CN201035714Y - 一种无线多点温度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无线多点温度测试装置，其能实现高温环境下温度测量中温度信号的无线传输与转化处理，提高信号传输的稳定度和可靠性，同时降低测试装置的造价成本。本实用新型包括用于测量温度并无线传送数字温度信号的测量模块和用于接收并转换为方便计算机处理的接收模块，在测量模块中，充电电路、电池、测量模块单片机顺次插接，温度转换电路、测量模块数字无线传送电路分别与测量模块单片机插接，温度转换电路为两路以上，其中包括一路用于监测模块内部工作环境温度的温度转换电路，其它为用于外部温度测量的温度转换电路。在接收模块中，接收模块数字无线传送电路、通讯适配电路、接收模块单片机、通讯转换电路、USB接口电路顺次插接，USB接口电路的另一端与上位机相连接。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及一种温度测试装置，尤其是涉及一种无线多点温度测试装置。
二、背景技术
目前，在工业温度测量领域，特别是高温测量等应用场合，温度测试和整定基本还处于测量和分析分离的状态。其缺点有：温度测试和整定的效率低下、费时费力；数据转化缓慢，精确度差，工作不稳定；数据接口跟不上计算机技术的潮流，与工业控制计算机，特别是与新型工业控制计算机的连接接口类型不符，难以方便的实现数据传输；同时还存在成本造价高等缺点。
三、实用新型内容
本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种无线多点温度测试装置，其能实现高温环境下温度测量中温度信号的无线传输与转化处理，提高信号传输的稳定度和可靠性，同时降低测试装置的造价成本。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种无线多点温度测试装置，其特殊之处在于：包括用于测量温度并无线传送数字温度信号的测量模块和用于接收并转换为方便计算机处理的接收模块，在测量模块中，充电电路、电池、测量模块单片机顺次插接，温度转换电路、测量模块数字无线传送电路分别与测量模块单片机插接，温度转换电路为两路以上，其中包括一路用于监测模块内部工作环境温度的温度转换电路，其它为用于外部温度测量的温度转换电路，在接收模块中，接收模块数字无线传送电路、通讯适配电路、接收模块单片机、通讯转换电路、USB接口电路顺次插接，USB接口电路的另一端与上位机相连接。
上述充电电路中的U3的VBUS端通过USB接口提供充电用的+5V电源，并设有自动关闭充电电路的充电芯片U4。
上述测量模块单片机设置了为CPU提供工作时钟的振荡电路。
上述温度转换电路中用于外部温度测量的电路为八路。
上述测量模块数字无线传送电路具有标准数字接口，工作频段为433MHz。
上述通讯适配电路设置了使接收模块单片机的TTL电平的串行通讯电平与接收模块数字无线传送电路的标准RS232电平匹配的TTL电平与RS232电平转换电路。
上述通讯转换电路设置了转换接收模块单片机的RS232接口和上位机的USB接口的双向协议转换电路，左边为USB协议，右边为标准串行通讯协议。
上述USB接口电路中设置了为接收模块提供+5V电源的USB的VBUS端，和实现信号的稳定传输的USB差分数据通道D+、D-，信号滤波装置L1、L2。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：
本实用新型实现了高温环境下的温度测量中温度信号的无线传输与转化处理，提高信号传输的稳定度和可靠性，同时降低测试装置的造价成本，改进设备插接类型，符合计算机技术的发展潮流。并具备同时实现1-8路的温度测量能力，以及电池能量检测和测量模块内部工作温度告知的功能。
四、附图说明
图1为本实用新型的系统框图；
图2为本实用新型的测量模块框图；
图3为本实用新型的接收模块框图；
图4为供电模块的电路图；
