CN202041298U - 烟叶醇化的无线测温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及烟叶醇化的无线测温系统，包括FFD模块和RFD模块，所述FFD模块包括主控、无线通信、PC机接口、实时时钟、显示和电源模块，所述显示模块、实时时钟模块、PC机接口模块和无线通讯模块分别与主控模块相连接，所述电源模块与无线通信模块和主控模块连接；所述RFD模块包括主控、无线通信、传感器、实时时钟、显示和电源模块，所述显示模块、实时时钟模块、传感器模块和无线通信模块分别与主控模块连接，所述电源模块与主控模块和无线通信模块连接；所述FFD模块和RFD模块是通过所述无线通讯模块的Zig Bee网络协议完成通信。本系统具备能够实时的传输高精度的测量信息并且持续、稳定、可靠等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及远程无线网络测温装置，尤其是涉及一种烟叶醇化的无线测温系统。
背景技术
当前，国内烟草行业的竞争日益激烈，稳定的卷烟产品质量是烟草企业赢得消费者信任的关键。许多企业正在利用先进的生产设备和自动控制技术来保证生产质量；智能化、高精度的测量系统在烟草生产线中得到了广泛应用。在烟草生产线中，需要对烟叶制品进行温度测量和控制，以保证产品工艺质量的稳定性；如此，温度测量系统在生产控制过程中就显得十分重要。传统的烟草生产过程中温度测量系统主要包括以下两种：
1.采用有线接触式温度测量方式，优点是简单、可靠，测量精度高；缺点是因测温传感器与被测物质需要进行充分的热交换，且需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象；同时由于需要架设电缆，导致使用不方便，不能实时准确的监控烟草的生产状况。
2.非接触式红外测温方式，通过热辐射原理来测量温度的，优点是测温传感器不需与被测物质直接接触，测温范围广，不受测温上限的限制，反应速度比较快；设计、安装、调试方便；缺点是测量数据不能及时存储是实时传输，自动化水平低。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服现有烟草生产过程中测温装置的不足，提供一种能够实时的传输高精度的测量信息并且持续、稳定、可靠的无线网络测温系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：烟叶醇化的无线测温系统，包括全功能设备FFD模块和精减功能设备RFD模块；所述FFD模块包括主控模块、无线通信模块、PC机接口模块、实时时钟模块、显示模块和电源模块，所述显示模块、实时时钟模块、PC机接口模块和无线通讯模块分别与所述主控模块相连接，所述电源模块与所述无线通信模块和主控模块连接；所述RFD模块包括主控模块、无线通信模块、传感器模块、实时时钟模块、显示模块和电源模块，所述显示模块、实时时钟模块、传感器模块和无线通信模块分别与所述主控模块连接，所述电源模块与所述主控模块和无线通信模块连接；所述FFD模块和RFD模块是通过所述无线通讯模块的ZigBee网络协议完成通信。
所述主控模块采用芯片U1，其型号为低功耗的宏晶科技生产的增强型8051单片机STC12LE5A32S2；所述无线通信模块采用芯片U2，其型号为顺舟网络科技的STD-SMA标准型ZigBee嵌入式无线通信模块；所述传感器模块采用DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20；所述实时时钟模块均采用芯片U3，其型号为DS3231；所述显示模块均采用微功耗的SMS0801标准数码笔段型液晶显示；所述PC机接口模块485通信采用芯片U4，其型号为75LBC184，无线数传采用JZ877小功率无线数传模块；所述电源模块采用芯片U5，其型号为TI公司推出的降压-升压转换器芯片TPS63001。
所述无线通讯模块中使用的ZigBee无线通信频率是免付费免申请的2.4GHzISM频段，在该频段分布16个信道，数据传输率为250kbps，最大功耗为1-3mW。
所述主控模块、无线通信模块、实时时钟模块、PC机接口模块和电源模块中的芯片均采用低功耗。
所述实时时钟模块包括休眠工作模块。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1、本系统设备结构简单，体积小，成本低，使用和维护方便。
2、本系统的无线频段是集成符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz DSSS扩频技术的ISM频段，功耗低，抗干扰能力强，可靠性高。
3、本系统采用的低功耗技术和电源管理机制，大大的降低了系统的功耗，延长了电池的使用寿命，可以保证系统的稳定可靠运行。
