一種無線溫度采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種無線溫度采集系統(tǒng)，包括溫度采集模塊、第一處理模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理模塊以及顯示與報警模塊；其中，所述溫度采集模塊，用于采集溫度；所述第一處理模塊，用于接收采集的所述溫度，第一次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述無線發(fā)射模塊；所述無線發(fā)射模塊，用于接收所述溫度并將所述溫度發(fā)送給所述無線接收模塊；所述無線接收模塊，用于將接收到的所述溫度發(fā)送給所述第二處理模塊；所述第二處理模塊，用于接收所述溫度，第二次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述顯示與報警模塊；所述顯示與報警模塊，用于顯示所述溫度。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，自動化程度高，操作方便。
【專利說明】
一種無線溫度采集系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及溫度采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線溫度采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的進(jìn)步和生產(chǎn)的需要，利用無線通信進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集的方式已經(jīng)滲透到社會生活生產(chǎn)的每一個角落，溫度的無線測量也在逐步得到社會的重視。
[0003]在工業(yè)現(xiàn)場，由于生產(chǎn)環(huán)境惡劣，工作人員不能長時間停留在現(xiàn)場觀察設(shè)備是否運行正常，就需要采集數(shù)據(jù)并傳輸數(shù)據(jù)到一個環(huán)境相對好的操控室內(nèi)，工作人員可以在這里將控制指令傳輸給現(xiàn)場執(zhí)行模塊進(jìn)行各種操作。這樣就會產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸問題，由于廠房大、需要傳輸數(shù)據(jù)多，使用傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式就需要鋪設(shè)很多很長的通訊線，浪費資源，占用空間，可操作性差，出現(xiàn)錯誤換線困難。而且，當(dāng)數(shù)據(jù)采集點處于運動狀態(tài)、所處的環(huán)境不允許或無法鋪設(shè)電纜時，數(shù)據(jù)甚至無法傳輸，此時便需要利用無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0004]在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，不論是溫室大棚的溫度監(jiān)測，還是糧倉的管理，傳統(tǒng)上都是采取分區(qū)取樣的人工方法，工作量大，可靠性差。而且大棚和糧倉占地面積大，檢測目標(biāo)分散，測點較多，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。
[0005]在日常生活中，隨著人們生活水平的提高，居住條件也逐漸變得智能化。如今很多家庭都會安裝室內(nèi)溫度采集控制系統(tǒng)，其原理就是利用無線通信技術(shù)采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)室內(nèi)溫度情況進(jìn)行遙控通風(fēng)等操作，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度濕度，可以更好地改善人們的居住環(huán)境。
[0006]無線溫度采集系統(tǒng)實際上是一個傳感器網(wǎng)絡(luò)，即將多個傳感器通過近距離通信和數(shù)據(jù)交換技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，是近年來迅速發(fā)展的新技術(shù)，它融傳感器與通信技術(shù)于一體，具有很大的發(fā)展前景。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本申請為了解決上述問題，提供了一種無線溫度采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，并采用溫度傳感器DS18B20來采集溫度，同時采用無線通信芯片來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)字信號傳輸，使得技術(shù)人員可在環(huán)境適宜的操控室內(nèi)進(jìn)行環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)采集和處理;且使用單片機(jī)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集、無線發(fā)送與接收的控制，更好地實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動化。