图5为测量模块单片机的电路图；
图6为温度转换电路的电路图；
图7为测量模块数字无线传送电路的电路图；
图8为USB接口电路的电路图；
图9为通讯转换电路的电路图；
图10为接收模块单片机的电路图；
图11为通讯适配电路的电路图；
图12为接收模块数字无线传送电路的电路图。
五、具体实施方式
下面结合附图具体说明本实用新型的实施方式：
本装置由测量模块和接收模块组成：
测量模块：由供电模块(电池和充电电路)、测量模块单片机、温度转换电路和测量模块数字无线传送电路组成。在测量模块中，充电电路、电池、测量模块单片机顺次插接，温度转换电路、测量模块数字无线传送电路分别与测量模块单片机插接。
测量模块单片机为本模块的核心部件，它控制着整个模块的运行。主要功能有：采集温度转换电路的数据；采集状态信息，如电池电量、测量盒内温度等；根据定义的数据传送协议，将数据信息打包，转送至测量模块数字无线传送模块。
温度转换电路的作用是将K型温度传感器的电压信号直接转换为数字量，以一定的协议形式由单片机读取。最后由上位机还原成温度数。本电路具有工作稳定可靠、转换精度高、不用零点校准的优点。
测量模块数字无线传送电路为一具有标准数字接口的无线数据收发模块。具有功率小、无辐射污染、传送可靠性高、可连续传送、全双工的特点，非常适合于需要短距离全双工数据传输的场合。
锂电池对整个模块供电，可保证模块可连续工作8小时以上，当电量不足时，由测量模块单片机发出信息提示。
电池充电电路为带有USB接口的充电器，不需要单独的充电器。充电过程会有LED指示，当充电过程结束后，电路会自动切断充电电路，保证电池的安全。
具体说明如下：
本实用新型的系统框图如图1所示，接收模块通过无线数据传输的接收装置接收测量模块发射的数据信号，通过USB接口与上位机相连，由上位机处理相关信息。
本实用新型的测量模块框图如图2所示，由供电模块(电池和充电电路)、测量模块单片机、温度转换电路和测量模块数字无线传送电路组成。在测量模块中，充电电路、电池、测量模块单片机顺次插接，温度转换电路、测量模块数字无线传送电路分别与测量模块单片机插接。
供电模块电路如图4所示，当将USB接口U3与上位机的USB接口相连后，U3的VBUS端将提供充电用的+5V电源，它通过电容C28滤波后提供给充电芯片U4，然后提供给锂电池充电。当充电完成后，U4会自动关闭充电电路。
测量模块单片机电路如图5所示，由Y1，C6，C7组成振荡电路，为CPU提供工作时钟。R1，C8为上电复位电路。标号CS1，CS2...CS12为提供给各温度转换电路的片选信号；MISO，SCLK为与各温度转换电路的数据交换通道；RXD、TXD为与测量模块数字无线传送模块的数据接口；WORKID为本模块的工作状态指示信号；TMS、TCK、TDI、TDO为CPU的JTAG调试信号；将R6，R7的分压信号提供给CPU用于测量本模块的电源电压，以供对电源电压的监测。
温度转换电路如图6所示，图中只给出了两路的示意图，实际上本模块中共有9路。其中1-8路用于测量外部需要测量的温度，第9路用于监测模块内部的工作环境的温度，以防内部温度过高而损坏模块。TKn(n＝1-9)为K型热电偶的正端(+)，负端接地。
测量模块数字无线传送电路为一具有标准数字接口的模块，根据工作频段的不同，可选不同的模块，本模块工作在433MHz，其接口如图7所示。
接收模块：
本模块由接收模块单片机、通讯转换电路、USB接口电路、通讯适配电路、接收模块数字无线传送电路组成。
在本模块中接收模块单片机仍处于模块的核心地位。其作用有以下几点：
提供通讯转换电路与接收模块数字无线传送电路的桥梁。
提供设备识别码。当上位机给出本设备的口令时，接收模块单片机给出正确的设备识别码，并将数据通道打开，测量模块的数据才可畅通无阻的送至上位机。同时，上位机的下行命令也才可传送至测量模块。
通讯转换电路的功能是将接收模块单片机的RS232接口协议与上位机的USB接口协议相互转换，以满足各自的接口要求。
