CN104700596B - 无线温度采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线温度采集系统，其特征在于，包括：放置在各楼层房间内的无线温度传感器，放置在楼宇的顶层和底层、将无线信号转换成有线信号的信号转换器，放置在监控室的数据采集器，以及用于实现数据采集器与信号转换器传输数据的RS‑485通讯总线。本发明的有益之处在于：采用纵向数据传输方式，点与点间只有楼层水泥板间隔，与房屋结构无关，无线传输效果不受房屋结构限制；在纵向无线数据传输基础上增加一条RS‑485通讯总线，纵向无线温度传感器节点通过信号转换器与RS‑485通讯总线形成环形数据网络，当某个无线温度传感器节点出现故障时，使数据链路断掉，数据采集器可通过RS‑485通讯总线在断点两侧分别采集数据，有效解决了无线纵向通讯断链问题。

Description

无线温度采集系统

技术领域

本发明涉及一种温度采集系统，具体涉及一种无线温度采集系统，属于无线传感网络技术领域。

背景技术

将楼宇内部各个房间的温度数据用无线信号传送出去，目前多采用网格网、点与点间拉手的形式，即每个点都是一个路由。

该种方式涉及到了横向无线通讯，由于无线对墙的穿透力有限，所以这种通讯受房屋结构限制较大，即随着点与点间墙层数增多或墙厚度增大，无线通讯的效果变差，数据采集时常不可靠。

另外，在横向无线通讯中，由于每个点都是路由形式，不能休眠，所以耗电大，无法使用电池长期工作。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型的无线温度采集系统，该无线温度采集系统不仅不受房屋结构限制，而且耗电少，可使用电池长期工作。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种无线温度采集系统，其特征在于，包括：无线温度传感器、信号转换器、数据采集器和RS-485通讯总线，

前述无线温度传感器放置在各楼层房间，用于探测房间内的温度，并将温度信息以无线方式发送给信号转换器；

前述信号转换器放置在楼宇的顶层和底层，用于接收无线温度传感器发送过来的温度信息，并将无线信号转换成有线信号；

前述数据采集器放置在监控室，通过RS-485通讯总线与信号转换器实现数据传输，用于发出温度采集指令、采集和处理温度数据；

在需要采集温度数据时，前述数据采集器通过RS-485通讯总线和底层的信号转换器向1层房间中的无线温度传感器发出采集指令，1层的无线温度传感器向2层房间中的无线温度传感器转发指令和数据包，2层房间中的无线温度传感器再向3层房间中的无线温度传感器转发指令和数据包，直至转发到顶层房间中的无线温度传感器，最后指令和数据包经顶层房间中的无线温度传感器转发到顶层走廊内的信号转换器，顶层走廊内的信号转换器经RS-485通讯总线将温度数据包返回到数据采集器，完成1次数据采集；

在某一层房间中的无线温度传感器故障时，该层的无线温度传感器将不能向上传递数据，温度数据包将原路返回，此时数据采集器通过RS-485通讯总线和顶层走廊内的信号转换器向顶层房间中的无线温度传感器发出采集指令，顶层房间中的无线温度传感器向下一层房间中的无线温度传感器转发指令和数据包，直至转发到故障层上一层房间中的无线温度传感器，然后该半截温度数据包原路返回，最终送回到数据采集器。

