專利名稱：一種倉庫溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及智能監(jiān)控裝置，具體地說是特別適于對倉庫溫度、濕度進(jìn)行監(jiān)控的監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
空氣溫度和濕度是影響物資儲存的重要因素，不同物資當(dāng)受到外界空氣溫、濕度影響時(shí)，物資本身的性質(zhì)將發(fā)生不同程度的變化，以致造成物資質(zhì)變。利用儀器監(jiān)測庫房的空氣溫濕度狀態(tài)，掌握庫房溫濕度環(huán)境變化規(guī)律，是確保物資安全儲存的重要基礎(chǔ)性工作
之一 O目前，用于倉庫溫濕度監(jiān)測的儀器、設(shè)備、系統(tǒng)很多，其中一部分為采用傳統(tǒng)測量 原理的干濕球式溫濕度表、毛發(fā)式溫濕度表。干濕球式儀表操作使用繁瑣，毛發(fā)式儀表精度較低；一部分為低性能單一功能的電子式溫濕度表，使用時(shí)需要有相應(yīng)的技術(shù)人員不斷地巡回探視、記錄、統(tǒng)計(jì)、分析；還有一部分是高性能、可用于實(shí)驗(yàn)室的電子式溫濕度表，其精度高，但價(jià)格昂貴。采用上述設(shè)備進(jìn)行倉儲管理不僅效率極低，而且還常常會因?yàn)榕袛嗍д`或監(jiān)管不力而影響倉儲物質(zhì)的安全性。為解決這一問題，有研究者研發(fā)出許多溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，但其通常存在系統(tǒng)龐大、造價(jià)高、自檢、維護(hù)難度大等不足之處。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要提供一種簡單可靠、靈活方便、節(jié)省人力的倉庫溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，以滿足儲存有特定溫濕度環(huán)境要求物資的小型庫房環(huán)境的監(jiān)控需要。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型所提供的倉庫溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括有數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)處理器，其中的數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀內(nèi)設(shè)有16位MSP430混合信號處理器，該混合信號處理器上連接有數(shù)字式溫濕度傳感器、大容量存儲模塊、時(shí)鐘模塊、串口通信模塊；數(shù)據(jù)采集器包括有中央處理單元模塊、電源管理模塊、大容量FLASH存儲模塊、RS232通訊接口模塊。本實(shí)用新型通過數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集器以及數(shù)據(jù)處理器，實(shí)現(xiàn)了倉庫庫房溫濕度數(shù)據(jù)監(jiān)測、記錄、傳輸、分析和管理的信息閉環(huán)鏈路傳輸，解決了倉庫溫濕度監(jiān)控作業(yè)中存在的問題，從而保障了倉庫物資的儲存質(zhì)量。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖I是本實(shí)用新型的構(gòu)成框圖。圖2是本實(shí)用新型的數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀的外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集器的模塊組成框圖。圖4是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集器的中央處理單元模塊和存儲模塊的電路原理圖。[0013]圖5是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集器的RS232通訊模塊的電路原理圖。圖6是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理器中數(shù)據(jù)管理平臺的模塊組成框圖。圖7是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理器的信息處理流程圖。圖8是本實(shí)用新型的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I所示，本實(shí)用新型所提供的倉庫溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括有數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器，其中的數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀內(nèi)設(shè)有16位MSP430混合信號處理器，該混合信號處理器上連接有數(shù)字式溫濕度傳感器、大容量存儲模塊、時(shí)鐘模 塊、串口通信模塊；數(shù)據(jù)采集器包括有中央處理單元模塊、電源管理模塊、大容量FLASH存儲模塊、RS232通訊接口模塊。