CN110501078A - 一种温度检测装置及温度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种温度检测装置，包括检测模块、处理模块、无线模块和电源模块；检测模块，用于检测温度和/或温度变化值生成温度信息；处理模块，用于对所述温度信息进行编码，发送至无线模块；无线模块，用于发送已编码温度信息；电源模块，用于检测模块、处理模块、无线模块的供电。本申请还提供一种温度检测方法，通过采集被测对象温度信息、对温度信息编码、无线发送和校验步骤。本申请提供的温度检测方法和装置易于安装、实用性强、使用范围广、防水耐腐蚀，可以适应不同的应用场景，且准确率高、可靠性好、寿命长、温度检测准确率更高更可靠等效果。
Description
技术领域
本发明涉及无线网络通信技术领域，特别是涉及一种信道切换方法。
背景技术
在一些特殊环境中，需要做好温度的防范工作，温度是人们非常关注的问题之一，比如说在一些养殖厂，牲畜的成长，与温湿度息息相关，在适宜的环境、温度下，才能成长的更快，我们才能获取更大的效益。另外，有一些仓库，下水道，井盖等恶劣环境，也需要实时知道温度的具体变化，保证工人施工时提前预知环境的变化。各行业越来越重视产品生产、物品设备和仓库存储的温度环境管理，温度监测系统在生产生活中已经得到了非常广泛的应用。目前市场上的温度检测还存在人工现场抄录和校准数据，数据更新实时性差。由于很多工业现场环境相当复杂，温度检测点分布范围广、测量点分散、距离远，有的环境比较恶劣，如果采用现行的有线温度检测器，不但安装麻烦、成本高，维修成本高，而且产品体积大，携带不方便，防水等级不高，没有组网功能，不适合在复杂环境下工作。
发明内容
本申请提出一种温度检测装置及温度检测方法，解决有线温度检测装置安装麻烦、成本高、维修成本高，而且产品体积大、携带不方便、防水等级不高、不能组网、不适合在复杂环境下工作的问题。
本申请一种温度检测装置，解决上述问题，该温度检测装置包括检测模块、处理模块、无线模块、电源模块；
所述检测模块，用于检测温度和/或温度变化值生成温度信息；
所述处理模块，用于对所述温度信息进行编码，发送至无线模块；
所述无线模块，用于发送已编码温度信息；
所述电源模块，用于检测模块、处理模块、无线模块的供电。
优选的，所述检测模块包括温度传感器、滤波模块、数模转换模块；
所述温度传感器，用于检测温度和/或温度变化值，转化为温度电压信号；
所述滤波模块，用于对所述温度电压信号滤波、发送至数模转换模块；
所述数模转换模块，用于将温度电压信号转换为温度数字信号，作为温度信息发送至处理模块。
优选的，所述温度传感器采用数字温度传感器、铂电阻温度传感器、热电偶温度传感器或红外非接触式温度传感器。
优选的，所述处理模块对温度信息编码时增加时间信息、设备号、校准信息作为已编码温度信息。
优选的，所述无线模块包括LORA无线射频收发芯片。
优选的，所述温度检测装置还包括与处理模块通过串口连接的蓝牙芯片。
本申请还提供一种用于上述温度检测装置的温度检测方法，包括以下步骤：
采集被测对象温度信息；
对所述温度信息进行编码成为已编码温度信息；
无线模块采用无线方式发送已编码温度信息至集中控制中心；
若所述无线模块接收到所述集中控制中心返回的应答信号则温度检测装置转入休眠状态；若所述无线收发模块未接收到所述集中控制接收中心返回的应答信号则重复发送所述已编码温度信息。
优选地，所述采集被测对象温度信息的步骤，包括：
检测温度和/或温度变化值并将其转化为温度电压信号；
对所述温度电压信号滤波后进行模数转换，获得温度数字信号作为温度信息。
优选地，所述对温度信息编码的步骤，包括增加时间信息、设备号、校准信息作为已编码温度信息。
优选地，其特征在于，无线收发方式采用LORA无线射频收发方式。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