4、本系统采用实时时钟技术，保证FFD模块与RFD模块的同步，有效地保证了系统的可靠运行；同时加入休眠工作模式，使各终端耗电减少，进一步降低能耗。
5、本系统采用的逐级实时数据传输机制，使烟草生产过程中的温度数据及时传输，可靠性和稳定性大幅度提高。
6、本系统对烟草生产过程中的各项温度进行实时化、自动化、准确化的测量和传输，智能化程度高，效果好。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型主控模块结构示意图；
图3为本实用新型无线通信模块结构示意图；
图4为本实用新型传感器模块结构示意图；
图5为本实用新型实时时钟模块结构示意图；
图6为本实用新型显示模块结构示意图；
图7为本实用新型PC机接口模块结构示意图；
图8为本实用新型电源模块结构示意图。
图1-图8中，主控模块为1，无线通信模块为2，传感器模块为3，实时时钟模块为4，显示模块为5，PC机接口模块为6，电源模块为7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例：
如图1所示烟叶醇化过程中的无线测温系统的结构示意图，包括RFD模块和FFD模块；在RFD模块中，主控模块1与传感器模块3、实时时钟模块4、显示模块5连接，无线通信模块2与主控模块1连接，电源模块7与主控模块1和无线模块2连接。在FFD模块中，主控模块1与实时时钟模块4、显示模块5、PC机接口模块6连接，无线通信模块2与主控模块1连接，电源模块7与主控模块1和无线模块2连接。
在本系统中，如图2所示主控模块1采用芯片U1，其型号为大陆本土宏晶科技公司生产的低功耗增强型8051单片机STC12LE5A32S2。其基本电路为典型复位电路和时钟电路。
在本系统中，如图3所示的无线通信模块2采用芯片U2，其型号为顺舟网络科技的STD-SMA标准型ZigBee嵌入式无线通信模块，是在集成Freescale公司的MC13213芯片的基础上构成的。MC13213芯片是一款结合了HCS08MCU和满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段(在该频段分布16个信道，数据传输率为250kbps，最大功耗为1-3mW)无线射频收发器。SZ05系列模块包括：TTL电平收发接口、标准RS232数据接口，可以实现数据的广播方式发送、按照目标地址发送模式，实现点对点及多点之间的数据通讯。只需将U2的5脚与U1的P4.3脚相连接，10脚与P3.4脚连接，串口脚与RXD和TXD分别连接，电源供电。
在本系统中，如图4所示的传感器模块3，采用DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，采用外部电源供电方式，可以保证转换精度，其VDD脚和GND脚分别接3.3V电源和地，DQ接U1的任意一空余I/O口即可。
在本系统中，如图5所示的实时时钟模块4采用芯片U3，其型号为DS3231，为低成本、高精度I2C实时时钟，具有集成的温补晶体振荡器和晶体，包含电池输入端，断开主电源时仍可保持精确的计时。所以能够准确的保持FFD模块和RFD模块的实时同步，其中U3的14脚连接一个3.3V的纽扣型锂离子电池，4脚与U1的P4.2连接，15脚连接P1.0，16脚连接P1.1，2脚接VCC，其余脚5、6、7、8、9、10、11、12、13均接电源地。在该实时时钟模块4中还可加入休眠工作模式，使各终端耗电减少，进一步降低能耗。
在本系统中，如图6所示的显示模块5，采用的是微功耗的SMS0801标准数码笔段型液晶显示，与单片机采用二线式串口连接，仅需2个I/O口就可实现工作。
在本系统中，如图7所示的PC机接口模块6中RS-485通信部分采用芯片U4，其型号为75LBC184，采用的是串行通信方式与PC机相连接，通过串口将采集到的数据发送给计算机，然后计算机根据相应地设置进行操作。在该模块中，为了考虑到单片机的串行口存在复用的情况，采用了拨码开关进行串行口的使用切换，U4的2和3脚在进行短接后经PNP三级管与U1的P3.3脚连接，1脚和4脚分别接U1的RXD和TXD脚，电源供电。在无线数传模块，采用JZ877小功率无线数传模块，采用的是三种省电模式：硬件唤醒，串口唤醒，空中唤醒。本设计采用RS-485接口方式，连接2和3引脚分别连接U4的6和7引脚，电源供电。
在本系统中，如图8所示的电源模块7采用芯片U5，其型号为TI公司推出的降压-升压转换器芯片TPS63001，考虑到电路中电源的实际要求，结合TPS63001典型电路接法设计的该模块电路中U5的2脚和4脚之间接电感，5脚和6、7、8脚短接后接电解电容后接锂离子电池源的正极，3脚、9脚、11脚接地，1脚在和10脚相接后接典型升压电路后输出给系统提供工作电源。
