CN107024298A - 基于m‑bus接口通信的温度传感装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于M‑BUS接口通信的温度传感装置及方法，温度传感装置包括温度传感单元、数据采集单元、A/D转换单元和数据处理单元；温度传感单元的输出信号经数据采集单元和A/D转换单元传输至数据处理单元，数据处理单元用于测算由温度传感单元获取的温度数据；数据处理单元还连接有通信单元和显示单元；通信单元具有M‑BUS电路，用于将数据处理单元的输出通过M‑BUS通信上传到服务器，并为温度传感装置提供电源。

Description

基于M-BUS接口通信的温度传感装置及方法

技术领域

本发明属于温度传感器领域，具体涉及一种基于M-BUS接口通信的温度传感装置及方法。

背景技术

目前，温度传感器常见的通信接口采用RS-485、I2C通信接口，但需要内置电源，这会使得温度传感器的体积会成倍增加；若采用电源外置，则需敷设电源线，但此时又会引起强弱电交叉敷设，在配电设备中严重影响设备运行安全。

热力公司的工作往往需要测试室内温度，若采用电源外置，则需在楼道单独设置电源，并敷设电源线到户内，存在协调难度大，施工破坏墙体等弊端；若采用无线内置电池方式，则存在通信成功率低，需经常换电池。

截止目前，没有一种接线简便、通信可靠的一种方案，解决譬如热力公司大规模远程采集室内多点温度、配电设备每个接触点的温度，对超过给定温度的点主动上报，以用于供热的温度迅速调节和配电设备异常预防性处理。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提出了一种基于M-BUS接口通信的温度传感装置，采用M-BUS通信可使得布线简单，施工方便，可扩张性强，可用于配电柜(箱)的设备、铜排、电缆接点的智能检测，为客户配电设备远程在线检测、智能诊断和专业化运维提供硬件支撑和方式、方法。

本发明采用下面的技术方案：

一种基于M-BUS接口通信的温度传感装置，包括温度传感单元、数据采集单元、A/D转换单元和数据处理单元；所述温度传感单元的输出信号经数据采集单元和A/D转换单元传输至数据处理单元，数据处理单元用于测算由温度传感单元获取的温度数据；所述数据处理单元还连接有通信单元和显示单元；所述通信单元具有M-BUS接口，用于将数据处理单元的输出通过M-BUS接口与服务器进行通信，并通过M-BUS接口为温度传感装置连接电源。

进一步的，所述温度传感单元包括温度传感器和电桥电路，所述电桥电路具有N路独立工作的电桥，每个电桥接入一个温度传感器，温度传感器将温度的变化转换为电阻的变化。

进一步的，所述数据采集单元具有多路转换开关和与多路转换开关相连的采样电路，通过程控多路转换开关，实现异步测量多点温度。

进一步的，在所述数据采集单元和A/D转换单元之间还设有采样保持器。

进一步的，所述数据处理单元包括CUP和数据存储单元，CPU将由温度传感单元获取的信号测算转换为被测点的温度；所述数据存储单元内存储有多路转换开关序号和时标，分别用于远采和补抄。

进一步的，所述数据处理单元还具有与CPU相连的温度预警装置，所述温度预警装置将每个时间点采集的温度数据与温度阈值比较，若大于温度阈值，启动报警。

进一步的，所述显示单元包括通信指示灯和报警指示灯，通信指示灯用于指示通信的状态或通信异常；报警指示灯通过改变颜色，分别指示温度正常、温度异常、温度严重异常，供现场检修指示。

本发明还提供了一种技术方案：

一种基于M-BUS接口通信的温度传感方法，对多个温度待测点顺序获取温度数据，所述温度数据通过M-BUS接口与服务器进行通信。

进一步的，一个温度待测点对应一路温度传感单元；获取任一温度待测点的模拟信号，进行采样保持；当处于采样状态时，将所述模拟信号转换为数字信号，并将所述数字信号转换为温度数据；当处于保持状态时，跟踪保持前一次采样结束时刻的瞬时模拟信号，直到进入下一次采样状态为止。