[0008]本申請?zhí)峁┮环N無線溫度采集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括溫度采集模塊、第一處理模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理模塊以及顯示與報警模塊;其中，所述溫度采集模塊，用于采集溫度;所述第一處理模塊，用于接收采集的所述溫度，第一次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述無線發(fā)射模塊;所述無線發(fā)射模塊，用于接收所述溫度并將所述溫度發(fā)送給所述無線接收模塊;所述無線接收模塊，用于將接收到的所述溫度發(fā)送給所述第二處理模塊;所述第二處理模塊，用于接收所述溫度，第二次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述顯示與報警模塊;所述顯示與報警模塊，用于顯示所述溫度。
[0009]在上述系統(tǒng)中，所述溫度采集模塊、所述第一處理模塊以及所述無線發(fā)射模塊安裝在需要待采集溫度的環(huán)境中；所述無線接收模塊、所述第二處理模塊以及所述顯示與報警模塊安裝在方便人工操作的環(huán)境中。
[0010]在上述系統(tǒng)中，所述顯示與報警模塊，當(dāng)顯示的溫度大于預(yù)設(shè)的溫度閾值時，進(jìn)行報警。
[0011 ]在上述系統(tǒng)中，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器DS18B20。
[0012]在上述系統(tǒng)中，所述無線發(fā)射模塊或所述無線接收模塊包括PTR2000無線收發(fā)器。
[0013]在上述系統(tǒng)中，所述第一處理模塊或所述第二處理模塊包括最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)。
[0014]在上述系統(tǒng)中，所述顯示與報警模塊包括液晶顯示屏IXD1602。
[0015]本申請的無線溫度采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，并采用溫度傳感器DS18B20來采集溫度，同時采用無線通信芯片來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)字信號傳輸，使得技術(shù)人員可在環(huán)境適宜的操控室內(nèi)進(jìn)行環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)采集和處理;且使用單片機(jī)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集、無線發(fā)送與接收的控制，更好地實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動化。
【附圖說明】

[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實用新型提供的一種無線溫度采集系統(tǒng)框架示意圖；
[0018]圖2為本實用新型提供的一種無線溫度傳感器DS18B20原理示意圖；
[0019]圖3為本實用新型提供的一種最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)示意圖；
[0020]圖4為本實用新型提供的一種無線收發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖5為本實用新型實施例提供的一種液晶顯不屏IXDl602的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023]圖1為本實用新型提供的一種無線溫度采集系統(tǒng)框架示意圖。如圖1所示，本申請?zhí)峁┮环N無線溫度采集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括溫度采集模塊、第一處理模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理模塊以及顯示與報警模塊;其中，所述溫度采集模塊，用于采集溫度;所述第一處理模塊，用于接收采集的所述溫度，第一次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述無線發(fā)射模塊;所述無線發(fā)射模塊，用于接收所述溫度并將所述溫度發(fā)送給所述無線接收模塊;所述無線接收模塊，用于將接收到的所述溫度發(fā)送給所述第二處理模塊;所述第二處理模塊，用于接收所述溫度，第二次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述顯示與報警模塊;所述顯示與報警模塊，用于顯示所述溫度。
[0024]具體地，所述溫度采集模塊、所述第一處理模塊以及所述無線發(fā)射模塊安裝在需要待采集溫度的環(huán)境中；所述無線接收模塊、所述第二處理模塊以及所述顯示與報警模塊安裝在方便人工操作的環(huán)境中。
[0025]具體地，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器DS18B20。
[0026]下面以圖2為例，對本實用新型實施例中溫度傳感器進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2為本實用新型提供的一種無線溫度傳感器DS18B20原理示意圖。
[0027]如圖所示，主要包括寄生電源電路、64位只讀存儲器(ROM)和單線接口、存儲器和控制邏輯、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存存儲器、溫度傳感器、報警上限寄存器TH、報警下限寄存器TL、配置寄存器和8位CRC (循環(huán)冗余校驗碼)發(fā)生器。
[0028]64位光刻R0M，光刻ROM中的64位序列號為DS18B20的地址序列碼。主要作用是使每個DS18B20的地址不同，這樣可以在一條總線上接多個這樣的芯片，相互之間不受影響。