在本系统中，所述主控模块1、无线通信模块2、实时时钟模块4、PC机接口模块6和电源模块7中的芯片选择均采用低功耗技术设计，同时由于对电源模块采用了先进的管理技术，降低了能耗，延长了电源的使用寿命。
上述结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进或等同替换，或未经改进直接用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.烟叶醇化的无线测温系统，包括FFD模块和RFD模块，其特征在于：所述FFD模块包括主控模块(1)、无线通信模块(2)、PC机接口模块(6)、实时时钟模块(4)、显示模块(5)和电源模块(7)，所述显示模块(5)、实时时钟模块(4)、PC机接口模块(6)和无线通讯模块(2)分别与所述主控模块(1)相连接，所述电源模块(7)与所述无线通信模块(2)和主控模块(1)连接；所述RFD模块包括主控模块(1)、无线通信模块(2)、传感器模块(3)、实时时钟模块(4)、显示模块(5)和电源模块(7)，所述显示模块(5)、实时时钟模块(4)、传感器模块(3)和无线通信模块(2)分别与所述主控模块(1)连接，所述电源模块(7)与所述主控模块(1)和无线通信模块(2)连接；所述FFD模块和RFD模块是通过所述无线通讯模块(2)的ZigBee网络协议完成通信。
2.如权利要求1所述的烟叶醇化的无线测温系统，其特征在于：所述主控模块(1)采用芯片U1，其型号为低功耗的宏晶科技生产的增强型8051单片机STC12LE5A32S2；所述无线通信模块(2)采用芯片U2，其型号为顺舟网络科技的SZ05-ZigBee嵌入式无线通信模块；所述传感器模块(3)采用DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20；所述实时时钟模块(4)均采用芯片U3，其型号为DS3231；所述显示模块(5)均采用微功耗的SMS0801标准数码笔段型液晶显示；所述PC机接口模块(6)485通信采用芯片U4，其型号为75LBC184，无线数传采用JZ877小功率无线数传模块；所述电源模块(7)采用芯片U5，其型号为TI公司推出的降压-升压转换器芯片TPS63001。
3.如权利要求1或2所述的烟叶醇化的无线测温系统，其特征在于：所述无线通讯模块(2)中使用的ZigBee无线通信频率是免付费免申请的2.4GHz ISM频段，在该频段分布16个信道，数据传输率为250kbps，最大功耗为1-3mW。
4.如权利要求1或2所述的烟叶醇化的无线测温系统，其特征在于：所述主控模块(1)、无线通信模块(2)、实时时钟模块(4)、PC机接口模块(6)和电源模块(7)中的芯片均采用低功耗。
5.如权利要求1或2所述的烟叶醇化的无线测温系统，其特征在于：所述实时时钟模块(4)包括休眠工作模块。
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|---|---|---|---|
| CN2011201060459U CN202041298U (zh) | 2011-04-12 | 2011-04-12 | 烟叶醇化的无线测温系统 |
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|---|---|
| CN (1) | CN202041298U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103759859A (zh) * | 2014-02-14 | 2014-04-30 | 广西中烟工业有限责任公司 | 一种运动装置上的温度测量装置及其温度测量方法 |
| CN105336141A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-02-17 | 王亲武 | 基于Zigbee技术的智能无线测温系统 |
| CN105466499A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-04-06 | 昆明美光科技有限公司 | 烟叶醇化仓储用低功耗长续航温湿度磷化氢监测装置 |
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2011
- 2011-04-12 CN CN2011201060459U patent/CN202041298U/zh not_active Expired - Lifetime
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20111116 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |