专利名称：一种仓库温湿度自动监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能监控装置，具体地说是特别适于对仓库温度、湿度进行监控的监测系统。
背景技术：
空气温度和湿度是影响物资储存的重要因素，不同物资当受到外界空气温、湿度影响时，物资本身的性质将发生不同程度的变化，以致造成物资质变。利用仪器监测库房的空气温湿度状态，掌握库房温湿度环境变化规律，是确保物资安全储存的重要基础性工作之一。目前，用于仓库温湿度监测的仪器、设备、系统很多，其中一部分为采用传统测量原理的干湿球式温湿度表、毛发式温湿度表。干湿球式仪表操作使用繁琐，毛发式仪表精度较低；一部分为低性能单一功能的电子式温湿度表，使用时需要有相应的技术人员不断地巡回探视、记录、统计、分析；还有一部分是高性能、可用于实验室的电子式温湿度表，其精度高，但价格昂贵。采用上述设备进行仓储管理不仅效率极低，而且还常常会因为判断失误或监管不力而影响仓储物质的安全性。为解决这一问题，有研究者研发出许多温湿度监控系统，但其通常存在系统庞大、造价高、自检、维护难度大等不足之处。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种简单可靠、灵活方便、节省人力的仓库温湿度自动监测系统，以满足储存有特定温湿度环境要求物资的小型库房环境的监控需要。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。本发明所提供的仓库温湿度自动监测系统，包括有数字式温湿度监测仪、数据采集器、数据处理器，其中的数字式温湿度监测仪内设有16位MSP430混合信号处理器，该混合信号处理器上连接有数字式温湿度传感器、大容量存储模块、时钟模块、串口通信模块； 数据采集器包括有中央处理单元模块、电源管理模块、大容量FLASH存储模块、RS232通讯接口模块。本发明通过数字式温湿度监测仪、数据采集器以及数据处理器，实现了仓库库房温湿度数据监测、记录、传输、分析和管理的信息闭环链路传输，解决了仓库温湿度监控作业中存在的问题，从而保障了仓库物资的储存质量。以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的构成框图。图2是本发明的数字式温湿度监测仪的外部结构示意图。图3是本发明的数据采集器的模块组成框图。图4是本发明的数据采集器的中央处理单元模块和存储模块的电路原理图。
图5是本发明的数据采集器的RS232通讯模块的电路原理图。图6是本发明的数据处理器中数据管理平台的模块组成框图。图7是本发明的数据处理器的信息处理流程图。图8是本发明的工作流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细的描述。如图1所示，本发明所提供的仓库温湿度自动监测系统，包括有数字式温湿度监测仪、数据采集器和数据处理器，其中的数字式温湿度监测仪内设有16位MSP430混合信号处理器，该混合信号处理器上连接有数字式温湿度传感器、大容量存储模块、时钟模块、 串口通信模块；数据采集器包括有中央处理单元模块、电源管理模块、大容量FLASH存储模块、RS232通讯接口模块。更为具体地说，数字式温湿度监测仪具有实现温湿度(含温度、相对湿度、绝对湿度)的测量、显示、记录功能，并实现工作人员操作仪器的考勤记录。该仪器的外部结构如图 2所示，包括有外壳101、面板102、显示屏103、功能按钮104。数字式温湿度监测仪选用超低功耗的16位MSP430混合信号处理器作为主机，选用SHT15数字式温湿度传感器作为测量温湿度的元件；大容量存储模块选用528 KB的AT45DB041B串行FLASH芯片存储器；时钟模块中采用内置晶振、支持I2C总线接口的高精度实时时钟芯片PCF8563;串口通信模块选用低电压的SP32222 RS232接口芯片。