CN110501077A - 一种无线式温度测试装置 - Google Patents

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CN110501077A CN201810479007.4A CN201810479007A CN110501077A CN 110501077 A CN110501077 A CN 110501077A CN 201810479007 A CN201810479007 A CN 201810479007A CN 110501077 A CN110501077 A CN 110501077A
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Abstract

本发明公开了一种无线式温度测试装置，包括控制中心节点、无线充电发射模块和数据采集节点。综合采用存储测试技术、无线通信技术和无线充电技术，该装置能够检测电池电量，实时采集、显示温度信号，其电池可进行无线充电，本发明的无线式温度测试装置，数据的安全性和可靠性高，试验效率高。

Description

一种无线式温度测试装置
技术领域
本发明属于信号检测技术领域，主要涉及一种无线充电式的温度存储测试装置。
背景技术
水温是表现水状态的重要参数，其在河流水文，海洋环境监测等水质监测系统中常作为重要的测量对象之一。常用的水温测量方法是将传感器置于水中，再通过长电线连接至位于地面的适配器，信号经适配器调理后由记录仪进行采集，最后发送到计算机进行分析处理和再现。然而，这种传统的测量方法存在现场布线繁琐、信号长距离传输会出现衰减等不足。存储测试技术可以很好的弥补这样的缺陷，其小型化及强的抗干扰能力使得其在各个检测领域得到了广泛的应用，它是把传感器，信号调理电路，A/D转换电路，控制电路，存储器和电源等封装在小型的装置中组成一个微型的测试系统，试验过程中将存储测试装置提前放置于被测环境中，试验结束时将其回收，然后通过线缆读取测试数据。
当然，存储测试技术也存在着一些不足，如不能第一时间获取测试数据，需等到试验结束装置回收后才能读取存储的数据；由于测试系统由电池供电，需要定期使用充电线连接电池进行充电，这就给测试人员带来了不必要的麻烦。
本测温装置将存储测试技术应用于水温测试领域中，同时融合无线通讯技术实时获取测试数据并监测电池电量，融合无线充电技术，避免测试装置频繁从被测环境中取出进行有线充电带来的不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线式温度测试装置，能够实时测得水温的变化，并且能够对测试装置进行无线充电，可靠性好，试验效率高。
为实现上述目的，本发明目的的技术解决方案为：一种无线式温度测试装置，包括控制中心节点、无线充电发射模块和数据采集节点。所述的控制中心节点1与所述的数据采集节点2通过Zigbee无线传感网络进行通信。
所述的控制中心节点1，包括天线、Zigbee无线射频模块和数据分析计算机，用于向数据采集节点发送控制命令，远程读取数据采集节点2的测试数据。所述的Zigbee无线射频模块通过串口线与数据分析计算机进行串行通信。
所述的无线充电发射模块包括电源、无线充电发射端和Tx线圈，用于向数据采集节点2的电池无线充电。
所述的数据采集节点2，包括通过环氧树脂灌封在带有塑料端盖的金属壳体内的可充电电池、无线充电接收端、Rx线圈、信号调理电路、TTL转USB电路、微控制器、存储器、Zigbee无线射频模块、天线和置于壳体外的温度传感器。
所述信号调理电路用于对温度传感器的输出信号进行放大和滤波处理，将其调理到A/D转换的输入范围内，所述可充电电池为锂电池，所述Rx线圈感应变化的磁场产生电能，所述无线充电接收端接收产生的电能并将其转换为直流电给电池充电，所述微控制器的ADC外设采集经过调理的信号和电池的电量，将转换的数字量存储到所述存储器中，所述Zigbee无线射频模块通过所述天线接收来自控制中心节点发来的指令并将采集的温度信号和电池电量信号发送到远端的控制中心节点。
本发明与现有技术相比，其优点在于：可靠性好，本发明综合利用存储测试技术和无线通信技术检测温度信号，既可以实时监测水温的变化，第一时间获取测试数据，又可以存储所测数据防止无线通信因受干扰导致的通信失败，提高了数据的安全性和可靠性；试验效率高，采用无线充电技术对装置的电池充电避免了在水下有线充电带来的不便，首次将无线充电技术与存储测试技术有效的结合解决了现有存储测试技术的不足。
附图说明
图1是本发明控制中心节点原理框图。
图2是本发明数据采集节点原理框图。
图3是本发明电池无线充电过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1至图3，本发明涉及一种无线式温度测试装置，包括控制中心节点、无线充电发射模块和数据采集节点。所述的控制中心节点1与所述的数据采集节点2通过Zigbee无线传感网络进行通信。
所述的控制中心节点1，如图1所示，包括天线、Zigbee无线射频模块和数据分析计算机，用于向数据采集节点发送控制命令，远程读取数据采集节点2的测试数据。所述的Zigbee无线射频模块通过串口线与数据分析计算机进行串行通信。
所述的无线充电发射模块包括电源、无线充电发射端和Tx线圈，用于向数据采集节点2的电池无线充电，充电过程示意图如图3所示。
所述的数据采集节点2，如图2所示，包括通过环氧树脂灌封在带有塑料端盖的金属壳体内的可充电电池、无线充电接收端、Rx线圈、信号调理电路、TTL转USB电路、微控制器、存储器、Zigbee无线射频模块、天线和置于壳体外的温度传感器。
所述信号调理电路用于对温度传感器的输出信号进行放大和滤波处理，将其调理到A/D转换的输入范围内，所述可充电电池为锂电池，所述Rx线圈感应变化的磁场产生电能，所述无线充电接收端接收产生的电能并将其转换为直流电给电池充电，所述微控制器的ADC外设采集经过调理的信号和电池的电量，将转换的数字量存储到所述存储器中，所述Zigbee无线射频模块通过所述天线接收来自控制中心节点发来的指令并将采集的温度信号和电池电量信号发送到远端的控制中心节点。
本发明无线式测温装置的详细工作过程如下：
将测温装置放置在被测水域中，温度测量范围为0~100℃，控制中心节点向数据采集节点发送读取电池电量命令，ADC采集电池经电阻分压后的电压并回传电量信息，如电量未达到所设阈值，则无线充电发射模块向数据采集节点的电池充电，Tx线圈将无线充电发射端输出的交流电转换为变化的磁场，Rx线圈感应变化的磁场将其转化为电能再经无线充电接收端整流给电池充电，如达到阈值，控制中心节点发送数据采集命令，微控制器控制存储器清除存储的数据，之后微控制器的ADC外设开始采集温度信号并将采集的数据存储到存储器中，同时数据通过Zigbee无线射频模块发送到远端的控制中心节点进行温度信号的显示，试验后还可以取出测温装置通过串口线将存储的数据读取到数据分析计算机。
本发明在测量温度信号时综合采用存储测试技术、无线通信技术和无线充电技术，既可实时监测所测水温的变化，又可存储所测数据防止无线通信因数据丢失导致试验的失败，提高了数据的安全性和可靠性；对电池进行无线充电避免了有线充电带来的不便，提高了试验效率。