进一步的，当处于采样状态时，判断温度数据是否超过温度阈值，若超过温度阈值，则启动报警，同时通过M-BUS通信上传至服务器中的越限事件存储装置。

本发明的工作原理：

数据处理单元控制数据采集单元的多路转换开关，先将第一路温度传感单元接入数据采集元，并连接采样保持器，稳定后采样保持，然后启动A/D转换单元，将模拟信号转换为数字信号，通过串口传到数据处理单元，数据处理单元将采集到的数值转换为温度，并判断温度是否超过温度阈值，若超过启动报警装置，并立即向配变终端主动上报越限事件，所有采集数据和事件全部加时标本地保存，然后数据处理单元控制数据采集单元的多路转换开关，将第二路温度传感单元接入，进入下一测量点数据采集。

本发明的有益效果：

本发明基于M-BUS接口通信的温度传感装置，具有较高的可靠性，布线简单，施工方便，可扩张性强，可以用于配电柜(箱)的设备、铜排、电缆接点的智能检测，与配电监控终端配合使用，可实现配电设备的故障发生前的提前感知、故障智能最小化切除，既节省施工、运维成本，又进一步提高设备的安全性能，为客户配电设备远程在线检测、智能诊断和专业化运维提供硬件支撑和方式、方法。同时该装置可用于供热客户室内测温，食品加工、化工领域温度检测与控制。

附图说明

图1为本发明的工作原理框图。

图1中：1、温度传感单元，2、数据采集单元，3、A/D转换单元，4、数据处理，5、显示单元，6、通信单元。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、路件和/或它们的路合。

本发明的一种典型实施例是一种基于M-BUS接口通信的温度传感装置，如图1所示，

包括温度传感单元1、数据采集单元2、A/D转换单元3和数据处理单元4；所述温度传感单元的输出信号经数据采集单元和A/D转换单元3传输至数据处理单元4，数据处理单元用于测算由温度传感单元获取的温度数据；所述数据处理单元还连接有通信单元5和显示单元6；所述通信单元具有M-BUS电路，用于将数据处理单元的输出通过M-BUS通信上传到服务器，并为温度传感装置提供电源。

温度传感单元1由温度传感器、电桥电路成，温度传感器经端子接入电桥电路，本实施例中的电桥电路具有16路独立工作的电桥，每个电桥接入一个温度传感器，温度传感器将温度的变化转换为电阻的变化，每一路的输出端与数据采集单元2的多路转换开关连接，多路转换开关控制每一路温度传感器顺序测量，采样电路在多路转换开关的控制下工作。通过程控多路转开关，实现一个装置异步测量多点温度。

采样电路还与采样保持器相连，采样保持器与A/D转换单元3相连，采样保持器在逻辑电平的控制下处于“采样”或“保持”两种工作状态的电路，在采样状态下，电路的输出跟踪输入模拟信号，在保持状态下，电路的输出保持着前一次采样结束时刻的瞬时输入模拟信号，直到进入下一次采样状态为止。温度的变换转换为电阻的变化，电阻的变化表现为电压数据，电压数据保持在采样保持器中，当A/D转换时保持数据，当数据采集时随外电路电压变化而变化，保证采集的准确性。

A/D转换单元3的输出端与数据处理单元4连接，根据上述记载电桥电路由16路单独工作的电桥组成，每个电桥接入一个温度传感器，作为一个桥臂，通过不平衡桥臂检压，数据处理单元4就可以换算成被测点温度，并将处理结果存储，并通过串口与通信单元连接，将数据通过通信单元6传到配变管理终端，数据处理单元4另一路输出口与显示单元5连接，将正常工作、报警信号输出显示。

本实施例中的数据处理单元包括CUP和数据存储单元，数据存储单元内存储有多路转换开关序号和时标，分别用于远采和补抄。

数据处理单元还具有与CPU相连的温度预警装置，所述温度预警装置将每个时间点采集的温度数据与温度阈值比较，若大于温度阈值，启动报警。

显示单元主要由通信指示灯和报警指示灯组成，通信指示灯用于指示通信的状态或通信异常，报警指示灯通过改变颜色，分别指示温度正常、温度异常、温度严重异常，以便现场检修指示。

本发明基于M-BUS接口通信的温度传感装置，具有较高的可靠性，布线简单，施工方便，可扩张性强，可以用于配电柜(箱)的设备、铜排、电缆接点的智能检测，与配电监控终端配合使用，可实现配电设备的故障发生前的提前感知、故障智能最小化切除，既节省施工、运维成本，又进一步提高设备的安全性能，为客户配电设备远程在线检测、智能诊断和专业化运维提供硬件支撑。同时该装置可用于供热客户室内测温，食品加工、化工领域温度检测与控制。