MSP430与SHT15连接进行数据的采集与传输时，用两条I/O 口线分别作为数据线DATA和时钟线SCK，在DATA端接入一只上拉电阻，在 VDD及GND端接入一只去耦电容；为了提高系统可靠性，判断如果在116 s内MSP430不给 WD I输入端发送触发信号，MSP430内部看门狗将发出复位信号，使系统复位重新运行，防止程序跑飞使系统失控；显示电路采用带有高速串行接口的8位IXD控制驱动器HT1622 芯片实现，接口采用同步串行外设接口 SPI。本发明中的数据采集器是温湿度记录转载装置，通过数据采集器可以在数字式温湿度监测仪正常工作时通过数据线下载温湿度记录，然后通过与数据处理器连接导入温湿度记录到参数设置和数据管理平台中。数据采集器的外壳由前面板、后面板和电池盖三部分组成；内部如图3所示，包括有中央处理单元模块、电源管理模块、储模块、RS232通讯接口模块。数据采集器以STCll单片机为中央处理单元模块，以AT45DB041D存储芯片作为存储模块，可以存储最大4Mb的存储容量。使用ADM202E串行管理芯片管理RS232通讯模块， 负责与温湿度监测仪和数据处理器的数据通讯。以SP6203芯片为电源管理模块，负责电源管理，电压侦测。中央处理单元模块主要完成数据的采集、存储、上传等操作。存储模块、RS232通讯模块均与中央处理单元模块双向相连，存储模块主要用于对采集的数据进行存储，防止数据丢失，RS232通讯模块用于实现通讯接口的转换。电源管理模块为中央处理单元提供电源。数据采集器中的中央处理单元模块、存储模块的电路原理图如图4所示，中央处理单元模块包括似31丄21丄22丄23。X1、C21、C22为U2提供运行所需的时钟。C23接在电源正极和地之间，为了滤除电源的杂波；所述存储模块包括U8，R14-R21。存储器U8与U2 相连，为了增强数据传输可靠性，各个引脚分别通过上拉电阻R14-R21接到电源。数据采集器的RS232通讯模块的电路原理图如图5所示，RS232通讯模块4包括 D2、P1、R9、R10、C14-C17。其中D2为电平转换芯片，C14-C17与D2共同完成电平转换工作。 R9、RlO为限流电阻，Pl为接口端子。采集数据时，数据采集器通过Pl与温湿度监测仪接口，采集温湿度信息，经D2进行电平转换，输出给U2，经检查、运算等处理后，将数据存入U8。上传数据时，U2读取存储器U8中的数据，经检查、运算等处理后，经D2进行电平转换，然后通过Pl上传给数据处理器。为了进一步提高效率，本发明所述的数据处理器中内嵌有数据管理平台，该平台如图6所示，包括有登录模块、设置模块、操作模块、分析模块、管理模块、初始模块、帮助模块。登录模块主要是修改当期登录用户的密码和退出系统；设置模块主要用于设置仪器的相关参数，包括监测位置信息、工作参数信息和与数据处理器通讯所使用的端口信息； 操作模块主要是联机工作过程中用到的一些对仪器的操作命令，连接仪器、断开连接、导入温湿度监测仪数据、开始新的记录、停止记录以及同步仪器的当前时钟时间；分析模块是整个系统的核心模块，该模块可以实现对温湿度监测记录的分析和统计，生产曲线图和饼状图，以及对分析结果的导出打印等功能。同时该模块还有考勤数据的分析统计，以及对数据导入日志和用户登录日志的查询。该模块还可以上报温湿度记录到上级部门和导入下级部门上报的记录文件；管理模块主要是对系统的数据进行管理，包括数据的备份恢复、历史数据删除、设置库房和部门信息；初始模块主要是对系统关键信息进行设置、系统基础设计的修改，包括数据库的连接信息、库房类型信息和用户信息。这些信息在系统正式使用后除了添加用户外不建议再修改配置；帮助模块主要是显示系统版本信息和查看联机帮助文件。本发明中的数据处理器的信息处理过程如图7所示，本发明系统中的所有信息均存放在中心的数据库中，通过管理模块设置系统的数据字典(基础资料)、通讯参数、用户信息及权限，设置后的信息保存在数据库中，同时通过该模块还可以对数据库进行备份和还原。数据其中的硬件接口可实现数字式温湿度监测仪和数据采集器与数据处理器的连接。 管理模块得到指令读取数字式温湿度监测仪和数据采集器中的数据，分析处理后保存到数据库中。