前述的无线温度采集系统，其特征在于，前述无线温度传感器包括：温度传感器、第一微处理器和第一无线收发模块，

前述温度传感器用于探测房间内温度，然后将温度信息传输给第一微处理器；

前述第一微处理器用于对温度信息进行数据采集处理，温度信息经处理后成为数据包；

前述第一无线收发模块用于将处理后的温度数据包以无线方式发送给信号转换器。

前述的无线温度采集系统，其特征在于，前述无线温度传感器还包括：第一时钟芯片，

前述第一时钟芯片与第一微处理器信号连接，用于精准定时第一微处理器的休眠时间。

前述的无线温度采集系统，其特征在于，前述信号转换器包括：第二无线收发模块和第二微处理器，

前述第二无线收发模块用于接收无线温度传感器发送过来的温度信息，并将温度信息传输给第二微处理器；

前述第二微处理器用于将接收到的无线信号转换成有线信号。

前述的无线温度采集系统，其特征在于，前述数据采集器包括：第三微处理器、非易失存储器、液晶屏和KEY按键，

前述第三微处理器通过RS-485通讯总线接收信号转换器传输过来的温度数据包，并对温度数据包做分解处理，分解后的温度数据用于显示和储存；

前述非易失存储器用于保存处理后的温度数据；

前述液晶屏和KEY按键均与第三微处理器信号连接，分别用于显示温度信息和输入参数。

前述的无线温度采集系统，其特征在于，前述数据采集器还包括：第二时钟芯片，

前述第二时钟芯片与第三微处理器信号连接，用于同步定时系统通讯。

前述的无线温度采集系统，其特征在于，前述数据采集器还包括：GPRS无线收发模块，

前述GPRS无线收发模块与第三微处理器信号连接，用于远程传输数据。

本发明的有益之处在于：

(1)本发明的无线温度采集系统，其采用了纵向数据传输方式，点与点间只有楼层水泥板间隔，与房屋结构无关，故其无线传输效果不受房屋结构限制；

(2)纵向无线温度传感器节点传输完数据即全部进入休眠状态，较无线网格网结构较大节约了电池能耗，有利于无线温度传感器节点长期工作，并且可使用电池维持工作；

(3)在纵向无线数据传输基础上，增加一条RS-485通讯总线，纵向无线温度传感器节点通过信号转换器与RS-485通讯总线形成环形数据网络，当某个无线温度传感器节点出现故障时，使数据链路断掉，数据采集器可通过RS-485通讯总线在断点两侧分别采集数据，有效解决了无线纵向通讯断链问题，提高了楼宇内部无线传输的可靠性。

附图说明

图1是本发明的无线温度采集系统的组成示意图；

图2是图1中的无线温度传感器的组成示意图；

图3是图1中的信号转换器的组成示意图；

图4是图1中的数据采集器的组成示意图。

图中附图标记的含义：1-无线温度传感器，2-信号转换器，3-数据采集器，4-RS-485通讯总线。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1，以4层楼一个单元门的温度采集为例，将4个无线温度传感器1分别放在不同楼层的房间中，将2个信号转换器2分别放置在楼宇的顶层和底层，即一个信号转换器2放置在4层走廊内，另一个信号转换器2放置在1层走廊内，然后将数据采集器3与这两个信号转换器2通过RS-485通讯总线4串联。

在本发明的无线温度采集系统中，无线温度传感器1用于探测房间内的温度，并将温度信息以无线方式发送给信号转换器2；信号转换器2用于接收无线温度传感器1发送过来的温度信息，并将无线信号转换成有线信号；数据采集器3用于处理和保存温度信息。当数据采集器3要采集温度数据时，通过RS-485通讯总线4和1层走廊内的信号转换器2向1层房间中的无线温度传感器1发出采集指令，无线温度传感器1向2层房间中的无线温度传感器1转发指令和数据包，指令和数据包依次再经2层房间中的无线温度传感器1转发到3层房间中的无线温度传感器1、经3层房间中的无线温度传感器1转发到4层房间中的无线温度传感器1，最后经4层房间中的无线温度传感器1转发到4层走廊内的信号转换器2，4层走廊内的信号转换器2经RS-485通讯总线4将温度数据包返回到数据采集器3，完成1次数据采集。

假设3层房间中的无线温度传感器1故障，那么该层的无线温度传感器1将不能向上传递数据，温度数据包将原路返回，即温度数据包经2层房间中的无线温度传感器1转发到1层房间中的无线温度传感器1，再经1层房间中的无线温度传感器1转发到1层走廊内的信号转换器2，1层走廊内的信号转换器2经RS-485通讯总线4将半截温度数据包返回到数据采集器3，此时数据采集器3通过RS-485通讯总线4和4层走廊内的信号转换器2向4层房间中的无线温度传感器1发出采集指令，4层房间中的无线温度传感器1将另外半截数据包送回到4层走廊内的信号转换器2，该半截数据包再经RS-485通讯总线4送回到数据采集器3。

由此可见，本发明的无线温度采集系统，其通过使用RS-485通讯总线4，有效解决了无线数据链断点传输的问题，使无线传输可靠性大增。

在本发明的无线温度采集系统中，纵向无线温度传感器节点传输完数据即全部进入休眠状态，较无线网格网结构较大节约了电池能耗，有利于无线温度传感器节点长期工作，并且可使用电池维持工作。

下面详细介绍无线温度传感器1、信号转换器2和数据采集器的组成。

参照图2，无线温度传感器1包括：温度传感器、第一微处理器和第一无线收发模块，其中，温度传感器用于探测房间内温度，然后将温度信息传输给第一微处理器，第一微处理器用于对温度信息进行数据采集处理，温度信息经处理后成为数据包；第一无线收发模块用于将处理后的温度数据包以无线方式发送给信号转换器2。

作为一种优选的方案，无线温度传感器1还包括：第一时钟芯片。第一时钟芯片与第一微处理器信号连接，用于精准定时第一微处理器的休眠时间。

无线温度传感器1传输完数据即全部进入休眠状态，较无线网格网结构较大节约了电池能耗，故无线温度传感器1可使用电池来维持长期工作。

参照图3，信号转换器2包括：第二无线收发模块和第二微处理器，其中，第二无线收发模块用于接收无线温度传感器1发送过来的温度信息，并将温度信息传输给第二微处理器；第二微处理器用于将接收到的无线信号转换成有线信号。