本实施例的另一实施例是：

一种基于M-BUS接口通信的温度传感方法，对多个温度待测点顺序获取温度数据，将所述温度数据通过M-BUS通信上传到服务器。

多个温度待测点中任意一个温度待测点对应一路温度传感单元；获取任一温度待测点的模拟信号，进行采样保持；当处于采样状态时，将所述模拟信号转换为数字信号，并将所述数字信号转换为温度数据；当处于保持状态时，跟踪保持前一次采样结束时刻的瞬时模拟信号，直到进入下一次采样状态为止。

当处于采样状态时，判断温度数据是否超过温度阈值，若超过温度阈值，则启动报警，同时通过M-BUS通信上传至服务器中的越限事件存储装置。

越限事件的存储时间可以设定期间，本实施例中采用保存周期180天。

报警装置即采用上一实施例中的显示单元中的报警灯显示。

采用本实施例的基于M-BUS接口通信的温度传感方法，可以实现异步测量多点温度，采用采样状态和保持状态交替进行，可以保证采集的准确性，在上一实施例的基础上，采用本方法可实现配电设备的故障发生前的提前感知，为客户配电设备远程在线检测、智能诊断和专业化运维提供硬件支撑和方式、方法。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于M-BUS接口通信的温度传感装置，其特征在于：包括温度传感单元、数据采集单元、A/D转换单元和数据处理单元；所述温度传感单元的输出信号经数据采集单元和A/D转换单元传输至数据处理单元，数据处理单元用于测算由温度传感单元获取的温度数据；所述数据处理单元还连接有通信单元和显示单元；所述通信单元具有M-BUS接口，用于将数据处理单元的输出通过M-BUS接口与服务器进行通信，并通过M-BUS接口为温度传感装置连接电源。

2.根据权利要求1所述的基于M-BUS接口通信的温度传感装置，其特征在于：所述温度传感单元包括温度传感器和电桥电路，所述电桥电路具有N路独立工作的电桥，每个电桥接入一个温度传感器，温度传感器将温度的变化转换为电阻的变化。

3.根据权利要求1所述的基于M-BUS接口通信的温度传感装置，其特征在于：所述数据采集单元具有多路转换开关和与多路转换开关相连的采样电路，通过程控多路转换开关，实现异步测量多点温度。

4.根据权利要求1所述的基于M-BUS接口通信的温度传感装置，其特征在于：在所述数据采集单元和A/D转换单元之间还设有采样保持器。

5.根据权利要求3所述的基于M-BUS接口通信的温度传感装置，其特征在于：所述数据处理单元包括CUP和数据存储单元，CPU将由温度传感单元获取的信号测算转换为被测点的温度；所述数据存储单元内存储有多路转换开关序号和时标，分别用于远采和补抄。

6.根据权利要求5所述基于M-BUS接口通信的温度传感装置，其特征在于：所述数据处理单元还具有与CPU相连的温度预警装置，所述温度预警装置将每个时间点采集的温度数据与温度阈值比较，若大于温度阈值，启动报警。

7.根据权利要求1所述基于M-BUS接口通信的温度传感装置，其特征在于：所述显示单元包括通信指示灯和报警指示灯，通信指示灯用于指示通信的状态或通信异常；报警指示灯通过改变颜色，分别指示温度正常、温度异常、温度严重异常，供现场检修指示。

8.一种基于M-BUS接口通信的温度传感方法，其特征在于：对多个温度待测点顺序获取温度数据，所述温度数据通过M-BUS接口与服务器进行通信。

9.根据权利要求8所述的基于M-BUS接口通信的温度传感方法，其特征在于：一个温度待测点对应一路温度传感单元；获取任一温度待测点的模拟信号，进行采样保持；当处于采样状态时，将所述模拟信号转换为数字信号，并将所述数字信号转换为温度数据；当处于保持状态时，跟踪保持前一次采样结束时刻的瞬时模拟信号，直到进入下一次采样状态为止。

10.根据权利要求9所述的基于M-BUS接口通信的温度传感方法，其特征在于：当处于采样状态时，判断温度数据是否超过温度阈值，若超过温度阈值，则启动报警，同时通过M-BUS通信上传至服务器中的越限事件存储模块。