CN115773830A - 一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，包括微处理器模块、温度传感器模块、系统时钟电路、定时器电路、电源模块、SD卡存储模块、上位机通信模块、嵌入式软件、温度传感器单总线接口、定时器控制电路接口、SD卡数据存储接口和串行系统启动时间设置接口，所述嵌入式软件可以满足不固定传感器数量的测温功能以及向SD卡写入温度数据的功能。本发明中的系统可以满足狭小密封舱内对测点数量和测温范围的要求，具备多点温度测量、温度数据本地存储、定时启动、本地电源供电等功能。该系统不仅具有体积小、测点数量多、测量精度高等优点，而且具备本地温度数据存储功能，无需外部供电，解决了航天器密封舱内的温度测量难题。
Description
技术领域
本发明涉及航天器地面测试及试验技术领域，尤其涉及一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统。
背景技术
某些航天器密封舱(例如神舟飞船的伞舱)内由于空间狭小并且无法安装法兰，导致密封舱内关键设备的温度无法通过目前传统的热电偶测温系统进行测量。目前，密封舱内一般采用温度试纸的方式进行测温，但该方法只能测得最高温度，无法记录整个试验过程的温度变化，并且该方法的测量精度低。
为此，提出一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，基于总线式的温度测量系统不仅具有体积小、测点数量多、测量精度高等优点，而且具备本地温度数据存储功能，无需外部供电，解决了狭小密封舱内的温度测量难题。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，包括微处理器模块、温度传感器模块、系统时钟电路、定时器电路、电源模块、SD卡存储模块、上位机通信模块、嵌入式软件、温度传感器单总线接口、定时器控制电路接口、SD卡数据存储接口和串行系统启动时间设置接口。
优选地，所述嵌入式软件可以满足不固定传感器数量的测温功能以及向SD卡写入温度数据的功能，所述嵌入式软件具备定时启动功能。
优选地，所述微处理器模块主要用于控制温度数据读取、暂存温度数据以及与SD卡存储模块进行通信。
优选地，所述温度传感器模块主要用于采集温度数据，所述系统时钟电路主要用于产生系统时间，所述定时器电路主要用于设定系统等待开始工作的时间。
优选地，所述电源模块主要用于系统供电，所述SD卡存储模块主要用于按照指定格式记录温度数据。
优选地，所述上位机通信模块主要用于与上位机进行数据交互，预设触发时间，所述嵌入式软件主要用于定时启动、温度数据采集以及与上位机通信。
优选地，所述温度测量系统进行测试的方法包括以下步骤：
S1、系统启用前，对系统接口电缆进行连接，将传感器总线根据实际需求进行连接；
S2、将主机通过串口线连入电脑，按下主机上总开关，系统开机，启动串口助手，设置系统当前时间以及系统唤醒时间；
S3、将系统置于密封舱内，并按照要求将温度传感器粘贴在指定位置；
S4、到达系统预设的唤醒时间后，系统自启动，开始采集温度并且每隔一分钟自动向SD卡中存储各个传感器温度值；
S5、当试验结束后，关闭该系统，并取出SD卡，将SD卡通过读卡器插入计算机即可查看各个传感器不同时间的温度值。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本申请的嵌入式软件采用定时触发功能，可以在单片机中预设唤醒时间，当系统时间未达到预设的唤醒时间时，系统处于低功耗的休眠状态；当系统时间达到预设的唤醒时间后，系统自启动，本申请的温度测量系统不仅具有体积小、测点数量多、测量精度高等优点，而且具备本地温度数据存储功能，无需外部供电，解决了狭小密封舱内的温度测量难题。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统硬件结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供的一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统连接关系示意图；
图3示出了根据本发明实施例提供的控制盒结构示意图；
图4示出了根据本发明实施例提供的嵌入式软件流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，包括微处理器模块、温度传感器模块、系统时钟电路、定时器电路、电源模块、SD卡存储模块、上位机通信模块、嵌入式软件、温度传感器单总线接口、定时器控制电路接口、SD卡数据存储接口和串行系统启动时间设置接口，温度测量系统具有小型化、多接口的特点，为了在实际测温过程中灵活使用传感器数量，嵌入式软件可以满足不固定传感器数量的测温功能以及向SD卡写入温度数据的功能，为了满足在航天器总装过程中测温系统处于待机、在热试验前启动测温功能，嵌入式软件具备定时启动功能，微处理器模块主要用于控制温度数据读取、暂存温度数据以及与SD卡存储模块进行通信，温度传感器模块主要用于采集温度数据，系统时钟电路主要用于产生系统时间，定时器电路主要用于设定系统等待开始工作的时间，电源模块主要用于系统供电，SD卡存储模块主要用于按照指定格式记录温度数据，上位机通信模块主要用于与上位机进行数据交互，预设触发时间，嵌入式软件主要用于定时启动、温度数据采集以及与上位机通信。
