一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括連接有電流傳感器、溫度傳感器的主控芯片以及與主控芯片相連接的上位PC機(jī)，主控芯片為集成有無線發(fā)射器的微處理單元，在上位PC機(jī)上則設(shè)有供無線發(fā)射器無線連接的無線接收器，所述的無線發(fā)射器以及無線接收器均為射頻通信模塊，在所述的主控芯片上還設(shè)有供無線發(fā)射器射頻信號輸出的輸出天線。本實(shí)用新型以電流傳感器、溫度傳感器的設(shè)計(jì)替代了傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)采用的電流互感器來進(jìn)行前端數(shù)據(jù)采集，同時(shí)，采用CC2530芯片作為系統(tǒng)的控制核心，在滿足系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)，具有檢測精度高、硬件結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、功耗低等諸多優(yōu)勢。
【專利說明】—種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)監(jiān)測領(lǐng)域，具體的說，是一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在廣播發(fā)射機(jī)、電力、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中，存在許多工作時(shí)間長、功率大、電流大且分布范圍廣的設(shè)備，當(dāng)然，在實(shí)際工作過程中，由于電路問題、接頭松動或其它原因，這些設(shè)備還可能因此出現(xiàn)工作電流過大、接頭過熱甚至出現(xiàn)燒毀設(shè)備的現(xiàn)象，給設(shè)備的正常工作和人身安全帶來嚴(yán)重的威脅。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測這些設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)的電流和接頭溫度，對預(yù)防故障、準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)和及時(shí)進(jìn)行故障處理等具有重要的意義。傳統(tǒng)的檢測大電流的方法多采用電流互感器，在實(shí)際使用時(shí)，常存在絕緣困難，成本高，體積大、重量重、測量精度不高、易受電磁干擾、輸出端不能開路、突發(fā)性絕緣擊穿等缺點(diǎn)；另外，由于工業(yè)領(lǐng)域中需要監(jiān)測的電流點(diǎn)多、分布廣，在實(shí)際使用時(shí)，需要在上位機(jī)與各檢測點(diǎn)間鋪設(shè)大量的通信電纜，往往還存在成本高、安裝調(diào)試不便、覆蓋面受限等問題。因此，針對這一情況，本實(shí)用新型應(yīng)運(yùn)而生。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，本系統(tǒng)以主控芯片為控制核心，無線發(fā)射器采用嵌入式結(jié)構(gòu)設(shè)于主控芯片上，并電流傳感器、溫度傳感器組成系統(tǒng)的前端采集節(jié)點(diǎn)，供其與終端計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)無線連接，從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)電流及溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，具有功耗低、硬件結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、傳輸速率高等特性。
[0004]本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)監(jiān)測方法存在的成本高，體積大、重量重、測量精度不高、易受電磁干擾等諸多缺陷，提出了一種無線式監(jiān) 測系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如下:包括連接有電流傳感器、溫度傳感器的主控芯片以及與主控芯片相連接的上位PC機(jī)，主控芯片為集成有無線發(fā)射器的微處理單元，在上位PC機(jī)上則設(shè)有供無線發(fā)射器無線連接的無線接收器，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的無線連接主要基于主控芯片的無線發(fā)射器，該器件為集成于主控芯片上的嵌入式結(jié)構(gòu)，具有良好的數(shù)據(jù)傳輸效率以及極強(qiáng)的抗干擾能力，在實(shí)際使用時(shí)，電流傳感器以及溫度傳感器主要用于采集設(shè)備前端的電流及溫度信息，并由主控芯片進(jìn)行預(yù)處理，然后再通過無線發(fā)射器發(fā)送至計(jì)算機(jī)上，以實(shí)現(xiàn)終端計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測，原理十分簡單。
[0005]為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述的無線發(fā)射器以及無線接收器均為射頻通信模塊，在所述的主控芯片上還設(shè)有供無線發(fā)射器射頻信號輸出的輸出天線，在本實(shí)用新型中，輸出天線可采用鞭狀天線。
[0006]本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)十分簡單，在所述主控芯片的管腳上分別定義有RF_N引腳、RF_P引腳，所述的輸出天線則通過RF_N引腳、RF_P引腳與主控芯片的無線發(fā)射器相連接。[0007]為更好的實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型在所述主控芯片的管腳上分別定義有P0_0引腳，所述的電流傳感器則通過P0_0引腳連接在主控芯片上；在所述主控芯片的管腳上分別定義有P1_0引腳，所述的溫度傳感器則通過P1_0引腳連接在主控芯片上。
[0008]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，所述的主控芯片為CC2530，該芯片集成了一個(gè)高性能的RF收發(fā)器(即:射頻收發(fā)器)和一個(gè)優(yōu)化的低功耗8051微處理器，在滿足系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)，還具有簡化系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)以及降低系統(tǒng)功耗的作用。
[0009]在本實(shí)用新型中，所述的電流傳感器為ACS712 ;所述的溫度傳感器為DS18B20。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0011](I)本實(shí)用新型以電流傳感器、溫度傳感器的設(shè)計(jì)替代了傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)采用的電流互感器來進(jìn)行前端數(shù)據(jù)采集，同時(shí)，采用主控芯片作為系統(tǒng)的控制核心，執(zhí)行電流和溫度數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理和發(fā)送等工作，具有檢測精度高、硬件結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等諸多優(yōu)勢。
