基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于一线制数字温度感器嵌入高速微处理器、CH376文件管理芯片、高速NANDFlash存储芯片、GPS定位模块、太阳能电池板、及锂电充放电管理模块的多通道环境温度黑匣子记录仪。用于野外超长周期无人值守温度数据采集。此装置可方便放置于野外任意可以放置的位置。上电即进入环境温度采集状态。通过一线制数字温度传感器以每秒1赫兹的采样率，向微处理器实时发送温度数据。同时启动CH376文件管理芯片将实时温度数据写入高速FLASH存储芯片，并按照GPS校时时间自动生成温度事件文件。本发明能广泛应用于科学考察和工农业生产等诸多领域，且成本低、可靠性高、应用范围广、易推广。
【专利说明】基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境温度监测【技术领域】，尤其应用于科学考察和工农业生产等诸多领域的野外超长周期温度采集或特定区域无人值守温度采集。
【背景技术】
[0002]目前应用于科学考察和工农业生产等诸多领域的野外超长周期温度采集记录或特定区域无人值守温度采集装置较为简陋，存在三个主要不足。
[0003]1.供电部分通常采取单一大容量蓄电池为设备供电。然而受野外长时间恶劣自然环境的影响，现有装置多会出现供电蓄电池被腐蚀失效，采集系统因雨雪等恶劣天气原因出现系统电压不稳，而导致记录文件错误甚至系统无法运行。
[0004]2.温度采集方式多采用单一温度探头采集方式进行，而单一探头长时间暴露在恶劣自然环境下极易出现损坏。
[0005]3.数据存储记录方式多采用单片机结合外部扩展EPPROM方式存储，而此方式存储数据量极小且没有文件管理系统，一旦设备损坏，后期无法通过设备直接与计算机相连获取历史温度数据记录。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于一线制数字温度感器阵列嵌入高速微处理器结合CH376文件管理芯片、高速FLASH存储芯片、GPS定位模块、太阳能电池板、及锂电充放电管理模块一体的多通道环境温度黑匣子记录仪。能有效的解决科学考察和工农业生产等诸多领域野外超长周期无人值守温度采集或特定区域无人值守温度采集的问题，且成本低、可靠性高、应用范围广、易推广。
[0007]本发明所采用的技术方案是:包含2的N次方个一线制数字温度传感器DS18B20探头组成阵列(其中N的取值范围为I到6，即每组探头不低于两个)嵌入高速微处理器结合CH376文件管理芯片、高速FLASH存储芯片、GPS定位模块、太阳能电池板、及锂电充放电管理模块相连接。记录仪供电由内置高容量锂离子电池提供，通过一线制数字温度传感器DS18B20以每秒I赫兹的采样率，向微处理器15F2K60S2实时发送当前环境温度数据。同时启动CH376文件管理芯片将温度数据写入高速FLASH存储芯片，并按照GPS模块校时时间自动生成温度事件小时文件夹,小时文件夹内按照分钟生成独立分钟温度事件文件。待黑子记录仪被取回后可直接通过USB连接线与计算机连接读取历史温度数据记录。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果是目前应用于科学考察和工农业生产等诸多领域的野外超长周期温度采集或特定区域无人值守温度采集装置较为简陋，主要存在以下三个不足。
[0009]1.供电部分通常采取单一大容量蓄电池为设备供电。受野外长时间恶劣自然环境的影响，现有装置多会出现供电蓄电池被腐蚀失效，采集系统因雨雪等恶劣天气原因出现系统电压不稳，而导致记录文件丢失甚至系统无法运行。而本发明通过两套供电系统循环为记录仪供电，日间太阳能电池板通过电源管理模块直接向系统提供电力的同时也为设备内置锂离子电池进行充电，夜间则启动内置锂离子电池为记录仪提供电力。从而使记录仪能够获得持续稳定的电力供应。
[0010]2.温度采集方式多采用单一温度采集方式进行，而单一温度探头长时间暴露在恶劣自然环境下极易出现损坏。本发明通过并联在微处理器1 口的η个一线制数字温度感器DS18B20同时对环境温度数据进行采集，能有效规避了因单一温度探头损坏而导致的温度数据丢失风险。并且由于采用了多通道记录方式，提高了观测数据精度。
[0011]3.数据存储记录方式多采用单片机结合外部扩展EPPROM方式存储，而此方式存储数据量极小且没有文件管理系统，后期无法通过设备直接与计算机相连获取历史温度数据记录。而本发明通过与微处理器相连的CH376文件管理芯片、高速NAND Flash存储芯片直接将实时温度数据写入高速NAND Flash存储芯片，并按照GPS模块校时时间自动生成温度事件小时文件夹，小时文件夹内部按照分钟生成独立分钟温度事件文件。且黑匣子记录仪被取回后可直接通过USB连接线与计算机相连读取历史温度数据记录。即便主芯片严重损坏也可从FLASH芯片直接读取数据。从而大幅提高了数据存储容量与数据逻辑管理效率低下和数据安全性的问题。
