CN110715741A - 一种宽范围温度监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽范围温度监测装置，包括：主控模块、数据采集模块、数据转换模块、数据显示模块、数据存储模块、射频模块和稳压控制模块。其中，温度信息是通过所述数据采集模块进行数据的采集，所述数据采集模块将数据传送至所述数据转换模块，所述数据转换模块将数据进行转换后传送给所述主控模块，所述主控模块将这接收到的温度数据传输给所述射频模块、所述存储模块以及所述显示模块；所述射频模块将数据通过射频电路将数据传送给天线，然后通过天线以无线的形式发射；所述存储模块可对数据进行长时间存储；所述显示模块通过液晶屏显示实时温度数据；所述稳压控制模块可以保证整个系统的供电电压的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及用于极端坏境温度监测的一种宽范围温度监测装置。
背景技术
目前，随着生产活动以及科学技术的发展，温度监测在医疗和军事上的研究越来越广泛，例如医疗领域方面，部分活性的生物制品、预防针记、蛋白同化制剂等都需要在2℃~8℃的冰箱保存、保存活体组织的液氮的温度在-196℃；在生物工程、生命科学等研究部门、高等院校、企业质检及生产部门工作时需要一个冷冷受控、温度均匀很低的场源，因此需要精确的温度测量装置，以保证温度的稳定，经调查发现多数温度的范围最低达到-196℃，最高在100℃以上，由此希望能有一款宽范围温度监测装置。
发明内容
本发明提供一种宽范围温度监测装置，简单小巧，安装方便，使用时间长，在电池没电的情况下可方便更换电池并继续使用，能够准确的采集环境的温度信息，并将采集到的温度数据信息进行显示、存储或/和以无线通讯的方式进行传输。
本发明的一个技术方案是提供一种宽范围温度监测装置，包括：主控模块、数据采集模块、数据转换模块、数据显示模块、数据存储模块、射频模块和稳压控制模块。其中，温度信息是通过所述数据采集模块进行数据的采集，所述数据采集模块将数据传送至所述数据转换模块，所述数据转换模块将数据进行转换后传送给所述主控模块，所述主控模块将这接收到的温度数据传输给所述射频模块、所述存储模块以及所述显示模块；所述射频模块将数据通过射频电路将数据传送给天线，然后通过天线以无线的形式发射；所述存储模块可对数据进行长时间存储；所述显示模块通过液晶屏显示实时温度数据；所述稳压控制模块可以保证整个系统的供电电压的稳定。
进一步的，所述主控模块和射频模块是采用TI的CC1310芯片。
进一步的，所述数据采集模块采用高精度铂电阻PT100。
进一步的，所述数据转换模块采用TI的ADS1220IPWR。
进一步的，所述数据显示模块采用MCP144芯片和TN正显液晶屏。
进一步的，所述存储模块采用W25Q16CLSV芯片。
进一步的，所述稳压控制模块采用TPS61291芯片。
进一步的，所述射频模块其频段范围为430MHz-440MHZ，其中心频率为434MHZ。
本发明的有益效果是：本发明通过一种宽范围温度监测装置包括主控模块、射频模块、数据采集模块、数据转换模块、数据显示模块、数据存储模块和稳压控制模块。主控模块将通过数据模块采集的数据，通过射频模块以无线通讯的方式传送到接收终端，然后将数据上传到服务器上。本发明体积小巧、安装方便，可以快速有效的监测所处环境的温度信息，并将监测结果通过无线通讯的方式传输，其无线传输的距离至少为750米，通过自有通讯技术，自动寻找最佳数据传输路径，可监测温度范围在-199℃~80℃，适合多种应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明主控系统及射频模块的电路原理图；
图3是本发明稳压控制模块的原理图；
图4是本发明数据存储模块的电路原理图；
图5是本发明温度数据采集模块的原理图；
图6是本发明数据转换模块的电路原理图；
图7是本发明数据显示模块的电路原理图。
具体实施方式
其一实施方式如图1所示，该一种宽范围温度监测装置包括：主控模块1、数据采集模块2、数据转换模块3、数据显示模块4、数据存储模块5、射频模块6和稳压控制模块7。其中，温度信息是通过所述数据采集模块2进行数据的采集，所述数据采集模块2将采集到的模拟数据传送给数据转化模块3，数据转化模块3将转化后的温度数据传送给主控模块1，主控模块1将接收到的数据传送给射频模块6、数据存储模块5以及数据显示模块4，射频模块6通过射频电路及天线，将温度数据发送至数据接收端，当采集到的温度过高或过低时，主控模块控制蜂鸣器进行声音报警。
其中的温度信息是由数据采集模块2集环境的温度信息，然后通过数据转化模块3转换成主控芯片能够识别的数字信息后传送给主控模块1，而稳压控制模块7是可以保证当电池电压低于3.0V时，通过主控模块1的控制，依然可以输出3.0V的稳定电压。