系统连接方式：从控制盒连接出10米总线，可以分成3段，分别为3米，3米，4米，每段接10个传感器；3段分别作上标签“1”、“2”、“3”；使用时可以仅用“1”，或者“1、2”组合，或者“1、2、3”组合，以上三种组合均可独立使用，三段总线通过航空接头连接，接线示意图如图2所示；
控制盒主要包括锂电池组，主控板，开关，充电口，总线接口，SD卡接口，电量显示等模块，控制盒结构如图3所示；
本申请的嵌入式软件采用定时触发功能，可以在单片机中预设唤醒时间，当系统时间未达到预设的唤醒时间时，系统处于低功耗的休眠状态；当系统时间达到预设的唤醒时间后，系统自启动，嵌入式软件流程如图4所示。
具体的，如图1、图2和图4所示，温度测量系统进行测试的方法包括以下步骤：
S1、系统启用前，对系统接口电缆进行连接，如图1所示的现场连接图，将传感器总线根据实际需求进行连接；
S2、将主机通过串口线连入电脑，按下主机上总开关，系统开机，启动串口助手，设置系统当前时间以及系统唤醒时间；
S3、将系统置于密封舱内，并按照要求将温度传感器粘贴在指定位置；
S4、到达系统预设的唤醒时间后，系统自启动，开始采集温度并且每隔一分钟自动向SD卡中存储各个传感器温度值；
S5、当试验结束后，关闭该系统，并取出SD卡，将SD卡通过读卡器插入计算机即可查看各个传感器不同时间的温度值。
本申请的温度测量系统不仅具有体积小、测点数量多、测量精度高等优点，而且具备本地温度数据存储功能，无需外部供电，解决了狭小密封舱内的温度测量难题。
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，其特征在于，包括微处理器模块、温度传感器模块、系统时钟电路、定时器电路、电源模块、SD卡存储模块、上位机通信模块、嵌入式软件、温度传感器单总线接口、定时器控制电路接口、SD卡数据存储接口和串行系统启动时间设置接口。
2.根据权利要求1所述的一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，其特征在于，所述嵌入式软件可以满足不固定传感器数量的测温功能以及向SD卡写入温度数据的功能，所述嵌入式软件具备定时启动功能。
3.根据权利要求1所述的一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，其特征在于，所述微处理器模块主要用于控制温度数据读取、暂存温度数据以及与SD卡存储模块进行通信。
4.根据权利要求1所述的一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，其特征在于，所述温度传感器模块主要用于采集温度数据，所述系统时钟电路主要用于产生系统时间，所述定时器电路主要用于设定系统等待开始工作的时间。
5.根据权利要求1所述的一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，其特征在于，所述电源模块主要用于系统供电，所述SD卡存储模块主要用于按照指定格式记录温度数据。
6.根据权利要求1所述的一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，其特征在于，所述上位机通信模块主要用于与上位机进行数据交互，预设触发时间，所述嵌入式软件主要用于定时启动、温度数据采集以及与上位机通信。
7.根据权利要求1所述的一种用于航天器密封舱内的总线式温度测量系统，其特征在于，所述温度测量系统进行测试的方法包括以下步骤：
S1、系统启用前，对系统接口电缆进行连接，将传感器总线根据实际需求进行连接；
S2、将主机通过串口线连入电脑，按下主机上总开关，系统开机，启动串口助手，设置系统当前时间以及系统唤醒时间；
S3、将系统置于密封舱内，并按照要求将温度传感器粘贴在指定位置；
S4、到达系统预设的唤醒时间后，系统自启动，开始采集温度并且每隔一分钟自动向SD卡中存储各个传感器温度值；
S5、当试验结束后，关闭该系统，并取出SD卡，将SD卡通过读卡器插入计算机即可查看各个传感器不同时间的温度值。
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2022
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