CN201654993U - 一种无线智能型工控温度监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够进行无障碍大容量通信、简单方便、实时、稳定性好、成本低、扩展性强的无线智能型工控温度监测系统，包括主控计算机、中间处理单元、温度检测终端；所述主控计算机设置有主机无线通信模块；所述中间处理单元包括中间无线通信模块、MCU单片机和中间电源模块；所述温度检测终端包括终端电源模块、温度传感器、传感器信号放大器、模数转换模块、单片机、终端无线通信模块；所述温度检测终端的终端无线通信模块和中间处理单元的中间无线通信模块无线连接，中间处理单元的中间无线通信模块和主控计算机的主机无线通信模块无线连接。

Description

一种无线智能型工控温度监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种温度监测系统，尤其是一种无线智能型工控温度监测系统，尤其适用于机械加工、电子加工等工控场所。

背景技术

现代工农业的发展，温度对生产的影响越来越大，对生产场所的温度监测是一个重要的工控因素。只有掌握好所需的生产温度，才能生产出符合要求的产品。而控制温度的前提是必须能实时采集所需的温度信号。

机械加工车间、温室大棚等是现代工农业的典型，它的建设与发展受到高度重视。同时，随着生产力的发展，建筑物内的能源设备也变得越来越多，包括水电设备、空调设备等等，这些设备消耗着大量的资源，随着自然资源的日趋紧张，节约能源显得尤为重要，因而适用于建筑物内的系统性的环保节能自动能源管理监测系统不断被开发研究形成产品。但目前机械加工车间、温室大棚、建筑物内设备等多靠人工经验进行管理，或以单片机构成的单测控系统进行管理，其自动化程度不高，效率较低。随着我国工控技术的发展，各种新的控制技术得到越来越广泛的应用，其中分布式温湿控制系统已成为当前的一个重要发展方向。

分布式温室控制系统需要先进的环境指数采用装置，目前此类系统多基于各种工业总线和工控设备，工业总线和工控设备主要用于作物工业化生产的大型温室，不适合地点较为分散和对价格较敏感的日光温室，而且工业总线和工控设备均采用有线方式，这种有线通信方式在长距离通信时非常麻烦，需要挖沟架线，成本投入较大，设计施工时电缆数量固定，导致通信容量固定有限，后期扩容极不方便；而且有线通信的位置比较固定，必须依靠电缆的布线实现通信连接，不能满足移动通信的需求，对于有线通信的维护还需沿线路检查，当出现故障时，一般很难及时找出故障点，处理故障的难度较大，而且需要大量的人力进行定期维护工作，不但浪费时间，而且操作麻烦，不经济实用，相应的成本投入太高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，克服上述现有技术的不足，提供一种能够进行无障碍大容量通信、简单方便、实时、稳定性好、成本低、扩展性强的无线智能型工控温度监测系统。

为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无线智能型工控温度监测系统，包括主控计算机、中间处理单元、温度检测终端；

所述主控计算机设置有主机无线通信模块；

所述中间处理单元包括中间无线通信模块、MCU单片机和中间电源模块，中间无线通信模块和MCU单片机连接，中间电源模块向中间无线通信模块和MCU单片机供电；

所述温度检测终端包括终端电源模块、温度传感器、传感器信号放大器、模数转换模块、单片机、终端无线通信模块，终端电源模块、温度传感器、传感器信号放大器、模数转换模块、单片机、通信模块依次连接；

所述温度检测终端的终端无线通信模块和中间处理单元的中间无线通信模块无线连接，中间处理单元的中间无线通信模块和主控计算机的主机无线通信模块无线连接。

进一步地，智能型工控温度监测系统的主机无线通信模块、中间无线通信模块、终端无线通信模块是2.4GHz无线射频模块。

更进一步地，智能型工控温度监测系统的主机无线通信模块、中间无线通信模块、终端无线通信模块是ZigBee无线射频模块。

作为本实用新型的一个优选方案，智能型工控温度监测系统的中间电源模块、终端电源模块是电池供电模块。

智能型工控温度监测系统还包括报警器，报警器和所述主控计算机连接。

温度传感器优选采用热电偶传感器或者热敏电阻传感器；

或者，温度传感器优选采用是Pt100电阻传感器或者DS18B20温度传感器。

相对于现有技术，本实用新型具有以下显著优点：

1、采用多级分布式结构，能够实现快速移动检测，在系统中采用无线收发模块实现无线通信，避免了模拟信号因长距离传输引起的损耗，简化了系统的布线，而且便于增加传感器的个数和种类，可以随时架设，随时改变使用环境，通信覆盖范围大，几乎不受地理环境限制，系统安装、升级、扩容方便。

2、系统选用能够进行无障碍大容量通信的无线模块，大大增强了通信的容量和广度。

3、扩展性强，中控部分采用主控计算机，功能强，系统功能可选择性强，性能扩展容易，例如可以配备历史记录查询功能，通过数据库长时间保存温度数据，以方便用户调用查询。

附图说明

图1为本实用新型所述智能型工控温度监测系统的结构方框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的无线温湿度测控网络系统，如图1所示，包括主控计算机1、中间处理单元2和温度检测终端3。

主控计算机1设置有主机无线通信模块11；中间处理单元2包括中间无线通信模块21、MCU单片机22和中间电源模块23，中间无线通信模块21和MCU单片机22连接，中间电源模块23向中间无线通信模块21和MCU单片机22供电；