[0029]溫度傳感器主要實現(xiàn)對溫度的測量。溫度傳感器的分辨率根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以在9?12位之間單獨設(shè)置，當(dāng)設(shè)置分辨率越高轉(zhuǎn)換時間就越長，如果設(shè)置為9位，轉(zhuǎn)換時間最大為93.75ms，當(dāng)為12位時，達(dá)到750ms。轉(zhuǎn)換的溫度一般存放在兩個8位的RAM中AS18B20的核心是其數(shù)字溫度傳感器，精度可以通過用戶編程配置為9、10、11和12位，其分別對應(yīng)于
0.5 °C、0.25 °C、0.125 °C和0.0625 °C，可以滿足各種不同的分辨率要求。開始一次溫度轉(zhuǎn)換時，微處理器需要向DS18B20發(fā)出指令。轉(zhuǎn)換完成之后，該溫度數(shù)據(jù)存放在高速暫存存儲器的溫度寄存器中，占用2個字節(jié)，并且DS18B20返回到空閑狀態(tài).當(dāng)DS18B20采用外部供電方式時，主機(jī)可以在發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令后發(fā)起一次讀時隙.。若此時該DS18B20已經(jīng)完成溫度轉(zhuǎn)換，它將會返回“I”，否則返回“O”。以12位為例，其中二進(jìn)制的前5位為符號位，O表示正數(shù)，反之為負(fù)數(shù)。正數(shù)的溫度計算是數(shù)字值直接乘以0.0625;當(dāng)為負(fù)數(shù)時，溫度值的計算是將測到的值取補碼，然后再乘以0.0625。
[0030]非易失性溫度報警觸發(fā)器主要是在系統(tǒng)控制中人工輸入溫度的報警上下限。
[0031]高速暫存寄存器是由九個連續(xù)的字節(jié)組成的，其中前兩個用來存放當(dāng)前溫度的測量值，其中第一個字節(jié)為溫度的低八位，第二個字節(jié)為溫度的高八位，第三個和第四個字節(jié)為溫度易失性的備份，第五個字節(jié)為結(jié)構(gòu)寄存器的備份，第六、七、八個字節(jié)是系統(tǒng)計算所用，第九個字節(jié)是為CRC校驗所用。配置寄存器為高速暫存寄存器的第五個字節(jié)，用于確定溫度值得數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率，其中最高位為測試模式位，第7、6位為分辨率設(shè)置，00?11分別表不分辨率為9?12位，最后五位全部為I。
[0032]CRC在64位光刻ROM的最高字節(jié)，主要是實現(xiàn)串行通信中的數(shù)據(jù)校驗，判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確。
[0033]具體地，所述第一處理模塊或所述第二處理模塊包括最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)。
[0034]下面以圖3為例，對本實用新型的最小單片機(jī)AT89S52進(jìn)行詳細(xì)說明。圖3為本實用新型提供的一種最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)示意圖。
[0035]如圖3所示，有4個雙向的8位并行I /0端口，分別記作PO、P1、P2、P3，都可以用于數(shù)據(jù)的輸出和輸入，P3 口具有第二功能為系統(tǒng)提供一些控制信號。時鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所必須的時鐘控制信號，內(nèi)部電路在時鐘信號的控制下，嚴(yán)格地按時序指令工作。其內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片的引腳XTAL1，輸出端為XTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。電路中的微調(diào)電容通常選擇為30pF左右，該電容的大小會影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，晶體的振蕩頻率為12MHz。
[0036]把EA腳接高電平，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲器，但在PC值超過0FFFH(4Kbyte地址范圍)時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。
[0037]單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)。采用最簡單的外部按鍵復(fù)位電路。按鍵自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的來實現(xiàn)的，這里選用時鐘頻率為12MHz。
[0038]具體地，所述無線發(fā)射模塊或所述無線接收模塊包括PTR2000無線收發(fā)器。
[0039]下面以圖4為例對本實用新型實施例中的無線收發(fā)器進(jìn)行說明。圖4為本實用新型提供的一種無線收發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]如圖4所示，VCC(I腳)；電源輸入端，電壓范圍為2.7?5.25V; CS (2腳):頻道選擇端，CS = O時，選擇工作頻道I，即433.92MHz; CS= I時選擇工作頻道2，即434.33MHz ;D0(3腳):數(shù)據(jù)輸出端;DI(4腳):數(shù)據(jù)輸入端;GND(5腳):電源地;PWR(6腳):節(jié)能控制端。當(dāng)PWR =I時，模塊處于正常工作狀態(tài)，PWR = O時，模塊處于待機(jī)微功耗狀態(tài);TXTN(7腳):發(fā)射/接收控制端。當(dāng)TXTN= I時，模塊為發(fā)射狀態(tài)；當(dāng)TXTN = O時，模塊被設(shè)置為接受狀態(tài)。PTR2000可與所有單片機(jī)(如89s51/52、2051、68HC08、PIC、Z8等)配合使用，可直接接單片機(jī)的串口或I/O口，也可與計算機(jī)串口進(jìn)行通訊，此時需要在中間簡單地接在一個RS232電平轉(zhuǎn)換芯片，如 MAX232 等。