在需要数据查询分析的时候由数据处理器中数据管理平台的分析模块读取数据库中的记录，按照用户的查询条件统计分析后把结果显示在界面。如果加设考勤统计模块，则还可以通过考勤统计模块读取考勤信息，统计后显示给用户。软件接口模块是专门用于处理上报文件的，包括生成上报文件和导入导出上报文件。本发明系统的运行过程如下如图8所示，首先配置数据管理平台的基本参数，包括仓库和库房的类型，每个仪器的序列号及其安放位置；然后设置每台数字温湿度监测仪的工作参数，包括记录间隔、刷新间隔、报警点温湿度、节能工作模式、系统时钟等信息；最后仪器启动记录，放到制定库房进入监测状态。仓库管理员抄录数据时，按下仪器的“灯光” 按钮，屏幕背景灯打开，同时显示当前温湿度数值，通过“LOG”按钮切换显示绝对湿度。为了节约用电，在待机情况下默认仪器只记录数据不显示，只有灯光键按下后才显示，延时到指定时间后自动关闭。用户需要分析记录数据时，用户携带采集器到温湿度监测仪的监测库房，使用数据采集器通过数据线连接到仪器，按下“采集”键开始温湿度记录，一个数据采集器可以连续采集四个仪器的记录。采集器完毕，携带数据采集器到办公室，用数据连接数据采集器到装有数据管理平台的数据处理器上，然后数据管理平台导入采集的数据，同对数据的分析，可以生成温湿度分析曲线图和考勤统计报表。 本实施例中，采用高精度数字温湿度传感器，温度精度达到士0. 3°C，湿度精度最高到达士3%RH。存储芯片最多可以记录10000组记录，每组记录中包括温度、相对湿度和绝对湿度。如果每小时记录一次的话，可以连续记录400多天的数据，低功耗电路设计配合大容量锂电池，使仪器可以连续工作5年以上。数据采集器为便携式设计，无需任何设置，简单的按键操作即可完成所有功能。温湿度分析管理软件，可以管理海量数据，进行数据分析统计，导出上报等功能，既可以单机工作，也可以联网协同工作。
权利要求
1.一种仓库温湿度自动监测系统，包括有数字式温湿度监测仪1、数据采集器2、数据处理器3，其中的温湿度监测仪内设有16位MSP430混合信号处理器，该混合信号处理器上连接有数字式温湿度传感器、大容量存储模块、时钟模块、串口通信模块；数据采集器2包括有中央处理单元模块、电源管理模块、大容量FLASH存储模块、RS232通讯接口模块。
2.根据权利要求1所述的仓库温湿度自动监测系统，其特征在于所说的混合信号处理器设有两条I/O 口线，分别作为数据线DATA和时钟线SCK，在DATA端接入一只上拉电阻， 在VDD及GND端接入一只去耦电容。
3.根据权利要求1或2所述的仓库温湿度自动监测系统，其特征在于所说的数据采集器包括有中央处理单元模块、电源管理模块、储模块、RS232通讯接口模块。
4.根据权利要求3所述的仓库温湿度自动监测系统，其特征在于所说的数据采集器以 STCll单片机为中央处理单元模块，以AT45DB041D存储芯片作为存储模块，使用ADM202E串行管理芯片管理RS232通讯模块。
5.根据权利要求4所述的仓库温湿度自动监测系统，其特征在于所述的数据处理器3 中内嵌有参数设置和数据管理平台，该平台包括有登录模块、设置模块、操作模块、分析模块、管理模块、初始信息、帮助模块。
全文摘要
本发明公开了一种仓库温湿度自动监测系统，包括有数字式温湿度监测仪、数据采集器、数据处理器，其中的数字式温湿度监测仪内设有16位MSP430混合信号处理器，该混合信号处理器上连接有数字式温湿度传感器、大容量存储模块、时钟模块、串口通信模块；数据采集器包括有中央处理单元模块、电源管理模块、大容量FLASH存储模块、RS232通讯接口模块。其简单可靠、灵活方便，实现了仓库库房温湿度数据监测、记录、传输、分析和管理的信息闭环链路传输，解决了仓库温湿度监控作业中存在的问题，从而保障了仓库物资的储存质量。
文档编号G01D21/02GK102393221SQ20111032561
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者张文亮, 李良春, 牛正一, 王韶光, 符气宏, 罗磊, 葛强, 高飞 申请人:中国人民解放军总装备部军械技术研究所