CN203772429U - 一种单总线温度监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单总线温度监测装置，包括：一温度传感装置，其监测温度，并将监测到的温度转换成温度数字信息然后进行存储；一数据转换装置，其通过单总线与所述温度传感装置进行数据交互，并将所述温度数字信息的单总线数据转换成I2C数据；一无线转输模块，其接收I2C数据并以无线方式发送至主机。本实新型即可以获得较高精度，同时解决了多点测量切换及放大电路零点漂移问题，且本实用新型采用单总线同时和无线模块，利用I2C总线相互结合实现实时远程监控的目的。

Description

一种单总线温度监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种单总线温度监测装置，更确切地说是一种同时利用无线模块和I2C总线相互结合的实现远程监控的温度监测装置。

背景技术

数字式温湿度传感器：就是能把温度物理量和湿度物理量，通过温、湿度敏感元件和相应电路转换成方便计算机、PLC、智能仪表等数据采集设备直接读取得数字量的传感器。

现有技术的传感器系统都采用放大--传输--数模转换这种处理模式。这种模式一般要占用数条数据/控制线，限制了单片机功能的扩展。传统的测温方法是将模拟信号传送到采样电路进行A/D转换，为了获得较高精度，就必须解决多点测量切换及放大电路零点漂移问题。

无线通信现在越来越普及到各个国家，频带宽随着4G技术的普及也越来越宽,因此4G通信产品终端也广泛应用于各个领域,实现远程实时检测目的。本方案正是在这个背景下构架出来的,一款具有无线通信,实时检测温度的一种方案。利用温度传感器和无线模块构成为主体。

现有技术的单总线数字温度传感器虽能解决总线的问题，但不能用于无线通讯进行数据传输。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单总线温度监测装置，能够进行无线通信从而实现实时温度的检测，解决了传统的测温方法存在的多点测量切换及放大电路零点漂移问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种单总线温度监测装置，包括：

一温度传感装置，其监测温度，并将监测到的温度转换成温度数字信息然后进行存储；

一数据转换装置，其通过单总线与所述温度传感装置进行数据交互，并将所述温度数字信息的单总线数据转换成I2C数据；

一无线转输模块，其接收I2C数据并以无线方式发送至主机。

所述温度传感装置包括：

一温度传感器，其监测温度，并将监测到的温度转换成温度数字信息；

一便笺存储器，其接收所述温度数字信息，并对其进行存储。

所述便笺存储器包括：

一温度寄存器，其存储两个字节的温度数字信息；

一温度上限寄存器，其存储一个字节的监测温度上限值；

一温度下限寄存器，其存储一个字节的监测温度下限值；

一组态寄存器，其存储一个字节分辨率值。

所述数据转换装置包括：

一输入/输出控制器，其通过单总线与所述温度传感装置进行数据交互，并将所述温度数字信息的单总线数据转换成I2C数据；

一数据寄存器，其接收所述输入/输出控制器温度数字信息的I2C数据，并将其进行存储；

一设备配置寄存器，其存储所述单总线的属性配置。

本实用新型的优点是：本实新型即可以获得较高精度，同时解决了多点测量切换及放大电路零点漂移问题，且本实用新型采用单总线同时和无线模块及I2C总线相互结合实现实时远程监控温度的目的。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型的无线温度监测装置的结构示意图。

图2是本实用新型的无线温度监测装置的温度监测方法的流程示意图。

图3是本实用新型的数据转换装置的结构示意图。

图4是本实用新型的无线转输模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本实用新型的具体实施方式：

如图1所示，一种单总线温度监测装置，包括：一温度传感装置1、一数据转换装置2和一无线转输模块3。

温度传感装置1监测温度，并将监测到的温度转换成温度数字信息然后进行存储；数据转换装置通过单总线与所述温度传感装置1进行数据交互，并将所述温度数字信息的单总线数据转换成I2C数据；无线转输模块3接收I2C数据并以无线方式发送至主机。

本实用新型的所述温度传感装置1包括一温度传感器11及一便笺存储器12，温度传感器11监测温度，并将监测到的温度转换成温度数字信息，便笺存储器12接收所述温度数字信息，并对其进行存储。所述便笺存储器12包括：一温度寄存器121、一温度上限寄存器122、一温度下限寄存器123及一组态寄存器124。温度寄存器存储两个字节的温度数字信息；温度上限寄存器存储一个字节的监测温度上限值；温度下限寄存器存储一个字节的监测温度下限值；组态寄存器存储一个字节分辨率值，在一个实施例中，该组态寄存器被设置成分辨率为9—12位，且分别对应为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。

本实用新型的无线转输模块设有一I2C数据转换接口31，方便连接其他的部件。

本实用新型中的数据转换装置2包括：一设备配置寄存器21、一输入/输出控制器22、一数据寄存器23。输入/输出控制器22通过单总线与所述温度传感装置1进行数据交互，并将所述温度数字信息的单总线数据转换成I2C数据；数据寄存器23接收所述输入/输出控制器22的温度数字信息的I2C数据，并将其进行存储；设备配置寄存器21存储所述单总线的属性配置。