本申请提供的温度检测装置，由于采用无线传输的方式使本装置易于安装、实用性强、使用范围广；由于采用温度传感器使用铠装套管304材质的A级精度热电阻，防水耐腐蚀，可以适应不同的应用场景，且准确率高、可靠性好、寿命长等优点；而且由于采用的设备体积小，使设备安装使用方便，成本低，便于推广应用。本申请提供的温度检测方法，传输过程中增加校验过程，使温度检测准确率更高更可靠。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为一种温度检测装置示意图；
图2为一种温度检测装置检测模块示意图；
图3为一种温度检测装置详细模块示意图；
图4为一种温度检测方法步骤流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供一种温度检测装置，包括检测模块、处理模块、无线模块和电源模块；检测模块，用于检测温度和/或温度变化值生成温度信息；处理模块，用于对所述温度信息进行编码，发送至无线模块；无线模块，用于发送已编码温度信息；电源模块，用于检测模块、处理模块、无线模块的供电。本申请还提供一种温度检测方法，通过采集被测对象温度信息、对温度信息编码、无线发送和校验步骤，本申请提供的温度检测方法和装置易于安装、实用性强、使用范围广、防水耐腐蚀，可以适应不同的应用场景，且准确率高、可靠性好、寿命长、温度检测准确率更高更可靠等效果。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1给出了一种温度检测装置示意图，包括检测模块11、处理模块12、无线模块13、电源模块14；
所述检测模块11，用于检测温度和/或温度变化值生成温度信息；检测模块将检测被测对象的温度值和/或温度变化值作为温度信息，并将温度信息传送至处理模块，温度值和/或温度变化值为初始温度信息，需经过处理模块进行处理编码后再进行无线传输。
所述处理模块12，用于对所述温度信息进行编码，发送至无线模块；温度信息进行无线发送前，需对温度信息按照一定规则进行编码后再进行无线发送。
所述无线模块13，用于发送已编码温度信息；无线模块13将已编码温度信息打包发送至集中控制接收中心，并且在发送完毕之后等待接收集中控制接收中心返回的确认信号并回传给处理模块12。
处理模块12等待集中控制接收中心返回的确认信号，以避免数据传送错误或者丢失漏报，假若未能获得确认信号时，无线模块将重复发送设定次数，当尚未获得确认信号则处理模块自动恢复为正常状态和等待下一次唤醒，当获得确认信号则ARM处理器将立即转入休眠模式，等待下一次唤醒。
所述电源模块14，用于检测模块11、处理模块12、无线模块13的供电；电源可以使用可充电锂电池，通过直流转换DC-DC芯片变压为各个模块提供直流供电。
图2给出了一种温度检测装置检测模块示意图，包括温度传感器1101、滤波模块1102、数模转换模块1103；温度传感器1101检测到的温度和/或温度变化值为电压变化值，需经过滤波处理、转换为数字信号再进行处理传输。
所述温度传感器1101，用于检测温度和/或温度变化值，转化为温度电压信号；温度传感器检测现场的温度信号，利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度，温度传感器1101将温度的变化值转化为电压信号的变化值。
所述滤波模块1102，用于对所述温度电压信号滤波、并发送至数模转换模块1103；滤波模块将温度传感器1101输出的电压信号进行滤波处理后再输出至数模转换模块1103。
所述数模转换模块1103，用于将温度电压信号转换为温度数字信号，作为温度信息发送至处理模块12；用于无线传输的温度信息需要转换为数字信号进行传输，数模转换模块1103将温度电压信号做放大,并转换成温度数字信号之后再发送至处理模块12进行编码处理。
如上所述温度传感器1101，可以采用数字温度传感器、铂电阻温度传感器、热电偶温度传感器或红外非接触式温度传感器；若采用电阻温度传感器可以使用铠装套管304材质的A级精度热电阻。
图3给出了一种温度检测装置详细模块示意图，包括检测模块11、处理模块12、无线模块13、电源模块14；
所述检测模块11，用于检测温度和/或温度变化值生成温度信息；检测模块11将检测被测对象的温度值和/或温度变化值作为温度信息，并将温度信息传送至处理模块12，温度值和/或温度变化值为初始温度信息，需经过处理模块进行处理编码后再进行无线传输。