[0012]本发明能有效解决科学考察和工农业生产等诸多领域的野外超长周期温度采集或特定区域无人值守温度采集问题，且成本低、可靠性高、应用范围广、易推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例中基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪的模块结构图。
[0014]
【具体实施方式】
为了本领域的技术人员能更好的理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。
[0015]请参见图1，该图为本发明实施例中基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪的模块结构图。
[0016]实例实施中的一线制数字温度传感器采用DS18B20传感器，微处理器使用15F2K60S2,文件系统管理芯片使用CH376，高速NAND Flash存储芯片使用NAND Flash系列芯片，GPS定位模块使用SIRF3系列定位模块。
[0017]此装置可方便放置于野外任意可以放置的位置。记录仪上电启动后(通过两套供电系统循环为记录仪供电，日间太阳能电池板通过电源管理模块直接向系统提供电力的同时也为设备内置锂离子电池进行充电，夜间则启动内置锂离子电池为记录仪提供电力。)通过2的N次方个一线制数字温度传感器DS18B20探头组成阵列(其中N的取值范围为I到6，即每组探头不低于两个)以每秒I赫兹的采样率，向微处理器15F2K60S2实时发送当前环境温度数据。同时启动CH376文件管理芯片将实时温度数据写入高速NAND Flash存储芯片，并按照GPS模块校时时间自动生成温度事件小时文件夹，小时文件夹内按照每分钟生成独立分钟温度事件文件。待黑子记录仪被取回后可直接通过USB连接线与计算机连接读取历史温度数据记录。
[0018]以上的所述乃是本发明的具体实施实例及所运用的技术原理。根据本公开发明的内容，凡属利用一线制数字温度传感器和CH376文件管理芯片模块、高速NAND Flash系列存储芯片、GPS定位模块、太阳能电池板为一体设计的多通道环境温度黑匣子记录仪都属于侵权行为。
【权利要求】
1.基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪，其特征在于，包含15F2K60S2微处理器、一线制数字温度传感器、CH376文件管理芯片、参数设置键盘、高速NAND Flash存储芯片、GPS定位模块、太阳能电池板、及锂电充放电管理模块。
2.根据权利要求1所述的基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪，其特征在于:15F2K60S2微处理器分别与一线制数字温度传感器、CH376文件管理芯片、参数设置键盘、高速NAND Flash存储芯片、GPS定位模块、电源管理模块相连接。
3.根据权利要求1所述的基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪，其特征在于:通过一线制数字温度传感器以每秒I赫兹的采样率，向微处理器15F2K60S2实时发送当前环境温度数据。
4.根据权利要求1所述的基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪，其特征在于:CH376文件管理芯片将实时温度数据写入高速NAND Flash存储芯片，并按照GPS校时时间自动生成温度事件文件。
5.根据权利要求1所述的基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪，其特征在于:记录仪供电由内置大容量锂离子电池和外置太阳能电池板提供。
6.根据权利要求1所述的基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪，其特征在于:数字温度传感器为一线制DS18B20温度传感器。
7.根据权利要求1所述的基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪，其特征在于:系统内置文件管理系统芯片CH376，按照GPS模块校时时间自动生成温度事件小时文件夹，小时文件夹内按照分钟生成独立分钟温度事件文件。
8.根据权利要求1所述的基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪，其特征在于:记录仪可直接通过USB连接线与计算机连接读取历史温度数据记录。
9.根据权利要求1所述的基于温度传感器和文件管理系统的多通道黑匣子记录仪，其特征在于:系统包含GPS定位模块以及由该模块提供的观测点地理信息参数；其中包括经度、维度、海拔高度和为系统提供的时间服务。
【文档编号】G01K1/02GK104280142SQ201310271424
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2013年7月1日
【发明者】庞晓, 庞明虎 申请人:成都微英威诺环境监控设备有限公司