更為具體地說，數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀具有實(shí)現(xiàn)溫濕度(含溫度、相對濕度、絕對濕度)的測量、顯示、記錄功能，并實(shí)現(xiàn)工作人員操作儀器的考勤記錄。該儀器的外部結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括有外殼101、面板102、顯示屏103、功能按鈕104。數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀選用超低功耗的16位MSP430混合信號處理器作為主機(jī)，選用SHT15數(shù)字式溫濕度傳感器作為測量溫濕度的元件；大容量存儲模塊選用528 KB的AT4OTB041B串行FLASH芯片存儲器；時(shí)鐘模塊中采用內(nèi)置晶振、支持I2C總線接口的高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片PCF8563 ;串口通信模塊選用低電壓的SP32222 RS232接口芯片。MSP430與SHT15連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與傳輸時(shí)，用兩條I/O 口線分別作為數(shù)據(jù)線DATA和時(shí)鐘線SCK，在DATA端接入一只上拉電阻，在VDD及GND端接入一只去耦電容；為了提高系統(tǒng)可靠性，判斷如果在116 s內(nèi)MSP430不給WD I輸入端發(fā)送觸發(fā)信號，MSP430內(nèi)部看門狗將發(fā)出復(fù)位信號，使系統(tǒng)復(fù)位重新運(yùn)行，防止程序跑飛使系統(tǒng)失控；顯示電路采用帶有高速串行接口的8位IXD控制驅(qū)動器HT1622芯片實(shí)現(xiàn)，接口采用同步串行外設(shè)接口 SPI。本實(shí)用新型中的數(shù)據(jù)采集器是溫濕度記錄轉(zhuǎn)載裝置，通過數(shù)據(jù)采集器可以在數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀正常工作時(shí)通過數(shù)據(jù)線下載溫濕度記錄，然后通過與數(shù)據(jù)處理器連接導(dǎo)入溫濕度記錄到參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)管理平臺中。數(shù)據(jù)采集器的外殼由前面板、后面板和電池蓋三部分組成；內(nèi)部如圖3所示，包括有中央處理單元模塊、電源管理模塊、儲模塊、RS232通訊接口模塊。數(shù)據(jù)采集器以STCll單片機(jī)為中央處理單元模塊，以AT45DB041D存儲芯片作為存儲模塊，可以存儲最大4Mb的存儲容量。使用ADM202E串行管理芯片管理RS232通訊模塊，負(fù)責(zé)與數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀和數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)通訊。以SP6203芯片為電源管理模塊，負(fù)責(zé)電源管理，電壓偵測。中央處理單元模塊主要完成數(shù)據(jù)的采集、存儲、上傳等操作。存儲模塊、RS232通訊模塊均與中央處理單元模塊雙向相連，存儲模塊主要用于對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，防止數(shù)據(jù)丟失，RS232通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)通訊接口的轉(zhuǎn)換。電源管理模塊為中央處理單元提供電源。數(shù)據(jù)采集器中的中央處理單元模塊、存儲模塊的電路原理圖如圖4所示，中央處理單元模塊包括似31、021、022、〇23。X1、C21、C22為U2提供運(yùn)行所需的時(shí)鐘。C23接在電源正極和地之間，為了濾除電源的雜波；所述存儲模塊包括U8，R14-R21。存儲器U8與U2相連，為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸可靠性，各個(gè)引腳分別通過上拉電阻R14-R21接到電源。數(shù)據(jù)采集器的RS232通訊模塊的電路原理圖如圖5所示，RS232通訊模塊4包括D2、P1、R9、R10、C14-C17。其中D2為電平轉(zhuǎn)換芯片，C14-C17與D2共同完成電平轉(zhuǎn)換工作。R9、R10為限流電阻，Pl為接口端子。采集數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)采集器通過Pl與數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀接口，采集溫濕度信息，經(jīng)D2進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，輸出給U2，經(jīng)檢查、運(yùn)算等處理后，將數(shù)據(jù)存入U(xiǎn)8。