CN102072776A - 太阳能电池辅助供电的钮扣式无线温度检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能电池辅助供电的钮扣式无线温度检测系统，该系统以温度为检测对象，并具体包括温度传感器(1)、调理电路(2)、无线发送(3)、无线接收(4)、USB传输(5)、上位机(6)、系统电源(7)；且在该系统中由温度传感器(1)、调理电路(2)、无线发送(3)、系统电源(7)组成温度信号发送部分，由无线接收(4)、USB传输(5)、上位机(6)组成温度信号接收部分。本发明的系统将充电电路、充电管理电路、调理电路、无线发送单片机通过裸片封装的方式，集中封装成钮扣式结构，系统体积大大减小；以太阳能电池作为辅助电源，有效运行时间大大延长，模块可扩展，上位机显示、存储信息量大。
Description
技术领域
本发明属于温度检测技术领域，具体涉及太阳能电池辅助供电的无线温度检测系统，适用于各种场合的温度测量。
背景技术
温度检测广泛应用于冶金、电力、石油、化工、汽车、造船等测温场合，对设备运行温度的检测和所在环境温度的检测具有极其重要的意义。在科学实验，产品研发，生产制造，质量认证，计量校准等各个领域，温度测试的应用越来越多。据统计，通用数据采集中，有一半以上都是用来进行温度测试和数据采集的。可以说温度检测是一个常研常新的问题，现代太阳能技术、无线技术、芯片集成技术的发展，为温度检测注入了新的生命力。
现在可用的测温的传感技术有红外测温、热敏电阻、热电阻、热电偶等，可实现不同量程和不同精度的温度测量，但是对于多点温度测量场合存在系统接线、电源供电复杂，安装、使用、维护困难等问题。故本系统采用芯片集成和无线传感技术，用太阳能电池补充供电，在温度信号传输过程中，根据温度变化的特点，采用单通道分时复用的无线技术，实现温度信号的传输，便于系统实现温度检测和控制。
发明内容
本发明针对于特定的应用场合和其使用特点，同时为了克服现有技术存在的缺点而提出了太阳能电池钮扣式无线温度检测系统。
为实现上述目标，本发明采取的技术方案是：提供一种太阳能电池辅助供电的钮扣式无线温度检测系统，包括温度传感器(1)、调理电路(2)、无线发送(3)、无线接收(4)、USB传输(5)、上位机(6)、系统电源(7)；其特征在于，由温度传感器(1)、调理电路(2)、无线发送(3)、系统电源(7)组成温度信号发送部分，由无线接收(4)、USB传输(5)、上位机(6)组成温度信号接收部分；在所述温度信号发送部分中，所述温度传感器(1)采集的温度信号通过所述调理电路(2)转换成模拟信号后，再由所述无线发送(3)进行发送，且所述系统电源(7)用于给所述调理电路(2)和所述无线发送(3)供电；在所述温度信号接收部分中，所述无线接收(4)接收到所述无线发送(3)传来的信号后，经由所述USB传输(5)传送给所述上位机(6)。
本发明所提供太阳能电池辅助供电的钮扣式无线温度检测系统，是以太阳能辅助供电，采用了高度集成的钮扣式外型，且是利用无线网络实现温度信号的传输，其测量数据实时、精确，使用方便、抗干扰能力强。
附图说明
图1为本发明系统框图；
图2为系统电源框图；
图3为系统充电电路图；
图4为充电管理电路图；
图5为调理电路结构图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下通过具体施例对本发明作进一步的说明。如图1所示，本施例包括温度信号发送和温度信号接收两个部分。温度传感器1测得的温度信号，通过调理电路2转换成模拟信号，调理电路2由直流桥式电路和仪表放大器组成，直流桥式电路将阻值温度变化转换成电压信号变化，其电源由高精度电压基准MAX6029供电；仪表放大器采用AD623调理电路2和无线发送3由系统电源7供电；调理电路2经A/D采样后由无线发送3发送；无线发送3将得到的信号发送给无线接收4，无线发送3、无线接收4采用NRF9E5，通讯频率为433MHz；无线接收4通过USB传输5将信号传至上位机6，USB传输5用CH341T实现；上位机6可测量温度的最大值、平均值、最小值，可实时显示温度曲线。
结合图1至图2所示，在本发明提供的系统中，温度传感器1)、调理电路2、无线发送3、充电电路9、充电管理电路11以裸片进行封装，组合成一个钮扣式的整体。系统电源7由太阳能电池8、充电电路9、镍氢电池10、充电管理电路11组成。