信号转换器2由DC/DC电源供电。

参照图4，数据采集器3包括：第三微处理器、非易失存储器、液晶屏和KEY按键，其中，第三微处理器通过RS-485通讯总线4接收信号转换器传输过来的温度数据包，并对温度数据包做分解处理，分解后的温度数据包用于显示和储存；非易失存储器用于保存处理后的温度数据；液晶屏和KEY按键均与第三微处理器信号连接，分别用于显示温度信息和输入参数。

作为一种优选的方案，数据采集器3还包括：第二时钟芯片。第二时钟芯片与第三微处理器信号连接，用于同步定时系统通讯。

更为优选的是，数据采集器3还包括：GPRS无线收发模块。GPRS无线收发模块与第三微处理器信号连接，用于远程传输数据。

在本实施例中，所使用的温度传感器的型号为18B20，第一微处理器和第二微处理器的型号为C8051F920，第三微处理器的型号为C8051F020，第一无线收发模块和第二无线收发模块的型号为RFM64，第一时钟芯片和第二时钟芯片的型号为SD3088，非易失存储器的型号为BQ4013LYMA-70N。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.无线温度采集系统，其特征在于，包括：无线温度传感器(1)、信号转换器(2)、数据采集器(3)和RS-485通讯总线(4)，

所述无线温度传感器(1)放置在各楼层房间，用于探测房间内的温度，并将温度信息以无线方式发送给信号转换器(2)；

所述信号转换器(2)放置在楼宇的顶层和底层，用于接收无线温度传感器(1)发送过来的温度信息，并将无线信号转换成有线信号；

所述数据采集器(3)放置在监控室，通过RS-485通讯总线(4)与信号转换器(2)实现数据传输，用于发出温度采集指令、采集和处理温度数据；

在需要采集温度数据时，所述数据采集器(3)通过RS-485通讯总线(4)和底层的信号转换器(2)向1层房间中的无线温度传感器(1)发出采集指令，1层的无线温度传感器(1)向2层房间中的无线温度传感器(1)转发指令和数据包，2层房间中的无线温度传感器(1)再向3层房间中的无线温度传感器(1)转发指令和数据包，直至转发到顶层房间中的无线温度传感器(1)，最后指令和数据包经顶层房间中的无线温度传感器(1)转发到顶层走廊内的信号转换器(2)，顶层走廊内的信号转换器(2)经RS-485通讯总线(4)将温度数据包返回到数据采集器(3)，完成1次数据采集；

在某一层房间中的无线温度传感器(1)故障时，该层的无线温度传感器(1)将不能向上传递数据，温度数据包将原路返回，此时数据采集器(3)通过RS-485通讯总线(4)和顶层走廊内的信号转换器(2)向顶层房间中的无线温度传感器(1)发出采集指令，顶层房间中的无线温度传感器(1)向下一层房间中的无线温度传感器(1)转发指令和数据包，直至转发到故障层上一层房间中的无线温度传感器(1)，然后半截温度数据包原路返回，最终送回到数据采集器(3)。

2.根据权利要求1所述的无线温度采集系统，其特征在于，所述无线温度传感器(1)包括：温度传感器、第一微处理器和第一无线收发模块，

所述温度传感器用于探测房间内温度，然后将温度信息传输给第一微处理器；

所述第一微处理器用于对温度信息进行数据采集处理，温度信息经处理后成为数据包；

所述第一无线收发模块用于将处理后的温度数据包以无线方式发送给信号转换器(2)。

3.根据权利要求2所述的无线温度采集系统，其特征在于，所述无线温度传感器(1)还包括：第一时钟芯片，

所述第一时钟芯片与第一微处理器信号连接，用于精准定时第一微处理器的休眠时间。

4.根据权利要求1所述的无线温度采集系统，其特征在于，所述信号转换器(2)包括：第二无线收发模块和第二微处理器，

所述第二无线收发模块用于接收无线温度传感器(1)发送过来的温度信息，并将温度信息传输给第二微处理器；

所述第二微处理器用于将接收到的无线信号转换成有线信号。

5.根据权利要求1所述的无线温度采集系统，其特征在于，所述数据采集器(3)包括：第三微处理器、非易失存储器、液晶屏和KEY按键，

所述第三微处理器通过RS-485通讯总线(4)接收信号转换器传输过来的温度数据包，并对温度数据包做分解处理，分解后的温度数据用于显示和储存；

所述非易失存储器用于保存处理后的温度数据；

所述液晶屏和KEY按键均与第三微处理器信号连接，分别用于显示温度信息和输入参数。

6.根据权利要求5所述的无线温度采集系统，其特征在于，所述数据采集器(3)还包括：第二时钟芯片，

所述第二时钟芯片与第三微处理器信号连接，用于同步定时系统通讯。

7.根据权利要求5所述的无线温度采集系统，其特征在于，所述数据采集器(3)还包括：GPRS无线收发模块，

所述GPRS无线收发模块与第三微处理器信号连接，用于远程传输数据。