CN202472916U - 环境温度远程无线测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环境温度远程无线测量装置，单片机通过温度传感器采集环境温度，单片机处理数据后，再通过GPRS无线通信模块将所测的数据通过GSM通信网络传送到手机上，其中，温度传感器与单片机通过单总线连接，单片机与GPRS无线通信模块通过TX,RX串口连接，高能锂电池的DC-DC模块将电池的电转换为芯片工作电压给温度传感器、单片机、GPRS无线通信模块供电。利用无线技术实现环境温度变化远距离无线测量，适用于核辐射，环境污染严重，地质灾害易发等人员不宜进入或现场布线困难的场合，安装简便，适用范围大。

Description

环境温度远程无线测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测试计量装置，特别涉及一种环境温度远程无线测量装置。 

背景技术

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，在核辐射地质灾害易发等人员不宜进入的场合，如何测量环境温度的变化是一个值得关注的问题。目前，传统的温度变送器依赖于线缆传输信号，在恶劣环境下布线比较困难，且随着传输距离的增加信号衰减较大。 

发明内容

本实用新型是针对传统的温度变送器现场布线困难的问题，提出了一种环境温度远程无线测量装置，用户只需预先将该装置安装在监测点上，即可在远端或异地通过手机短信随时查询监测点的温度变化。 

本实用新型的技术方案为：一种环境温度远程无线测量装置，包括温度传感器，单片机，GPRS无线通信模块，GSM通信网络，高能锂电池的DC-DC模块，单片机通过温度传感器采集环境温度，单片机处理数据后，再通过GPRS无线通信模块将所测的数据通过GSM通信网络传送到手机上，其中，温度传感器与单片机通过单总线连接，单片机与GPRS无线通信模块通过TX,RX串口连接，高能锂电池的DC-DC模块将电池的电转换为芯片工作电压给温度传感器、单片机、GPRS无线通信模块供电。 

所述温度传感器采用美国DALLAS半导体公司的DS18B20，温度传感器通过一条信号线与单片机C8051F的I/O输入/输出端口连接，实现双向通信。 

所述单片机通过RS-232串口与GPRS模块进行通信，单片机的RX，TX引脚与MAX232芯片连接，进行电平转换后接GPRS模块。 

本实用新型的有益效果在于：本实用新型环境温度远程无线测量装置，利用无线技术实现环境温度变化远距离无线测量，适用于核辐射，环境污染严重，地质灾害易发等人员不宜进入或现场布线困难的场合，安装简便，适用范围大。 

附图说明

图1是本实用新型环境温度远程无线测量装置结构示意框图； 

图2是本实用新型环境温度远程无线测量装置中温度传感器与单片机的连线图；

图3是本实用新型环境温度远程无线测量装置中单片机与GPRS模块连线图。

具体实施方式

如图1所示环境温度远程无线测量装置结构示意框图，测量装置由高能锂电池供电。温度传感器1可将环境温度转换为数字信号，采用单总线协议与单片机2进行通讯，单片机2采集到温度值后，再通过GPRS无线通信模块3将所测的数据通过GSM通信网络4传送到手机5上，从而实现温度值的远程或异地无线测量。其中，温度传感器1与单片机2通过单总线连接。单片机2与GPRS模块3通过TX,RX串口连接，高能锂电池的DC-DC模块6将电池的电转换为芯片工作电压给温度传感器1、单片机2、GPRS无线通信模块3供电。 

如图2所示温度传感器1与单片机2的连线图，温度传感器1采用美国DALLAS半导体公司的DS18B20，它具有低功耗、抗干扰能力强的特点。可直接将环境温度值转化成串行数字信号输出。它具有独特的单线接口方式，仅需要一条线即可实现微处理器与DS18B20的双向通信；测温范围为-55⁰C—+125⁰C，在-10⁰C—+85⁰C时精度为 0.5⁰C；可编程分辨率为9—12位，在9位分辨率时，最多在93.75ms内把温度转换为数字，在12位分辨率时，最多在750ms内把温度转换为数字；测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。

温度传感器DS18B20与单片机C8051F之间的数据交换只通过一条信号线，单片机需将该数据线设置为漏极开路，单总线外接一只4.7K的上拉电阻, 如图2所示。其中VCC表示电源正极，I/O表示单片机的输入/输出端口。 

如图3所示单片机与GPRS无线通信模块3连线图，GPRS无线通信模块3选用WG-8010型号。它具有标准的RS-232 数据接口，可以方便地与单片机进行连接。仅需一次性完成初始化配置，用户设备就可以与数据中心通过GPRS 无线网络建立连接，实现数据的全透明传输。 

C8051F120为低功耗单片机，其工作电压为3.3V。系统采用25MHz外部时钟，采用按键复位方式。由于该系统涉及无线的连接，所以设置了一个按键，方便在连接失败时手动复位。单片机通过RS-232串口与GPRS模块WG-8010进行通信。此外，单片机的RX，TX引脚与MAX232芯片连接，进行电平转换，如图3所示。整个测量装置由5V直流电源供电，采用DC-DC芯片AS1117为单片机和传感器电路提供3.3V工作电压。 

按照图2和图3将温度传感器1，单片机2和GPRS无线通信模块3正确连接之后，就可以编写相应的温度信号采集与GSM无线传输的嵌入式软件了。其中，温度信号的采集采用C语言编写，GSM无线传输则通过AT指令实现。具体流程如下： 

1）单片机先对DS18B20初始化。DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。单片机需依次发出如下指令：0xcc（跳过ROM），0x44（温度转换），0xbe（读暂存器）。

2）将传感器传出的11位二进制数转换为十进制数，前5位为1时，读取的温度值为负值，则测到的数值需要取反加一后再乘以0.0625才可得到实际温度值。前5位为0时，读取的温度值为正值，此时，只要将测得的数值乘以0.0625即可得到实际温度值。 

3）主要的AT指令和功能模块包括： 

Uart_SendString("AT+CSCA=\"+8613800210500\"\n"); //设置短信中心号码。

void ReadMessage(uchar k,uchar *cod) //接收用户发来的字符，并判断是否为T。 

void SendMessage(uchar *num,uchar *mes) //以字符串的、方式向用户手机发送温度数值 

4）按上述流程编写数据采集与传输软件后将其烧录到C8051单片机的程序存储器中。

5）用户从远端或异地利用手机向模块中SIM卡发送采集指令“T”。单片机对指令进行识别后转到温度采集程序中，最终通过GPRS模块以短信的方式向用户返回测点的温度值。 

6）上述软件编写流程已经在实验室内通过验证。 

Claims (3)

1.一种环境温度远程无线测量装置，其特征在于，包括温度传感器，单片机，GPRS无线通信模块，GSM通信网络，高能锂电池的DC-DC模块，单片机通过温度传感器采集环境温度，单片机处理数据后，再通过GPRS无线通信模块将所测的数据通过GSM通信网络传送到手机上，其中，温度传感器与单片机通过单总线连接，单片机与GPRS无线通信模块通过TX,RX串口连接，高能锂电池的DC-DC模块将电池的电转换为芯片工作电压给温度传感器、单片机、GPRS无线通信模块供电。

2.根据权利要求1所述环境温度远程无线测量装置，其特征在于，所述温度传感器采用美国DALLAS半导体公司的DS18B20，温度传感器通过一条信号线与单片机C8051F的I/O输入/输出端口连接，实现双向通信。

3.根据权利要求1所述环境温度远程无线测量装置，其特征在于，所述单片机通过RS-232串口与GPRS模块进行通信，单片机的RX，TX引脚与MAX232芯片连接，进行电平转换后接GPRS模块。

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