检测模块11包括温度传感器1101、滤波模块1102、数模转换模块1103；温度传感器1101检测到的温度和/或温度变化值为电压变化值，需经过滤波处理、转换为数字信号再进行处理传输。
所述温度传感器1101，用于检测温度和/或温度变化值，转化为温度电压信号；温度传感器1101检测现场的温度信号，利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度，温度传感器1101将温度的变化值转化为电压信号的变化值。
所述滤波模块1102，用于对所述温度电压信号滤波、发送至数模转换模块；滤波模块将温度传感器1101输出的电压信号进行滤波处理后再输出至数模转换模块1103。
所述数模转换模块1103，用于将温度电压信号转换为温度数字信号，作为温度信息发送至处理模块12；用于无线传输的温度信息需要转换为数字信号进行传输，数模转换模块1103将温度电压信号做放大,并转换成温度数字信号之后再发送至处理模块进行编码处理。
如上所述温度传感器1101，可以采用数字温度传感器、铂电阻温度传感器、热电偶温度传感器或红外非接触式温度传感器；若采用电阻温度传感器可以使用铠装套管304材质的A级精度热电阻，可以防水耐腐蚀、适应不同的应用场景。
所述处理模块12，用于对所述温度信息进行编码，发送至无线模块13；温度信息进行无线发送前，需对温度信息按照一定规则进行编码后再进行无线发送。
如上所述温度检测装置，所述处理模块12对温度信息编码时增加时间信息、设备号、校准信息作为已编码温度信息；处理模块12接收温度传感器1101传送的温度信息后需对温度信息进行识别，并在对温度信息编码时增加时间信息、设备号、校准信息后按照一定规则进行编码，并将全部已编码的温度信息打包发送至无线模块。
处理模块12可采用ARM处理器，特别采用STM32芯片为数据处理核心。
ARM处理器采用SPI(Serial Peripheral Interface串行外设接口)接口接收检测模块11上传的温度信息。
所述无线模块13，用于发送已编码温度信息；无线模块13将已编码温度信息打包发送至集中控制中心，并且在发送完毕之后等待接收集中控制中心返回的确认信号并回传给处理模块12。
处理模块12等待集中控制接收中心返回的确认信号，以避免数据传送错误或者丢失漏报，假若未能获得确认信号时，无线模块将重复发送设定次数，当尚未获得确认信号则处理模块自动恢复为正常状态和等待下一次唤醒，当获得确认信号则ARM处理器即转入休眠模式，等待下一次唤醒。
温度检测装置还包括与处理模块12通过串口连接的蓝牙芯片1201；蓝牙芯片1201可采用NRF52832蓝牙芯片；采用蓝牙芯片可以使用户通过客户端APP通过蓝牙监控设备状态，还可以用于打印设备串口信息，设备固件升级，读取设备的信息和测量值、写入设备或输入设备，用于输入ARM处理器运行所设定的信息以及数据上传下载等。
无线模块13包括LORA无线射频收发芯片1301；无线模块13采用LORA无线射频收发芯片1301用作无线传输；无线模块13与集中控制中心之间可采用420至450频段进行无线信息传输；可采用433频段进行无线信息传输，无线模块13在规定的433频率段范围内按约定时间段发送至集中控制中心。
所述电源模块14，用于检测模块11、处理模块12、无线模块13的供电；电源可以使用可充电锂电池1401，通过直流转换DC-DC芯片1402变压为各个模块提供直流供电。
图4为一种温度检测方法，包含以下步骤：
步骤S1，采集被测对象温度信息；采用温度传感器采集被测对象的温度值和/或温度变化值作为温度信息，发送给处理模块进行处理。
步骤S2，对所述温度信息进行编码成为已编码温度信息；温度信息被处理模块接收，并按照一定规则进行编码，并打包发送给无线模块。
步骤S3，无线模块采用无线方式发送已编码温度信息至集中控制中心；无线模块接收处理模块发送的已编码温度信息，采用无线方式发送至集中控制中心。