温度检测终端3包括终端电源模块31、温度传感器32、传感器信号放大器33、模数转换模块34、单片机35、终端无线通信模块36，终端电源模块31、温度传感器32、传感器信号放大器33、模数转换模块34、单片机35、终端无线通信模块36依次连接；

温度检测终端3的终端无线通信模块36和中间处理单元2的中间无线通信模块21无线连接，中间处理单元2的中间无线通信模块21和主控计算机1的主机无线通信模块11无线连接。

温度检测终端3可以随用户的需要随时移动位置，由于通常检测面积较大，因此需求多个温度检测终端共同工作。

作为优选方案，本实用新型无线温湿度测控网络系统的各个通信模块(包括主机无线通信模块11、中间无线通信模块21、终端无线通信模块36)采用2.4GHz无线射频模块。2.4GHz为各国共同的ISM频段。因此无线局域网(IEEE 802.11b/IEEE 802.11g)，蓝牙，ZigBee等无线网络，均可工作在2.4GHz频段上。ISM频段即工业，科学和医用频段。一般来说世界各国均保留了一些无线频段，以用于工业，科学研究，和微波医疗方面的应用。应用这些频段无需许可证，只需要遵守一定的发射功率(一般低于1W)，并且不要对其它频段造成干扰即可。本实用新型采用2.4GHz的ISM频段，既无需许可证，又不对其他频段造成影响。

作为进一步的优选方案，本实用新型无线温湿度测控网络系统的各个通信模块(包括主机无线通信模块11、中间无线通信模块21、终端无线通信模块36)采用ZigBee无线射频模块。ZigBee工作在2.4GHz频段上，是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“HomeRF Lite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此它们的通信效率非常高。

作为电源的优选方案，智能型工控温度监测系统的中间电源模块23、终端电源模块31采用电池供电模块。电池供电的优点是体积小，部署方便，如果和ZigBee无线射频模块结合在一起，电池的寿命更可以得到进一步的延长。

智能型工控温度监测系统还可以包括报警器，报警器和主控计算机1连接。当监测的温度达到或者超过用户设定的临界值时，主控计算机1通过报警器提醒用户注意，并采取措施。报警器可以采用声光报警器。

作为对温度传感器32的选择，本实用新型优选为热电偶传感器或者热敏电阻传感器，这两种传感器性价比可以让用户满意。对于对温度的监测有更高要求，对温度变化更为敏感的Pt100电阻传感器或者DS18B20温度传感器，是本实用新型的另一种优选方案。

作为对MCU单片机22和单片机35的选择，各种通用的单片机都可以符合要求，无论是8051芯片单片机、89C52芯片单片机、89C52芯片单片机、89S52芯片单片机，或者是其他系列的单片机，都可以采用。

具体的工作流程为：

温度传感器32采集温度的实时信号，经过传感器信号放大器33将信号放大，再进入模数转换模块34将模拟信号转换为数字信号、数字信号输入到单片机35进行处理，处理后的信号通过终端无线通信模块36发送。期间，终端电源模块31向各工作模块供电。

中间无线通信模块21接收终端无线通信模块36发送的信号后，输入到MCU单片机22，MCU单片机22将数据信号转换后通过中间无线通信模块21发送。期间，中间电源模块23向中间无线通信模块21和MCU单片机22供电。

主机无线通信模块11接收中间无线通信模块21的信号，主控计算机1对接收到的数据进行处理。如果发现异常或者温度到达临界值，主控计算机1对报警器发送报警信号，报警器发出声光警报提醒用户注意并及时处理。

显然上述实施例不是对本实用新型的限制，上述的无线智能型工控温度监测系统还可以有其他许多变化。虽然已经结合上述例子详细讨论了本实用新型，但应该理解到：业内专业人士可以显而易见地想到的一些雷同，代替方案，均落入本实用新型权利要求所限定的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无线智能型工控温度监测系统，包括主控计算机、中间处理单元、温度检测终端，其特征在于，所述主控计算机设置有主机无线通信模块；

所述中间处理单元包括中间无线通信模块、MCU单片机和中间电源模块，中间无线通信模块和MCU单片机连接，中间电源模块向中间无线通信模块和MCU单片机供电；

所述温度检测终端包括终端电源模块、温度传感器、传感器信号放大器、模数转换模块、单片机、终端无线通信模块；所述的终端电源模块、温度传感器、传感器信号放大器、模数转换模块、单片机、通信模块依次顺序连接；

所述温度检测终端的终端无线通信模块和中间处理单元的中间无线通信模块无线连接，所述中间处理单元的中间无线通信模块和主控计算机的主机无线通信模块无线连接。

2.根据权利要求1所述的智能型工控温度监测系统，其特征在于，所述主机无线通信模块、中间无线通信模块、终端无线通信模块是2.4GHz无线射频模块。

3.根据权利要求2所述的智能型工控温度监测系统，其特征在于，所述主机无线通信模块、中间无线通信模块、终端无线通信模块是ZigBee无线射频模块。

4.根据权利要求3所述的智能型工控温度监测系统，其特征在于，所述中间电源模块、终端电源模块是电池供电模块。

5.根据权利要求4所述的智能型工控温度监测系统，其特征在于，还包括报警器，所述报警器和所述主控计算机连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的智能型工控温度监测系统，其特征在于，所述温度传感器是热电偶传感器或是热敏电阻传感器。

7.根据权利要求1-5任一项所述的智能型工控温度监测系统，其特征在于，所述温度传感器是Pt100电阻传感器或是DS18B20温度传感器。

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