[0012](2)本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)的設(shè)備電流及溫度的無線實(shí)時(shí)檢測，主要基于主控芯片的無線發(fā)射器，該器件為集成于主控芯片上的嵌入式結(jié)構(gòu)，具有良好的數(shù)據(jù)傳輸效率以及極強(qiáng)的抗干擾能力，可廣泛應(yīng)用于分布廣、數(shù)量多、工作時(shí)間長和工作電流大等工作情況的設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控中。
[0013](3)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，主控芯片可采用CC2530制作而成，在滿足系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)，還具有簡化系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)以及降低系統(tǒng)功耗的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0017]實(shí)施例:
[0018]本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)監(jiān)測方法存在的成本高，體積大、重量重、測量精度不高、易受電磁干擾等諸多缺陷，提出了一種無線式監(jiān)測系統(tǒng)，即如圖1所示的一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系以主控芯片的核心處理單元，并由與主控芯片相連的電流傳感器、溫度傳感器以及上位PC機(jī)而組成，具有良好的數(shù)據(jù)傳輸效率以及極強(qiáng)的抗干擾能力。而在本實(shí)用新型中，由于主控芯片為集成有無線發(fā)射器的微處理單元，在上位PC機(jī)上則設(shè)有供無線發(fā)射器無線連接的無線接收器，因此，本實(shí)用新型還可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無線監(jiān)測，在實(shí)際使用時(shí)，電流傳感器以及溫度傳感器主要用于采集設(shè)備前端的電流及溫度信息，并由主控芯片進(jìn)行預(yù)處理，然后再通過無線發(fā)射器發(fā)送至計(jì)算機(jī)上，以實(shí)現(xiàn)終端計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測，原理十分簡單，更具有安裝簡單、布線方便等諸多優(yōu)勢。
[0019]基于上述結(jié)構(gòu)可知，本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)可概括如下:
[0020]主控芯片:可采用CC2530芯片，該芯片集成了一個(gè)高性能的RF收發(fā)器(即:無線發(fā)射器)，其內(nèi)部還集成有8路的7?12位A/D轉(zhuǎn)換器,采用6mmX6mm的封裝,結(jié)構(gòu)十分緊湊，在實(shí)際使用時(shí)，所述的集成于CC2530芯片內(nèi)的RF收發(fā)器，可通過連接在CC2530芯片上的輸出天線進(jìn)行射頻信號的發(fā)送，如圖2所示，輸出天線可采用鞭狀天線ANT，通過RF_N引腳、RF_P引腳與主控芯片的無線發(fā)射器相連接。由于CC2530芯片的射頻信號是差分輸出，而天線是單端輸出，因此，本實(shí)用新型采用C4?CS和LI構(gòu)成巴倫電路，以供系統(tǒng)射頻信號的正常發(fā)送，其電路結(jié)構(gòu)十分簡單，不僅封裝體積小，還具有電磁干擾率低、抗干擾能力強(qiáng)等特性。
[0021]上位PC機(jī):如圖1所示，采用與無線發(fā)射器相匹配的無線接收器實(shí)現(xiàn)與主控芯片的連接，該無線接收器與RF收發(fā)器一樣，均為射頻通信模塊。
[0022]電流傳感器:采用ACS712芯片，如圖2所示，被檢測的電流由ACS712芯片的1、2端輸入，3、4端輸出.VOUT為電流傳感器模擬電壓的輸出端,Cl用于噪聲管理,提高輸出的精度。在實(shí)際檢測過程中，ACS712芯片的輸出信號先通過Rl、R2分壓，后經(jīng)Dl整流和C2濾波處理后輸入主控芯片的P0_0弓丨腳進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在實(shí)際使用時(shí)，CC2530芯片的P0_0?P0_7引腳都可用作電流傳感器模擬電壓的輸入。
[0023]溫度傳感器:采用為DS18B20芯片，可采用外接電源的方法供電，如圖2所示，該芯片的信號輸出端可直接與主控芯片的P1_0引腳相連接，在實(shí)際使用時(shí)，若有多路溫度傳感器，則其它路的溫度傳感器(DS18B20)則可直接與該溫度傳感器并接，連接在主控芯片的Pl_l?Pl_7引腳上，電路結(jié)構(gòu)十分簡單。
[0024]本實(shí)用新型以電流傳感器、溫度傳感器的設(shè)計(jì)替代了傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)采用的電流互感器來進(jìn)行前端數(shù)據(jù)采集，同時(shí)，采用CC2530芯片作為系統(tǒng)的控制核心，在滿足系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)，具有檢測精度高、硬件結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、功耗低等諸多優(yōu)勢。
[0025]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括連接有電流傳感器、溫度傳感器的主控芯片以及與主控芯片相連接的上位PC機(jī)，主控芯片為集成有無線發(fā)射器的微處理單元，在上位PC機(jī)上則設(shè)有供無線發(fā)射器無線連接的無線接收器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的無線發(fā)射器以及無線接收器均為射頻通信模塊，在所述的主控芯片上還設(shè)有供無線發(fā)射器射頻信號輸出的輸出天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:在所述主控芯片的管腳上分別定義有RF_N引腳、RF_P引腳，所述的輸出天線則通過RF_N$腳、RF_P引腳與主控芯片的無線發(fā)射器相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:在所述主控芯片的管腳上分別定義有P0_0引腳，所述的電流傳感器則通過P0_0引腳連接在主控芯片上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:在所述主控芯片的管腳上分別定義有P1_0引腳，所述的溫度傳感器則通過P1_0引腳連接在主控芯片上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的主控芯片為CC2530。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的電流傳感器為ACS712。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫度傳感器為DS18B20。
【文檔編號】G01K1/02GK203455388SQ201320475294
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】張海峰 申請人:成都飛逸計(jì)算機(jī)服務(wù)有限公司