Claims (7)

1.一种无线式温度测试装置，其特征在于：包括控制中心节点、无线充电发射模块和数据采集节点。
2.所述的控制中心节点与所述的数据采集节点通过Zigbee无线传感网络进行通信。
3.根据权利要求1所述的控制中心节点，其特征在于：包括天线、Zigbee无线射频模块和数据分析计算机，用于向数据采集节点发送控制命令，远程读取数据采集节点的测试数据。
4.所述的Zigbee无线射频模块通过串口线与数据分析计算机进行串行通信。
5.根据权利要求1所述的无线充电发射模块，其特征在于：包括电源、无线充电发射端和Tx线圈，用于向数据采集节点的电池无线充电。
6.根据权利要求1所述的数据采集节点，其特征在于：包括通过环氧树脂灌封在带有塑料端盖的金属壳体内的可充电电池、无线充电接收端、Rx线圈、信号调理电路、TTL转USB电路、微控制器、存储器、Zigbee无线射频模块、天线和置于壳体外的温度传感器。
7.所述信号调理电路用于对温度传感器的输出信号进行放大和滤波处理，将其调理到A/D转换的输入范围内，所述可充电电池为锂电池，所述Rx线圈感应变化的磁场产生电能，所述无线充电接收端接收产生的电能并将其转换为直流电给电池充电，所述微控制器的ADC外设采集经过调理的信号和电池的电量，将转换的数字量存储到所述存储器中，所述Zigbee无线射频模块通过所述天线接收来自控制中心节点发来的指令并将采集的温度信号和电池电量信号发送到远端的控制中心节点。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112433190A (zh) * 2020-09-18 2021-03-02 中国电力科学研究院有限公司 一种基于无线充电的接线柱压力测试装置及方法
WO2023039818A1 (zh) * 2021-09-17 2023-03-23 深圳市海一电器有限公司 温度探针及具有其的智能厨具

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