一种长距离高精度数字温度链的制作方法

1.本实用新型涉及水环境监测领域，具体是一种长距离高精度数字温度链。


背景技术：

2.在当前的水文、水环境监测中，为了了解河湖、水库等水体在不同区域、不同深度的水温分布情况，常见的技术手段是在水体的不同区域、不同深度安装温度探头，多个温度探头连接在一根电缆上，形成温度链。目前使用最多的温度链为单总线温度链，其结构如图1所示。温度传感器为支持1-wire总线的数字温度传感器(最常用的如ds18b20)，多个温度传感器的相同功能引脚并联在总线上。
3.采用上述方案存在以下缺陷：
4.1、传输距离短，单总线传输距离在100m以内，导致温度链长度受限，难以满足工程应用的要求；
5.2、单一温度链上挂载的传感器数量有限，当单一温度链上的传感器数量超过30个时，容易出现读数不良的故障；
6.3、精度较差，最常用的传感器如ds18b20，精度仅为
±
0.5℃，难以满足高精度监测的需求。


技术实现要素：

7.为了增加传输距离、传输数据量并提高检测精度，本实用新型提供了一种长距离高精度数字温度链。
8.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：
9.一种长距离高精度数字温度链，包括温度子链，还包括传输总线及用于数据校准的接口转换电路，所述温度子链通过接口转换电路与传输总线连接。
10.进一步地，所述接口转换电路包括单片机、rom、传输总线接口电路及电源电路，所述温度子链、rom及传输总线接口电路均与单片机连接，所述rom中存储有用于对采集的温度进行校准的校准信息，所述电源电路用于为接口转换电路供电，所述传输总线接口电路与传输总线连接。
11.进一步地，所述传输总线为rs485总线。
12.进一步地，所述温度子链采用1-wire单总线传输方式。
13.进一步地，所述温度子链为多个。
14.进一步地，所述温度子链上并联有多个温度传感器。
15.进一步地，所述温度传感器的型号为gx18b20h。
16.本实用新型相比于现有技术具有的有益效果是：
17.1、传输距离长，可达500m以上，大大延长了温度链的长度。
18.2、单一温度链上最多可以有32条温度子链，每条温度子链上可以挂载数十个传感器(一般30个以内)，一条温度链上挂载的传感器数量大大增加。
19.3、使用高精度单总线温度传感器(如gx18b20h)，再加上接口转换电路对传感器的温度校正，测温精度大大提高，可达
±
0.1℃。
20.4、结构灵活，各子链布局、长度、位置、传感器数量可根据测温要求进行定制，便于应用。
附图说明
21.图1为现有技术单总线温度链的结构示意图；
22.图2为本实用新型长距离高精度数字温度链的结构示意图；
23.图3为接口转换电路的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.如图2所示，一种长距离高精度数字温度链，包括温度子链，还包括传输总线及用于数据校准的接口转换电路，所述温度子链通过接口转换电路与传输总线连接。
26.具体的，如图3所示，所述接口转换电路包括单片机、rom、传输总线接口电路及电源电路，所述温度链、rom及传输总线接口电路均与单片机连接，所述rom中存储有用于对采集的温度进行校准的校准信息、温度传感器的序号及地址信息等，所述电源电路用于为接口转换电路供电，所述传输总线接口电路与传输总线连接。所述传输总线为rs485总线，且温度子链为多个，具体个数可根据需要进行设置，每个温度子链上并联有多个温度传感器，温度传感器的型号为gx18b20h，该传感器的精度可达
±
0.1℃，且温度子链采用1-wire单总线。
27.工作过程如下：
28.1、读取某一温度子链下所有传感器的温度：
29.(1)上位机通过rs485总线，按照rs485地址访问特定温度子链的接口转换电路，并向接口转换电路发送读取命令；
30.(2)接口转换电路按照储存在rom中的该温度子链各传感器的序号、地址信息，通过1-wire单总线依次读出各传感器温度数据，并按照储存在rom中的校准信息对温度数据进行校准；
31.(3)接口转换电路通过rs485总线向上位机返回该温度子链下所有传感器的温度。
32.2、读取某一温度子链下特定传感器的温度：
33.(1)上位机通过rs485总线，按照rs485地址访问特定子链的接口转换电路，并向接口转换电路发送读取命令，命令中包含有该子链下某一传感器的序号或地址；
34.(2)接口转换电路按照储存在rom中的该子链各传感器的序号、地址信息，通过1-wire单总线读出该传感器温度数据，并按照储存在rom中的校准信息对温度数据进行校准；
35.(3)接口转换电路通过rs485总线向上位机返回该传感器的温度。
36.采用上述结构不仅增加了数据传输距离及传感器数量，且提高了检测精度。


技术特征：
1.一种长距离高精度数字温度链，包括温度子链，其特征在于，还包括传输总线及用于数据校准的接口转换电路，所述温度子链通过接口转换电路与传输总线连接。2.根据权利要求1所述的一种长距离高精度数字温度链，其特征在于，所述接口转换电路包括单片机、rom、传输总线接口电路及电源电路，所述温度子链、rom及传输总线接口电路均与单片机连接，所述rom中存储有用于对采集的温度进行校准的校准信息，所述电源电路用于为接口转换电路供电，所述传输总线接口电路与传输总线连接。3.根据权利要求1所述的一种长距离高精度数字温度链，其特征在于，所述传输总线为rs485总线。4.根据权利要求1所述的一种长距离高精度数字温度链，其特征在于，所述温度子链采用1-wire单总线传输方式。5.根据权利要求4所述的一种长距离高精度数字温度链，其特征在于，所述温度子链为多个。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种长距离高精度数字温度链，其特征在于，所述温度子链上并联有多个温度传感器。7.根据权利要求6所述的一种长距离高精度数字温度链，其特征在于，所述温度传感器的型号为gx18b20h。

技术总结
本实用新型涉及水环境监测领域，为了增加传输距离、传输数据量及提高检测精度，提供了一种长距离高精度数字温度链，包括温度子链，还包括传输总线及用于数据校准的接口转换电路，所述温度子链通过接口转换电路与传输总线连接。采用上述结构增加了传输距离、传输数据量并提高了检测精度。量并提高了检测精度。量并提高了检测精度。


技术研发人员：徐劲草 张磊 李秋水 戴松晨
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/5/15