CN201955893U - 一种温湿度数据采集管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温湿度数据采集管理装置,包括电压模块、数据收发模块、温湿度采集管理系统、设置在各监测点的传感器模块与单片机模块；本实用新型主要通过单片机与RF射频进行通信，读取传感器采集的数据，由数据收发模块实现数据的发射接收。温湿度采集管理系统用于将采集的数据信息存放到数据库中，对数据管理、备份、存储、查询以及对数据进行分析处理。本实用新型实现了基于无线技术的温湿度数据采集，特别适用于大型系统的数据采集管理系统。

Description

一种温湿度数据采集管理装置

技术领域

本实用新型涉及无线数据传输领域，尤其涉及一种温湿度数据采集管理装置。

背景技术

目前的温湿度采集管理装置常采用基于各种总线（如I2C总线、CAN总线等）的传输处理方式，该方式可满足常规的传输和数据管理。然而在某些大型应用场合，为减少布线强度和实时控制管理，设计了一款无线温湿度采集管理装置。

为了在不方便布线的地方进行温湿度测量，需要研究一种基于无线温湿度采集管理装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对不方便布线的地方进行温湿度测量，提供一种温湿度数据采集管理装置。

本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案：

一种温湿度数据采集管理装置，包括电压模块、数据收发模块、温湿度采集管理系统、设置在各监测点的传感器模块与单片机模块；

其中电压模块用于实现整个装置的可携式供电；

传感器模块用于实现各监测点的温湿度数据的实时检测，然后发送至单片机进行处理；

数据收发模块用于接收单片机处理过的温湿度数据以及向各监测点发送温湿度管理系统的相关控制命令；

温湿度采集管理系统用于将采集的数据信息存放到数据库中，对数据管理、备份、存储、查询以及对数据进行分析处理。

进一步的，本实用新型的温湿度数据采集管理装置中，电压模块利用９V电压供电，通过稳压管将其转化为5V，然后再由电压转换芯片将5V电压转化为3.3V。

进一步的，本实用新型的温湿度采集管理装置中，传感器模块由DS18B20温度传感器、含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器DHT11组成。

进一步的，本实用新型的温湿度采集管理装置中，数据收发模块由nRF905芯片和天线构成。

进一步的，本实用新型的温湿度采集管理装置中，单片机模块采用AT89S52单片机。

本实用新型采用如上技术方案具有以下技术效果：

本实用新型通过数据库的设计，可实现对数据的管理、备份、存储、查询以及对数据进行分析处理，实现了基于无线技术的温湿度数据采集，特别适用于大型系统的数据采集管理系统。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图。

图2为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细介绍。

如图1所示，温湿度采集管理装置，包括有电压模块、传感器模块、数据收发模块、单片机和温湿度管理系统。

电压模块实现整个装置的供电。本实用新型中用到的电源电压供有5V和3.3V。其中，单片机工作电压是5V，MAX232提供电压时5V，nRF905提供的电压为3.3V。整个系统利用９Ｖ电压供电，通过稳压管将其转化为5V，然后再由电压转换芯片AMS117将5V电压转化为3.3V。

传感器模块实现温湿度数据的采集。该模块采用的是DS18B20温度传感器和一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器DHT11组成，DS18B20温度传感器测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。DHT11温湿度传感器的温度测量精度为                                                ，湿度测量精度为±5％RH。该传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接用户MCU发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据(数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 +8bit校验和。)，并触发一次信号采集，用户可选择读取部分数据。从模式下，DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集，如果没有接收到主机发送开始信号，DHT11不会主动进行温湿度采集。采集数据后转换到低速模式 。

数据收发模块实现温湿度数据的传输。数据收发模块主要nRF905芯片和天线构成。nRF905芯片的工作电压1.9-3.6V，32引脚QFN封装（5mm×5mm），工作于433/868/915MHz3个ISM频道（可以免费使用）。nRF905由一个完全集成的频率调制器，一个带解调器的接收器，一个功率放大器，一个晶体震荡器和一个调节器组成。ShockBurst工作模式的特点是自动产生前导码和CRC，可以很容易通过SPI接口进行编程配置。nRF905可以自动完成处理字头和CRC（循环冗余码校验）的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码/解码，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低，以-10dBm的输出功率发射时电流只有11mA，在接收模式时电流为12.5mA。

如图2所示，无线温湿度传输系统的整个工作流程：

Step1，由PC机上的温湿度管理系统发布采集数据指令，通过串口通信RS232将数据传至节点；

Step2，节点正确接收数据并将数据通过nRF905无线发射模块将数据以一定格式发射；

Step3，数据采集终端检测载波，检测到数据并正确接收数据指令；

Step4，数据终端通过传感器采集数据，并由单片机对数据正确处理；

step5，数据终端将处理好的数据通过nRF905无线发射模块将数据以一定格式发射；

Step6，节点检测载波，检测到数据并正确接收数据；

Step7，通过串口通信RS232将数据传至温湿度管理系统；

Step8，如果检测数据正常，则系统接收数据并对其进行相应的处理，然后返回至第一步骤；

Step9，如果检测数据不正常，比如温度过高，则系统发布警报，并将警报信息发送至所在终端；

Step10，终端处理异常情况，解除警报，然后返回第一步。

温湿度管理系统由软件管理模块和后台数据库组成，时时采集数据信息，更有效的对温湿度的管理。该管理系统全部采用模块化结构设计。温湿度管理系统主要由系统数据采集、数据维护、统计分析、异常处理和使用帮助等五大部分组成。

数据采集是通过系统接收终端监测站点适时采集到的、并通过nRF905芯片发送到上位机、再通过RS232串口进入管理系统的温湿度数据。采集数据的频率可有用户自己设定。另外，该模块还实现了手工添加数据的功能。

数据维护。它包括实现数据备份、数据删除、保存数据和报表打印等几部分的功能。

统计分析。可以将终端进行时时记录、监测，然后通过统计图将数据趋势时时显示出来。同时能实时显示当前为止的今天、24H内、3天内、一个月内、三个月内等特定期段最高温度、最低温度、以某个字段排序等分析。

异常处理。用户可以设置温度的上下限，超过范围，系统则会不断地提醒用户，有异常状况发生，并能触发终端的报警系统。

历史记录。可以显示历史检测的具体数据。帮助。该系统软件的使用文档及版本信息等。

Claims (5)

1.一种温湿度数据采集管理装置，其特征在于：包括电压模块、数据收发模块、温湿度采集管理系统、设置在各监测点的传感器模块与单片机模块；

其中电压模块用于实现整个装置的可携式供电；

传感器模块用于实现各监测点的温湿度数据的实时检测，然后发送至单片机进行处理；

数据收发模块用于接收单片机处理过的温湿度数据以及向各监测点发送温湿度管理系统的相关控制命令；

温湿度采集管理系统用于将采集的数据信息存放到数据库中，对数据管理、备份、存储、查询以及对数据进行分析处理。

2..如权利要求1所述的温湿度数据采集管理装置，其特征在于：所述电压模块利用９V电压供电，通过稳压管将其转化为5V，然后再由电压转换芯片将5V电压转化为3.3V。

3.如权利要求1所述的温湿度数据采集管理装置，其特征在于：所述传感器模块由DS18B20温度传感器、含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器DHT11组成。

4.如权利要求1所述的温湿度数据采集管理装置，其特征在于：所述数据收发模块由nRF905芯片和天线构成。

5.如权利要求1所述的温湿度数据采集管理装置，其特征在于：所述单片机模块采用AT89S52单片机。

Images