如图3所示，太阳能电池BT1通过光电转换获得的电能通过二极管D1给可充电镍氢电池BT2充电，系统充电的开通与关断由MOS管Q1控制，电容C1、电阻R1、二极管D2组成吸收电路，用来吸收MOS管Q1关断时的多余能量。
如图4所示，可充电镍氢电池BT2的当前电量通过二极管D3，电容C2取到稳定电压的作用，电压经电阻R4、R5分压后提供给锁相环电路U1，当电压高于锁相环最大阈值时，U1输出低电平信号，此时三极管Q2不导通，光耦U2输出低电平，MOS管Q1关断，表示系统电压处于充满状态；当电压低于锁相环最小阈值时，U1输出0.7V的电平信号，此时三极管Q2导通，电阻R6、R7将高电平信号分压后输入到光耦U2，光耦U2输出高电平，MOS管Q1开通，此时系统处于太阳能电池充电状态。二极管D4取到稳压作用，电阻R2、R3为上拉电阻，R8为下拉电阻，电阻R9和二极管D5保证光耦U2有稳定的高电平输出。
如图5所示，调理电路由电阻R10、R11、R12、R13、温度传感器JX1和仪表放大器U3组成。电阻R10、R11组成桥臂提供稳定的电压与电阻R12和温度传感器JX1组成桥臂的电压进行比较，该两个桥臂组成的直流电桥将温度变化转化为电压的变化输入至仪表放大器U3，仪表放大器U3将该信号进行放大，电阻R13取到调节放大倍数的作用。
本发明所提供的钮扣式无线温度检测系统，具有以下特性：
(1)太阳能电池通过充电电路给可充电镍氢电池充电，系统充电由充电管理电路进行控制，构成温度检测的电源系统；
(2)对温度传感器、调理电路、无线单片机、充电电路、充电管理电路采用裸片封装技术，集中成钮扣式结构，提供最小化外形尺寸；
(3)调理电路由直流电桥和仪表放大器组成，具有能调节零点漂移、抗干扰能力强等优点；
(4)采用无线传输方式将数字信号传输至上位机，通过滤波去抖等技术提高数字信号的稳定性，可测量温度的最大值、平均值、最小值，可显示实时温度曲线；
(5)无线模块可扩展，可同时测量多路温度信息；
(6)上位机对体温信息统一管理，存储量大，可随时调用历史记录，便于实时监测和历史数据分析。
进一步综上所述可知，本发明的有益效果在于，其将功能复杂的电路封装在一起，组成结构简单，输入输出明了的钮扣式温度检测系统，太阳能电池提供有效的电源补充，有效降低系统的复杂性，减少系统成本；通过无线数据传送方式减少了设备繁杂的接线问题，有效提高数据传输过程中的抗干扰性能，提高了系统的可靠性；通过测量温度的最大值、平均值、最小值和实时显示温度曲线对运动体温进行分析，有效保护处于运动极限或高温作业人群。太阳能电池辅助供电和系统超低功耗模式下的可靠运行，延长了系统使用寿命，大大减少了设备维护。
以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。
Claims (3)
1.太阳能电池辅助供电的钮扣式无线温度检测系统，包括温度传感器(1)、调理电路(2)、无线发送(3)、无线接收(4)、USB传输(5)、上位机(6)、系统电源(7)；其特征在于，由温度传感器(1)、调理电路(2)、无线发送(3)、系统电源(7)组成温度信号发送部分，由无线接收(4)、USB传输(5)、上位机(6)组成温度信号接收部分；在所述温度信号发送部分中，所述温度传感器(1)采集的温度信号通过所述调理电路(2)转换成模拟信号后，再由所述无线发送(3)进行发送，且所述系统电源(7)用于给所述调理电路(2)和所述无线发送(3)供电；在所述温度信号接收部分中，所述无线接收(4)接收到所述无线发送(3)传来的信号后，经由所述USB传输(5)传送给所述上位机(6)。
2.按照权利要求书1所述的太阳能电池辅助供电的钮扣式无线温度检测系统，其特征在于，系统电源(7)由太阳能电池(8)、充电电路(9)、镍氢电池(10)、充电管理电路(11)组成。
3.按照权利要求书1或2所述的太阳能电池辅助供电的钮扣式无线温度检测系统，其特征在于，所述温度传感器(1)、调理电路(2)、无线发送(3)、充电电路(9)、充电管理电路(11)以裸片进行封装，组合而成一个纽扣式的整体。
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