上傳數(shù)據(jù)時(shí)，U2讀取存儲器U8中的數(shù)據(jù)，經(jīng)檢查、運(yùn)算等處理后，經(jīng)D2進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，然后通過Pl上傳給數(shù)據(jù)處理器。為了進(jìn)一步提高效率，本實(shí)用新型所述的數(shù)據(jù)處理器中內(nèi)嵌有數(shù)據(jù)管理平臺，該平臺如圖6所示，包括有登錄模塊、設(shè)置模塊、操作模塊、分析模塊、管理模塊、初始模塊、幫 助模塊。登錄模塊主要是修改當(dāng)期登錄用戶的密碼和退出系統(tǒng)；設(shè)置模塊主要用于設(shè)置儀器的相關(guān)參數(shù)，包括監(jiān)測位置信息、工作參數(shù)信息和與數(shù)據(jù)處理器通訊所使用的端口信息；操作模塊主要是聯(lián)機(jī)工作過程中用到的一些對儀器的操作命令，連接儀器、斷開連接、導(dǎo)入數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀數(shù)據(jù)、開始新的記錄、停止記錄以及同步儀器的當(dāng)前時(shí)鐘時(shí)間；分析模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，該模塊可以實(shí)現(xiàn)對溫濕度監(jiān)測記錄的分析和統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)曲線圖和餅狀圖，以及對分析結(jié)果的導(dǎo)出打印等功能。同時(shí)該模塊還有考勤數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)，以及對數(shù)據(jù)導(dǎo)入日志和用戶登錄日志的查詢。該模塊還可以上報(bào)溫濕度記錄到上級部門和導(dǎo)入下級部門上報(bào)的記錄文件；管理模塊主要是對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，包括數(shù)據(jù)的備份恢復(fù)、歷史數(shù)據(jù)刪除、設(shè)置庫房和部門信息；初始模塊主要是對系統(tǒng)關(guān)鍵信息進(jìn)行設(shè)置、系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的修改，包括數(shù)據(jù)庫的連接信息、庫房類型信息和用戶信息。這些信息在系統(tǒng)正式使用后除了添加用戶外不建議再修改配置；幫助模塊主要是顯示系統(tǒng)版本信息和查看聯(lián)機(jī)幫助文件。本實(shí)用新型中的數(shù)據(jù)處理器的信息處理過程如圖7所示，本實(shí)用新型系統(tǒng)中的所有信息均存放在中心的數(shù)據(jù)庫中，通過管理模塊設(shè)置系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典(基礎(chǔ)資料)、通訊參數(shù)、用戶信息及權(quán)限，設(shè)置后的信息保存在數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)通過該模塊還可以對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行備份和還原。數(shù)據(jù)其中的硬件接口可實(shí)現(xiàn)數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀和數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)處理器的連接。管理模塊得到指令讀取數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀和數(shù)據(jù)采集器中的數(shù)據(jù)，分析處理后保存到數(shù)據(jù)庫中。在需要數(shù)據(jù)查詢分析的時(shí)候由數(shù)據(jù)處理器中數(shù)據(jù)管理平臺的分析模塊讀取數(shù)據(jù)庫中的記錄，按照用戶的查詢條件統(tǒng)計(jì)分析后把結(jié)果顯示在界面。如果加設(shè)考勤統(tǒng)計(jì)模塊，則還可以通過考勤統(tǒng)計(jì)模塊讀取考勤信息，統(tǒng)計(jì)后顯示給用戶。軟件接口模塊是專門用于處理上報(bào)文件的，包括生成上報(bào)文件和導(dǎo)入導(dǎo)出上報(bào)文件。本實(shí)用新型系統(tǒng)的運(yùn)行過程如下如圖8所示，首先配置數(shù)據(jù)管理平臺的基本參數(shù)，包括倉庫和庫房的類型，每個(gè)儀器的序列號及其安放位置；然后設(shè)置每臺數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀的工作參數(shù)，包括記錄間隔、刷新間隔、報(bào)警點(diǎn)溫濕度、節(jié)能工作模式、系統(tǒng)時(shí)鐘等信息；最后儀器啟動記錄，放到制定庫房進(jìn)入監(jiān)測狀態(tài)。倉庫管理員抄錄數(shù)據(jù)時(shí)，按下儀器的“燈光”按鈕，屏幕背景燈打開，同時(shí)顯示當(dāng)前溫濕度數(shù)值，通過“LOG”按鈕切換顯示絕對濕度。