一种多路温湿度传感器数据采集方法与系统

本发明属于仓储监测，特别涉及多路温湿度传感器数据采集方法与系统。

背景技术：

1、仓储是物流的关键环节，其环境温湿度往往对仓储物品的安全品质有着重要影响，特别是在冷链行业中，温湿度监测尤为必要。仓库内部温湿度具有场分布特点，获取仓内温湿度实时分布特性有利于制定合理的环境调控策略、节能策略、库内布局规划、物品品质保持。因此对仓储内环境按需进行多路温湿度采集具有重要意义。

2、目前仓库内多点温湿度监测系统主要有有线和无线两种。无线多点温湿度监测系统布点更为灵活，理论上可布置的传感器节点数量更多，但需要定期更换电池，无线通信方式容易受到周围环境电磁干扰，在特定场合布置与回收困难。

3、因此，有线多路温湿度监测系统在目前仍有大量应用场景，技术也在不断更新。现在仓储环境多路有线监测方式以温度监测居多，采用高精度低功耗温湿度数字传感器的较少，且多路高精度温湿度数字传感器监测系统目前主要存在的问题，包括数据采集电路难以满足大规模多点温湿度传感器数量要求而需要增加数据采集器的数量，缺少对于多路温湿度数据采集机制而难以满足实时采集需求。

4、所以如何提供一种能用应用在传统仓储环境监测中多路温湿度实时采集系统成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种多路温湿度传感器数据采集方法与系统，用以解决现有技术中传统仓储环境监测中无线方式布设的多路温湿度实时采集系统在布设时需定期更换电池，通信易受仓储环境中电磁的干扰，在特定场合布置与回收困难的问题。

2、为了实现上述目的，本发明技术方案提供了一种多路温湿度传感器数据采集方法，包括：mcu主控单元通过并行总线循环读取每个可编程逻辑器件传送的若干传感器的数据。mcu主控单元判断当前循环次数是否大于传感器数量，若否，则写测温度指令；若是，则判断是否到测量周期，若未到测量周期则延时进行再次判断，直至测量周期结束。在写测温度指令后，判断温度是否测量结束，若是则进行湿度测量，所述湿度测量完成后，累积循环次数。

3、作为上述技术方案的优选，较佳的，若否，则写测温度指令，包括，若当前循环次数小于传感器数量，则写寄存器指令，还写传感器分辨率指令。

4、作为上述技术方案的优选，较佳的，若是则进行湿度测量之前，包括，若温度测量结束，在读取温度数据之后根据环境需求写测湿度指令。

5、作为上述技术方案的优选，较佳的，在累积循环次数后，若所述mcu主控单元判断当前循环次数大于传感器数量，则将循环次数初始化并判断是否到测量周期，若未到测量周期则延时进行再次判断，若是则结束等待下一测量周期。

6、为解决的上述技术问题，本发明还提供一种能够实现上述方法的多路温湿度传感器数据采集系统，包括，mcu主控单元、串口通信电路、可编程逻辑器件、传感器模块、传感器接口模块。mcu主控单元与串口通信电路连接后，与上位机显示系统的串口连接；mcu主控单元与多个可编程逻辑器件并行连接，通过并行总线循环读取每个可编程逻辑器件传送的若干传感器的数据；根据接收到的所述若干传感器的数据对是否到达测量周期进行进行计算，若未到达测量周期则写状态寄存器、写传感器分辨率、写测温度指令、写测湿度指令。每个所述可编程逻辑器件经第一接口电路、第二接口电路与若干所述传感器模块连接。传感器模块与所述传感器接口模块经屏蔽线缆连接，根据所述mcu主控单元的指令执行感测任务。

7、作为上述技术方案的优选，较佳的，传感器接口模块包括第二接口电路和传感器接口插头，所述第二接口电路的各供电引脚与各传感器接口插头连接。

8、作为上述技术方案的优选，较佳的，传感器模块包括温湿度数字传感器探头与不锈钢透气罩，所述温湿度数字传感器探头放置于所述不锈钢透气罩中，所述不锈钢透气罩起到对所述温湿度数字传感器探头的保护作用。

9、作为上述技术方案的优选，较佳的，还包括供电电路，供电电路分别与所述mcu主控单元、可编程逻辑器件、串口通信电路、接口电路连接进行供电。

10、本发明提供一种多路温湿度传感器数据采集方法与系统，mcu主控单元通过并行总线读取每个所述可编程逻辑器件在单时序控制下采用基于三态门的通道切换方式，采集的多路温湿度数字传感器探头的数据，分时复用完成数据采集。初始化后进入采集循环，循环次数等于可编程逻辑器件数量所连接的传感器模块数量n。每次循环中，依次执行写状态寄存器、写分辨率、写测温度指令，待测温结束后，读取温度；再执行写测湿度指令，待测湿结束后，读取湿度。如果循环次数未达到n，则继续测量循环，直至所有传感器模块的温湿度数据读取完成。循环次数达到n，结束测量，等待下一次测量周期到来。

11、本发明的优点在于：采用单个mcu控制单元与多个可编程逻辑器件结合的方式，每个可编程逻辑器件采用顺序式采样控制策略，能够直接驱动并读取多个低功耗高精度数字温湿度传感器模块的数据，解决大规模应用场景下多路温湿度传感器数据采集的问题，简化了电路、增加了传感器数量、提高了采集速度和精度，通过单个串口能够将数据上传至上位机显示，实现仓储环境中多路温湿度实时采集。

技术特征：

1.一种多路温湿度传感器数据采集方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若否，则写测温度指令，包括，若当前循环次数小于传感器数量，则写寄存器指令，还写传感器分辨率指令。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若是则进行湿度测量之前，包括，若温度测量结束，在读取温度数据之后根据环境需求写测湿度指令。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述累积循环次数后，若所述mcu主控单元判断当前循环次数大于传感器数量，则将循环次数初始化并判断是否到测量周期，若未到测量周期则延时进行再次判断，若是则结束等待下一测量周期。

5.一种能够实现如权利要求1-4任一项所述的方法的多路温湿度传感器数据采集系统，其特征在于，包括，mcu主控单元、串口通信电路、可编程逻辑器件、传感器模块、传感器接口模块；

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述传感器接口模块包括所述第二接口电路和传感器接口插头，所述第二接口电路的各供电引脚分别与各传感器接口插头连接。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述传感器模块包括温湿度数字传感器探头与不锈钢透气罩，所述温湿度数字传感器探头放置于所述不锈钢透气罩中，所述不锈钢透气罩起到对所述温湿度数字传感器探头的保护作用。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括供电电路，所述供电电路分别与所述mcu主控单元、所述可编程逻辑器件、所述串口通信电路、所述第一接口电路连接进行供电。

技术总结
本发明提供一种多路温湿度传感器数据采集方法与系统，MCU主控单元并行读取多路温湿度数字传感器探头的数据，分时复用完成数据采集。采集循环包括执行写状态寄存器、分辨率、测温度指令，测温后读取温度；再写测湿度指令，测湿后读取湿度。若循环次数未达到n，继续测量，至循环次数达到n则结束，等待下一测量周期。优点：采用单个MCU控制单元与多个可编程逻辑器件结合，每个可编程逻辑器件采用顺序式采样控制策略，直接驱动并读取多个低功耗高精度数字温湿度传感器模块的数据，简化电路、增加传感器数量、提高采集速度和精度，通过单个串口能够将数据上传至上位机显示，实现仓储环境中多路温湿度实时采集。

技术研发人员：刘景云,李平,杨鹏,孙连英
受保护的技术使用者：北京联合大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15