹配，只需要在温度采集时候，对需要采集的每一路进行定时的控制开断，即可完成在对应时间段内，对对应的每一路温度进行采集，整个采集过程少去了 ROM的匹配时间，从而节省了温度采集的时间。这就相当于只利用了一条总线，进行理论上无限制的扩展。每一条总线如果接一个16位的模拟开关，如⑶74HC4067，那么每一个I/O 口就可以外接16路温度传感器。 这样，外扩的温度采集部分的通道数目在实际应用中可以达到几十路甚至上百路。3、采用PTR8000无线收发模块。PTR8000是以nRF905为核心的一款无线收发模块，工作电压为1. 9 3. 6V，功率很低，发射电流11mA，接收电流12. 5mA，待机电流2. 5 μ A， 工作在433/868/915ΜΗζ的ISM(工业、科学、医疗)频段，由一个完全集成的频率调制器、一个带解调器的接收器、一个功率放大器、一个晶体振荡器和一个调节器组成。最大传输速率可达到100Kbit/S，可以很容易通过SPI接口进行编程配置。PTR8000采用Nordic公司的 ShockBurst技术收发数据。SiockBurst将与RF协议有关的高速信号处理放到芯片内，芯片能够提供高速的数据传输，收发芯片由微控制器通过一个SPI接口控制，通信速率由微控制器通过程序设定。在发送模式中，PTR8000自动产生前导码和CRC校验码，数据准备就绪DR信号通知微处理器数据传输已经完成。在接收模式中，地址匹配AM和数据准备就绪 DR信号通知微处理器一个有效的地址和数据包已经各自接收完成。由PWR、TRX_CE、TXEN 三个引脚完成PTR8000四种工作模式的设定掉电和SPI编程模式、待机和SPI编程模式、 发射模式、接收模式。PTR8000无线收发模块将接收和发射合为一体，可直接进入数据输入 /输出，抗干扰能力强。4、接收终端主要是由第二微处理器、电平转换电路和9针串口、GSM通讯模块、以太网控制模块构成，电路结构简单，便于做成便携式设备。5、第一和第二微处理器包括单片机，包括单片机最小系统，复位采用阻容式充放电复位，既可以手动复位，也能够上电自动复位。采用的单片机选用自带存储器的51内核的增强型单片机系列，如STC89C52。电源采用+5V稳压电源供电，也可以附加电池盒，做成便携式终端设备。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，包括测量终端和接收终端，所述测量终端包括第一电源、第一微处理器、第一无线收发模块、模拟开关、传感器组，所述传感器组与所述模拟开关连接，所述第一微处理器分别与所述模拟开关和所述第一无线收发模块连接，所述第一电源为所述第一微处理器、第一无线收发模块、模拟开关和传感器组供电；所述接收终端包括第二电源、第二微处理器、第二无线收发模块、RS-232、PC机、GSM通讯模块、以太网控制模块，所述第二无线收发模块与第二微处理器连接，第二微处理器通过 RS-232与PC机连接，第二微处理器通过以太网控制模块与hternet网络连接，第二微处理器通过GSM模块与手机进行远程数据传输，第二电源为第二无线收发模块、第二微处理器、 GSM模块、以太网控制模块、RS-232供电；第一无线收发模块和第二无线收发模块之间进行无线温度数据传输。
2.根据权利要求1所述的无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，所述第一微处理器和所述第二微处理器为单片机。
3.根据权利要求1所述的无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，所述测量终端还包括显示部分，所述显示部分与所述第一微处理器连接。
4.根据权利要求1所述的无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，所述传感器组包括若干个AM2301数字式温度传感器。
5.根据权利要求4所述的无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，所述传感器组包括8-16个AM2301数字式温度传感器。
6.根据权利要求4所述的无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，所述传感器组包括16-32个AM2301数字式温度传感器。
7.根据权利要求4所述的无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，所述传感器组包括32-64个AM2301数字式温度传感器。
8.根据权利要求4所述的无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，所述传感器组包括64-1 个AM2301数字式温度传感器。
9.根据权利要求1所述的无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，所述第一无线收发模块采用HRF905芯片；所述第二无线收发模块采用riRF905芯片。
10.根据权利要求1所述的无线多路多监测模式温度测量系统，其特征在于，所述第一电源和所述第二电源为直流稳压电源。
专利摘要本实用新型公开一种无线多路多监测模式温度测量系统，传感器组与模拟开关连接，第一微处理器分别与模拟开关和第一无线收发模块连接；第二无线收发模块与第二微处理器连接，第二微处理器通过RS-232与PC机连接，第二微处理器通过以太网控制模块与Internet网络连接，第二微处理器通过GSM模块与手机进行远程数据传输；第一无线收发模块和第二无线收发模块之间进行无线温度数据传输。与现有技术相比，本实用新型提供的无线多路多监测模式温度测量系统，针对敏感模拟量温度来进行相应的监测和信号的采集和传送，能够同时对多路的温度信号进行频繁采样，并将采集的信号通过无线收发模块传送给远程的接收终端，同时远程的接收终端有多种数据传输与监测模式。
文档编号G01K13/00GK202210001SQ201120338429
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者汤一浩, 鄢火圆, 龙驹 申请人:西华大学