為了節(jié)約用電，在待機(jī)情況下默認(rèn)儀器只記錄數(shù)據(jù)不顯示，只有燈光鍵按下后才顯示，延時(shí)到指定時(shí)間后自動關(guān)閉。用戶需要分析記錄數(shù)據(jù)時(shí)，用戶攜帶采集器到數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀的監(jiān)測庫房，使用數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)線連接到儀器，按下“采集”鍵開始溫濕度記錄，一個(gè)數(shù)據(jù)采集器可以連續(xù)采集四個(gè)儀器的記錄。采集器完畢，攜帶數(shù)據(jù)采集器到辦公室，用數(shù)據(jù)連接數(shù)據(jù)采集器到裝有數(shù)據(jù)管理平臺的數(shù)據(jù)處理器上，然后數(shù)據(jù)管理平臺導(dǎo)入采集的數(shù)據(jù)，同對數(shù)據(jù)的分析，可以生成溫濕度分析曲線圖和考勤統(tǒng)計(jì)報(bào)表。本實(shí)施例中，采用高精度數(shù)字式溫濕度傳感器，溫度精度達(dá)到±0. 3°C，濕度精度最高到達(dá)±3%RH。存儲芯片最多可以記錄10000組記錄，每組記錄中包括溫度、相對濕度和絕對濕度。如果每小時(shí)記錄一次的話，可以連續(xù)記錄400多天的數(shù)據(jù)，低功耗電路設(shè)計(jì)配合大容量鋰電池，使儀器可以連續(xù)工作5年以上。數(shù)據(jù)采集器為便攜式設(shè)計(jì)，無需任何設(shè)置，簡單的按鍵操作即可完成所有功能。溫濕度分析管理軟件，可以管理海量數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)出上報(bào)等功能，既可以單機(jī)工作，也可以聯(lián)網(wǎng)協(xié)同工作。·
權(quán)利要求1.一種倉庫溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括有數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀(I)、數(shù)據(jù)采集器(2)、數(shù)據(jù)處理器(3)，其中的數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀內(nèi)設(shè)有16位MSP430混合信號處理器，該混合信號處理器上連接有數(shù)字式溫濕度傳感器、大容量存儲模塊、時(shí)鐘模塊、串口通信模塊；數(shù)據(jù)采集器2包括有中央處理單元模塊、電源管理模塊、大容量FLASH存儲模塊、RS232通訊接口模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的倉庫溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所說的混合信號處理器設(shè)有兩條I/O 口線，分別作為數(shù)據(jù)線DATA和時(shí)鐘線SCK，在DATA端接入一只上拉電阻，在VDD及GND端接入一只去耦電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的倉庫溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所說的數(shù)據(jù)采集器包括有中央處理單元模塊、電源管理模塊、儲模塊、RS232通訊接口模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的倉庫溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所說的數(shù)據(jù)采集器以STCll單片機(jī)為中央處理單元模塊，以AT45DB041D存儲芯片作為存儲模塊，使用ADM202E串行管理芯片管理RS232通訊模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種倉庫溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括有數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)處理器，其中的數(shù)字式溫濕度監(jiān)測儀內(nèi)設(shè)有16位MSP430混合信號處理器，該混合信號處理器上連接有數(shù)字式溫濕度傳感器、大容量存儲模塊、時(shí)鐘模塊、串口通信模塊；數(shù)據(jù)采集器包括有中央處理單元模塊、電源管理模塊、大容量FLASH存儲模塊、RS232通訊接口模塊。其簡單可靠、靈活方便，實(shí)現(xiàn)了倉庫庫房溫濕度數(shù)據(jù)監(jiān)測、記錄、傳輸、分析和管理的信息閉環(huán)鏈路傳輸，解決了倉庫溫濕度監(jiān)控作業(yè)中存在的問題，從而保障了倉庫物資的儲存質(zhì)量。
文檔編號G01N27/22GK202734985SQ20122006264
公開日2013年2月13日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者高飛, 李良春, 葛強(qiáng), 張文亮, 符氣宏, 王韶光, 羅磊, 牛正一 申請人:中國人民解放軍總裝備部軍械技術(shù)研究所