一种温度记录仪及方法与流程

本发明涉及一种记录仪及方法，尤其涉及一种温度记录仪及方法。

背景技术：

现如今，我国冷链物流发展已经十分成熟，冷链物流不仅能够满足人们对新鲜食品的需求，还能够使食物在运输途中尽量减少损失和浪费。相比于普通的物流，冷链物流的要求比较高，特别是对温度的控制更为严格。然而，传统的冷链物流配送针对配送环节的监控纬度是单独且孤立的，无法做到全程的温度监控，忽略了一些中间环节如商品搬运过程的监控，因此，无法满足高要求的温度控制。此外，传统的温度记录仪体积大、能耗高，不适合应用于冷链物流的温度监测工作。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种温度记录仪及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种温度记录仪，包括壳体，壳体内设置有电源、升压控制芯片、温度采集模块、存储模块、单片机蓝牙模块、射频天线；电源直接为单片机蓝牙模块供电，电源通过升压控制芯片为温度采集模块、存储模块供电；

电源包括两节7号干电池，温度采集模块内设置有数字温度传感器，存储模块内设置有大容量存储器，射频天线直接印刷在印制电路板上；单片机蓝牙模块由主控芯片和外围电路构成，主控芯片设置在支持蓝牙4.0协议的处理器内；升压控制芯片上印制有滤波电容c19、储能电容c23、功率电感l5、二级管d1、集成电路u5、电阻r22、电阻r30，滤波电容c19、储能电容c23、二级管d1、功率电感l5和集成电路u5一起构成自举升压电路，电阻r22和电阻r30反馈输出电压；

主控芯片通过io模拟单总线与数字温度传感器相连接，主控芯片通过spi总线接口与大容量存储器相连接，主控芯片通过引脚与升压控制芯片相连接；射频天线经过天线电路与主控芯片的引脚相连接，构成信号收发通道。

进一步地，大容量存储器内设置有印制电路板。

进一步地，主控芯片所需的供电电压为2～3.6v。

进一步地，数字温度传感器内设置有外设芯片一，外设芯片一所需的供电电压为2.7～3.6v。

进一步地，大容量存储器内设置有外设芯片二，外设芯片二所需的供电电压为2.7～3.6v。

一种温度记录仪的工作方法，具体为：温度记录仪开始工作时，主控芯片开始获取配置参数，配置参数获取完成后，读取数字温度传感器内的温度信息，然后将获取到的温度信息经过加密处理存储在大容量存储器的芯片中，此时启动主控芯片上的蓝牙广播功能，将温度信息通过蓝牙广播出去，同时若有主机请求建立蓝牙连接，则进行配对，配对成功后将存储的温度数据发送到对应的主机上，若没有建立连接或连接断开则会立刻进入休眠状态，等待下次唤醒，进入读取数字温度传感器内的温度信息的程序。

本发明针对传统的冷链物流无法做到全程温度监控的问题,设计了一款干电池供电、本地记录、蓝牙通讯的温度记录仪，能及时将温度信息进行储存和传送，使用十分方便灵活，并且该产品具有体积小、能耗低的优点，可以直接在工厂进行商品封箱的时候放置在包装箱内，直到包装打开,记录了商品的从封箱到开箱整个过程的温度，满足冷链物流高要求的温度控制。

附图说明

图1为本发明的整体示意图。

图2为本发明升压控制芯片的电路图。

图3为本发明温度记录仪工作方法的流程图。

图4为本发明整体的电气原理图。

具体实施方式

下面结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示的一种温度记录仪，包括壳体，壳体内设置有电源、升压控制芯片、温度采集模块、存储模块、单片机蓝牙模块、射频天线；电源直接为单片机蓝牙模块供电，电源通过升压控制芯片为温度采集模块、存储模块供电。整体的电气原理图如附图4所示，其中power表示电源，flash表示存储模块的大容量存储器，btant表示射频天线。

电源包括两节7号干电池，干电池通用性强,很容易买到,方便反复使用，两节干电池能提供2～3v电压。

温度采集模块内设置有数字温度传感器，数字温度传感器采用数字温度传感器ds18b20,ds18b20是常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。同理，数字温度传感器内设置的外设芯片一为ds18b20芯片，其所需的供电电压为2.7～3.6v，在3.3v电压时工作状态最好，因此由干电池通过升压控制芯片为其供电，。