[0041]具體地，所述顯示與報警模塊，當(dāng)顯示的溫度大于預(yù)設(shè)的溫度閾值時，進(jìn)行報警。
[0042]具體地，所述顯示與報警模塊包括液晶顯示屏IXD1602。
[0043]下面以圖5為例，對本實用新型實施例的液晶顯示屏LCD1602進(jìn)行說明。圖5為本實用新型實施例提供的一種液晶顯不屏IXDl602的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0044]液晶顯示器是一種將液晶顯示器件、連接器件、集成電路、PCB線路板、背光源以及結(jié)構(gòu)器件裝配在一起的組件。
[0045]根據(jù)顯示內(nèi)容和方式的不同可以分為數(shù)顯LCD、點陣字符LCD、點陣圖形LCD在此設(shè)計中我們采用點陣字符LCD，這里采用常用的2行16個字的1602液晶模塊。
[0046]如圖所示，LCD1602引腳說明。
[0047]VSS(1腳):為地電源第2腳:VDD接5V正電源;V0(3腳):為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個1K的電位器調(diào)整對比度;RS(4腳):為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器;RW(5腳):為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù);E(6腳):為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令;DO?D7 (7?14腳):為8位雙向數(shù)據(jù)線；(15?16腳):空腳。
[0048]本申請的無線溫度采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，并采用溫度傳感器DS18B20來采集溫度，同時采用無線通信芯片來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)字信號傳輸，使得技術(shù)人員可在環(huán)境適宜的操控室內(nèi)進(jìn)行環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)采集和處理;且使用單片機(jī)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集、無線發(fā)送與接收的控制，更好地實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動化。
[0049]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本實用新型的保護(hù)范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無線溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括溫度采集模塊、第一處理模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理模塊以及顯示與報警模塊;其中， 所述溫度采集模塊，用于采集溫度； 所述第一處理模塊，用于接收采集的所述溫度，第一次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述無線發(fā)射模塊； 所述無線發(fā)射模塊，用于接收所述溫度并將所述溫度發(fā)送給所述無線接收模塊； 所述無線接收模塊，用于將接收到的所述溫度發(fā)送給所述第二處理模塊； 所述第二處理模塊，用于接收所述溫度，第二次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述顯示與報警模塊； 所述顯示與報警模塊，用于顯示所述溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度采集模塊、所述第一處理模塊以及所述無線發(fā)射模塊安裝在需要待采集溫度的環(huán)境中；所述無線接收模塊、所述第二處理模塊以及所述顯示與報警模塊安裝在方便人工操作的環(huán)境中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示與報警模塊，當(dāng)顯示的溫度大于預(yù)設(shè)的溫度閾值時，進(jìn)行報警。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器DS18B20。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無線發(fā)射模塊或所述無線接收模塊包括PTR2000無線收發(fā)器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一處理模塊或所述第二處理模塊包括最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示與報警模塊包括液晶顯示屏LCD1602。
【文檔編號】H04W84/18GK205691242SQ201620512262
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月1日 公開號201620512262.0, CN 201620512262, CN 205691242 U, CN 205691242U, CN-U-205691242, CN201620512262, CN201620512262.0, CN205691242 U, CN205691242U
【發(fā)明人】程秀芝, 李彬彬, 石龍杰, 龔雪, 何平, 李浩然, 彭澤華, 茹心鋒, 王忠洋
【申請人】安徽建筑大學(xué)