步骤S4，若所述无线模块接收到所述集中控制中心返回的应答信号则温度检测装置转入休眠状态，若所述无线收发模块未接收到所述集中控制接收中心返回的应答信号则重复发送所述已编码温度信息；处理模块等待集中控制接收中心返回的确认信号，以避免数据传送错误或者丢失漏报，假若未能获得确认信号时，无线模块将重复发送设定次数，当尚未获得确认信号则处理模块自动恢复为正常状态和等待下一次唤醒，当获得确认信号则ARM处理器即转入休眠模式，等待下一次唤醒。
如上所述温度检测方法，所述S1采集被测对象温度信息的步骤，包括：
检测温度和/或温度变化值并将其转化为温度电压信号；由于温度传感器利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度，传感器将温度的变化值转化为电压信号。
对所述温度电压信号滤波后进行模数转换，获得温度数字信号作为温度信息；电压信号经过滤波处理后，经数模转换做放大,并转换成数字信号，将温度电压信号转换为温度数字信号作为温度信息。
如上所述温度检测方法，所述S2对温度信息编码的步骤，包括增加时间信息、设备号、校准信息作为已编码温度信息；处理模块对温度信息编码之前，需增加时间信息、设备号、校准信息，以便于区分不同设备、不同时间检测到的温度信息，并且增加准确性；将温度信息、时间信息、设备号和校准信息作为一组信息按照一定的编码规则进行编码，并打包发送给处理模块。
如上所述温度检测方法，步骤S3采用无线方式发送已编码温度信息的步骤中，无线收发方式采用LORA无线射频收发方式；LORA无线射频采用420-450频段进行收发，也可采用433频段进行无线收发，温度信息由无线模块在规定的433频率段范围内按约定时间段发送至集中控制中心。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种温度检测装置，其特征在于，包括检测模块、处理模块、无线模块、电源模块；
所述检测模块，用于检测温度和/或温度变化值生成温度信息；
所述处理模块，用于对所述温度信息进行编码，发送至无线模块；
所述无线模块，用于发送已编码温度信息；
所述电源模块，用于检测模块、处理模块、无线模块的供电。
2.如权利要求1所述温度检测装置，其特征在于，
所述检测模块包括温度传感器、滤波模块、数模转换模块；
所述温度传感器，用于检测温度和/或温度变化值，转化为温度电压信号；
所述滤波模块，用于对所述温度电压信号滤波、发送至数模转换模块；
所述数模转换模块，用于将温度电压信号转换为温度数字信号，作为温度信息发送至处理模块。
3.如权利要求2所述温度检测装置，其特征在于，所述温度传感器采用数字温度传感器、铂电阻温度传感器、热电偶温度传感器或红外非接触式温度传感器。
4.如权利要求1所述温度检测装置，其特征在于，所述处理模块对温度信息编码时增加时间信息、设备号、校准信息作为已编码温度信息。
5.如权利要求1所述温度检测装置，其特征在于，所述无线模块包括LORA无线射频收发芯片。
6.如权利要求1所述温度检测装置，其特征在于，所述温度检测装置还包括与处理模块通过串口连接的蓝牙芯片。
7.一种基于权利要求1-6任一装置的温度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集被测对象温度信息；
对所述温度信息进行编码成为已编码温度信息；
无线模块采用无线方式发送已编码温度信息至集中控制中心；
若所述无线模块接收到所述集中控制中心返回的应答信号则温度检测装置转入休眠状态；若所述无线收发模块未接收到所述集中控制接收中心返回的应答信号则重复发送所述已编码温度信息。
8.如权利要求7所述温度检测方法，其特征在于，所述采集被测对象温度信息的步骤，包括：
检测温度和/或温度变化值并将其转化为温度电压信号；
对所述温度电压信号滤波后进行模数转换，获得温度数字信号作为温度信息。
9.如权利要求7所述温度检测方法，其特征在于，所述对温度信息编码的步骤，包括增加时间信息、设备号、校准信息作为已编码温度信息。
10.如权利要求7所述温度检测方法，其特征在于，无线收发方式采用LORA无线射频收发方式。
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