存储模块内设置有大容量存储器，大容量存储器采用大容量存储器w25q64，存储商品整个生命周期的温度数据，数据采用复杂的加密算法，确保数据不可篡改。大容量存储器w25q64具有印制电路板(pcb板)，其具有占用空间小，引脚数量少，功耗低等特点，和普通串行flash相比使用更灵活，性能更出色，非常适合数据存储的应用。同理，大容量存储器内设置的外设芯片二为w25q64芯片，其所需的供电电压也为2.7～3.6v，正常工作电流小于5ma，掉电时低于1ua，在3.3v电压时工作状态最好，因此由干电池通过升压控制芯片为其供电。w25q64芯片具有32768页每页256个字节，一个字节可以表示256个数据(+127～-127)，其中每个时间点的温度数据采用一个字节中的+127～-40来表示温度(范围是127℃～-40℃)，控制字节用-41～-127来表示。w25q64一共有8m字节，假设每10s存储一个数据，则至少可以存储970天的温度数据。

升压控制芯片采用的是mp3410，mp3410是一款高效、同步升压转换器，开关频率500khz，其内部补偿和软启动能有效减少外部元件数量，并在启动过程中限制了浪涌电流的产生。停机模式时0电流，热关机，当使用效率超过90％时，能自动关闭，非常适合应用于电池供电的场所。如图2所述，升压控制芯片上印制有滤波电容c19、储能电容c23、功率电感l5、二级管d1、集成电路u5、电阻r22、电阻r30，滤波电容c19、储能电容c23、二级管d1、功率电感l5和集成电路u5一起构成自举升压电路，电阻r22和电阻r30反馈输出电压。

射频天线直接印刷在印制电路板(pcb板)上，有效减少了物料使用和组装成本。

单片机蓝牙模块由主控芯片和外围电路构成，主控芯片采用的是主控芯片nrf51822，nrf51822是一款支持蓝牙4.0协议的32位armcortexm0处理器，能实现蓝牙通讯协议的主控功能，将单片机(mcu)与低功耗蓝牙技术(ble)结合起来，兼具了无线方式通讯，使得当温度记录仪放在产品包装内部的同时可以实时通讯，将温度监测的信息发送出来。此外，主控芯片所需的供电电压为2～3.6v，因此可以由干电池直接供电。

本发明各模块的具体连接方式为：主控芯片nrf51822通过io模拟单总线与数字温度传感器ds18b20相连接，io模拟单总线只需要一条通讯线(p0.05引脚)就可以读取数字温度传感器ds18b20采集到的温度信息。主控芯片nrf51822带有spi总线接口(p0.15、p0.16、p0.17、p0.18引脚)，其通过spi总线接口与大容量存储器w25q64相连接。射频天线经过天线电路与主控芯片nrf51822的引脚(ant2、ant1、add_pa)相连接，构成信号收发通道。主控芯片nrf51822通过其具有的p0.07引脚与升压控制芯片相连接，从而对升压控制芯片进行控制。

如图3所示，本发明还公开了一种温度记录仪的工作方法，具体的为：

温度记录仪开始工作时，主控芯片开始获取配置参数，配置参数获取完成后，读取数字温度传感器内的温度信息，然后将获取到的温度信息经过加密处理存储在大容量存储器的芯片中，此时启动主控芯片上的蓝牙广播功能，将温度信息通过蓝牙广播出去，同时若有主机请求建立蓝牙连接，则进行配对，配对成功后将存储的温度数据发送到对应的主机上，若没有建立连接或连接断开则会立刻进入休眠状态，等待下次唤醒，进入读取数字温度传感器内的温度信息的程序。此外，干电池电压经升压控制芯片的作用，给存储模块和温度检测模块供电,当不需要采集温度和不需要存储数据的时候可以通过主控芯片nrf51822的p0.07引脚关闭升压电路，从而节约功耗。

本发明公开了一种温度记录仪及方法，本温度记录仪具有单片机蓝牙模块，将单片机(mcu)和蓝牙用一个芯片实现，在温度记录仪中应用了蓝牙低能耗(ble)技术，实现延长设备的运行时间，更加适合应用于冷链运输的温度监测工作；同时，采用干电池供电，干电池通用性强，很容易买到，方便反复使用。本产品平时运行在睡眠模式下，具有定时唤醒数字温度传感器采集温度并将温度信息记录在大容量存储器中的功能，能及时将温度信息进行储存和传送，使用十分方便灵活，并且该产品体积小、能耗低，在长时间的冷链运输过程中仍能持续工作。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。