如图2所示，所述的主控模块1和射频模块6是采用低功耗芯片CC1310作为主控接收数据和射频发射的。P1负责数据的采集，是通过PT100温度传感器采集温度信息。P1采集到的信息传送给数据转换模块U3，U3通过外部差分电路和自身内部的电路，可以将数据转换成主控模块可以识别的数字信号；然后通过SPI的通信协议将数据传送给主控U5，通过第1，2，3脚经由射频电路的Balun电路L5，L7，L10，C18，C21，C31，滤波电路C25、L8、C26、L9、C27、C24然后经过天线将数据以无线的形式发射出去。
其中，所述射频模块其频段范围为433MHz-434MHZ，传输距离在800-1000m。
如图4所示，所述数据存储模块4采用 winbond的芯片W25Q16CLSV作为存储芯片U2，与主芯片U5通过SPI方式进行通信。U5给U2供电的同时，通过拉低U2的使能引脚，控制SCLK的时钟，通过U2的2脚和5脚与主控U5进行数据传输，默认采集时间间隔下，无法上传数据时，存储器可连续独立工作56天。
如图3所示，稳压控制模块7稳压控制模块采用TPS61291芯片，由主控模块U5的第28管脚的高低电平控制来控制U1是否进行电压转换的，当射频模块发射时需要，为确保不会产生较大的瞬间压差，U5可以控制U1输出稳定的3.0V电压。
如图5所示，数据采集模块是采用高精度温度传感器PT100采集温度信息，数据采集时间间隔默认为5min，此时间间隔可按照需求进行更改调节，所采集的信息是模拟量，需要通过数据转换模块如图6所示，将数据转换成数字量。高精度温度传感器PT100在该监测装置中可应用的监测的温度范围为-199℃~80℃。
如图6所示，数据转换模块采用TI的ADS1220IPW芯片，U3通过第6、7、8、9、10、11管脚，以及外部差分电路R10、R12、C6、C10、C9和分压电路D1、D2、R1、R2、R7、C1、C2、C5将模拟数据量转换成数字量，再通过第1、2、14、15、16管脚以SPI的通信协议将数据传送给主控模块的U5。
如图7所示，数据显示模块采用MCP144芯片和TN正显液晶屏，显示屏P2是通过U4从主控模块的U5的第8、9管脚采用IIC的通信协议，将温度信息进行显示。其中U4的供电是通过U5的第10管脚输出高低电平来控制的，当输出低电平时U4上电，U5将采集的温度信息传给P2进行显示。
所述一种宽范围温度监测装置在后壳的四角处内置磁铁，可轻易的吸附在冰箱、恒温箱等铁皮制品表面，安装简单，使用时只需要将数据采集模块中的检测线放置到需要监测的环境中即可进行温度监测，整个装置采用7号电池进行供电，方便用户在电池低电量的情况下自行更换电池。
在另一实施方式中，使用一种宽范围温度监测装置进行超低温监测时，在检测-199℃~-85℃时候，需要更换用聚四氟乙烯材质做的成的温度检测连接线，以保证在超低温环境的正常使用。
本发明一种宽范围温度监测装置的工作原理是主控模块将通过数据模块采集的数据，通过射频模块以无线通讯的方式传送到接收终端，然后将数据上传到服务器上。本发明体积小巧、安装方便，可以快速有效的监测所处环境的温度信息，并将监测结果通过无线通讯的方式传输，其无线传输的距离至少为750米，通过自有通讯技术，自动寻找最佳数据传输路径，可监测温度范围在-199℃~80℃，适合多种应用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种宽范围温度监测装置，其特征在于，所述一种宽范围温度监测装置包括主控模块、数据采集模块、数据转换模块、数据显示模块、数据存储模块、射频模块和稳压控制模块。
2.其中，温度信息是通过所述数据采集模块进行数据的采集，所述数据采集模块将数据传送至所述数据转换模块，所述数据转换模块将数据进行转换后传送给所述主控模块，所述主控模块将这接收到的温度数据传输给所述射频模块、所述存储模块以及所述显示模块；所述射频模块将数据通过射频电路将数据传送给天线，然后通过天线以无线的形式发射；所述存储模块可对数据进行长时间存储；所述显示模块通过液晶屏显示实时温度数据；所述稳压控制模块可以保证整个系统的供电电压的稳定；
进一步的，所述主控模块和射频模块是采用TI的CC1310芯片；
进一步的，所述数据采集模块采用高精度铂电阻PT100；
进一步的，所述数据转换模块采用TI的ADS1220IPWR；
进一步的，所述数据显示模块采用MCP144芯片和TN正显液晶屏；
进一步的，所述存储模块采用W25Q16CLSV芯片；
进一步的，所述稳压控制模块采用TPS61291芯片。
3.根据权利要求1所述的一种宽范围温度监测装置，其特征在于，所述射频模块其频段范围为430MHz-440MHZ，其中心频率为434MHZ。
4.根据权利要求1所述的一种宽范围温度监测装置，其特征在于，所述一种宽范围温度监测装置在采集时间间隔为5min的常温条件下，存储器可连续独立工作56天。
5.根据权利要求1所述的一种宽范围温度监测装置，其特征在于，所述一种宽范围温度监测装置监测温度范围在-199℃~80℃。
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