USB接口电路有两个作用：
提供上位机与本模块之间的数据通道；
提供本模块的工作电源。
具体说明如下：
实用新型的接收模块框图如图3所示，由接收模块数字无线传送电路、接通讯适配电路、收模块单片机、通讯转换电路、USB接口电路顺次连接。
USB接口电路如图8所示。其中USB为USB插座，VBUS为本模块提供+5V电源，D+，D-为USB差分数据通道，L1，L2用于信号滤波，是信号传输更可靠。
通讯转换电路为一双向协议转换电路，左边为USB协议，D+/D-为USB数据信号。右边为标准串行通讯协议，便于与单片机连结，TXA、RXA为TTL电平的标准通讯信号。其电路如图9所示。
接收模块单片机主要起模块识别和通讯桥梁的作用。上电后，接收模块单片机不断地识别上位机发送的信号，当与本模块的识别码相同后，接收模块单片机才将数字传送模块与上位机的通讯通道打开，使得TXD1/RXD1与TXA/RXA连接。LED1/LED2为模块的工作状态指示信号，LED1为模块正常工作指示，LED2为信号通道打开的指示信号，其原理图见图10。
通讯适配电路的作用是为了适应不用器件通讯电平的要求。具体的说就是将接收模块单片机的TTL电平的串行通讯电平与接收模块数字无线传送电路的标准RS232电平匹配。其中TXD_1/RXD_1为TTL电平，RXD_232/TXD_232为RS232电平。具体电路实现方案见图11。
接收模块数字无线传送电路与前面介绍的类似，其接口图如图12。
Claims (8)
1.一种无线多点温度测试装置，其特征在于：包括用于测量温度并无线传送数字温度信号的测量模块和用于接收并转换为方便计算机处理的接收模块，在测量模块中，充电电路、电池、测量模块单片机顺次插接，温度转换电路、测量模块数字无线传送电路分别与测量模块单片机插接，温度转换电路为两路以上，其中包括一路用于监测模块内部工作环境温度的温度转换电路，其它为用于外部温度测量的温度转换电路，在接收模块中，接收模块数字无线传送电路、通讯适配电路、接收模块单片机、通讯转换电路、USB接口电路顺次插接，USB接口电路的另一端与上位机相连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线多点温度测试装置，其特征在于：所述充电电路中的U3的VBUS端通过USB接口提供充电用的+5V电源，并设有自动关闭充电电路的充电芯片U4。
3.根据权利要求1所述的一种无线多点温度测试装置，其特征在于：所述测量模块单片机设置了为CPU提供工作时钟的振荡电路。
4.根据权利要求1所述的一种无线多点温度测试装置，其特征在于：所述温度转换电路中用于外部温度测量的电路为八路。
5.根据权利要求1所述的一种无线多点温度测试装置，其特征在于：所述测量模块数字无线传送电路具有标准数字接口，工作频段为433MHz。
6.根据权利要求1所述的一种无线多点温度测试装置，其特征在于：所述通讯适配电路设置了使接收模块单片机的TTL电平的串行通讯电平与接收模块数字无线传送电路的标准RS232电平匹配的TTL电平和RS232电平转换电路。
7.根据权利要求1所述的一种无线多点温度测试装置，其特征在于：所述通讯转换电路设置了转换接收模块单片机(10)的RS232接口和上位机的USB接口的双向协议转换电路，左边为USB协议，右边为标准串行通讯协议。
8.根据权利要求1所述的一种无线多点温度测试装置，其特征在于：所述USB接口电路中设置了为接收模块提供+5V电源的USB的VBUS端，和实现信号的稳定传输的USB差分数据通道D+、D-，信号滤波装置L1、L2。
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| CN101571964B (zh) * | 2008-12-04 | 2012-11-07 | 武汉理工大学 | 竞技比赛全自动图像计时及信息管理系统 |
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