本实用新型中的温度传感器采用DS1820数字温度传感器，无线传输模块可采用DS2483芯片来实现，其具体连接电路如图3所示；在一个实施例中,数据转换装置将数据转换后送往无线通讯Modem端的CPU处理，其具体连接电路如图4所示。

如图2所示，一种无线温度监测装置的温度监测方法，包括以下步骤:

（1）、开始；

（2）、执行初始化时序；

（3）、发出跳过匹配ROM命令；

（4）启动温度转换，转换完成的温度数字信号存储于温度寄存器中；

（5）、延时等待温度转换完成；

（6）、执行初始化时序；

（7）、发出匹配的ROM命令；

（8）、主机通过单总线发出读取便笺存储器的命令；

（9）、读取便笺存储器内部的数据，并进行CRC校验；若校验正确则执行步骤（10），若校验不正确，则执行步骤（6）；

（10）、数据转换装置将从所述温度传感装置接收到的温度数字信号的单总线数据算法转换成I2C数据算法；

（11）、主机将收到的I2C数据算法的温度数字信号进行处理后通过Modem传输出去；

（12）、结束。

本实用新型中执行工作时所需要的命令,首先进行初始化，其次执行传感器内部ROM命令，最后执行功能命令。常用的ROM命令有5个。每个命令均为一个字节。在发送功能命令之前，主CPU必须发布适当的ROM命令。对ROM的五种操作命令有ROM搜索命令，ROM命令，匹配ROM命令，跳过ROM命令和搜索报警命令。当主CPU使用了ROM命令之后，如果访问想要通信的从设备时，主CPU能够发布一个功能命令。

本实用新型的功能命令包括：写便笺存储器命令。写便笺存储器命令允许主机从最低有效位开始写3个字节数据到便笺存储器12中，第一个数据字节被写入到温度上限值寄存器122中，第二个数据字节被写入到温度下限值寄存器123中，第三个数据字节被写入到组态寄存器中。拷贝便笺存储器命令，将拷贝便笺存储器12中的温度上限值寄存器122、温度下限值寄存器123和组态寄存器124内容到EEPROM；从EEPROM中调出命令，将从EEPROM重新调出温度上限值寄存器122、温度下限值寄存器123和组态寄存器124内容，并将数据放置到便笺存储器12温度上限值寄存器122、温度下限值寄存器123和组态寄存器124中，所述读取便笺存储器的命令允许主CPU读出便笺存储器中的内容，数据传输从字节0的最低有效位开始到字节8。如果只需要读出所述便笺存储器中的部分字节，主机可以随时发出复位脉冲终止读操作。在主CPU发出复位脉冲之前，写便笺存储器命令的三个字节必须被写完。

单总线技术具有节省I/O资源、结构简单、成本低廉，便于总线扩展和方便维护等特点。本实用新型采用单总线技术，即在一条总线上仅有一个主系统和若干个从系统组成的计算机应用系统。由于总线上的所有器件都通过一条信号线传输信息，总线上的每个器件在不同的时间段驱动总线，这相当于把数据总线、地址总线和控制总线合在了一起，所以整个系统要按单总线协议规定的时序进行工作，同时采用和无线模块相结合的方式,利用I2C总线相互结合实现实时远程监控的目的。为了使其它设备也能使用这条总线，单总线协议采用了一个三态门，使得每一个设备在不传送数据时空出该数据线给其它设备。单总线在外部需要一个上拉电阻器，所以在总线空闲时是高电平。

所述单总线单元采用单总线技术进行信号传输。单总线只是一根数据线，设备（温度传感器或者湿度传感器或者单片机）通过一个漏极开路或三态端口，连接至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其它设备使用总线。目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要有I2C总线、SPI总线和SCI总线。其中I2C总线以同步串行2线方式进行通信（一条时钟线，一条数据线），SPI总线则以同步串行3线方式进行通信（一条时钟线，一条数据输入线，一条数据输出线），而SCI总线是以异步方式进行通信（一条数据输入线，一条数据输出线）的。这些总线至少需要两条或两条以上的信号线。美国的达拉斯半导体公司（DALLAS SEMICONDUCTOR）推出了一项特有的单总线（1-Wire Bus）技术。该技术与上述总线不同，它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展和维护等优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种单总线温度监测装置，其特征在于，包括：

一温度传感装置，其监测温度，并将监测到的温度转换成温度数字信息然后进行存储；

一数据转换装置，其通过单总线与所述温度传感装置进行数据交互，并将所述温度数字信息的单总线数据转换成I2C数据；

一无线转输模块，其接收I2C数据并以无线方式发送至主机。

2.根据权利要求1所述的单总线温度监测装置，其特征在于，所述温度传感装置包括：

一温度传感器，其监测温度，并将监测到的温度转换成温度数字信息；

一便笺存储器，其接收所述温度数字信息，并对其进行存储。

3.根据权利要求2所述的单总线温度监测装置，其特征在于，所述便笺存储器包括：

一温度寄存器，其存储两个字节的温度数字信息；

一温度上限寄存器，其存储一个字节的监测温度上限值；

一温度下限寄存器，其存储一个字节的监测温度下限值；

一组态寄存器，其存储一个字节分辨率值。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的单总线温度监测装置，其特征在于，所述数据转换装置包括：

一输入/输出控制器，其通过单总线与所述温度传感装置进行数据交互，并将所述温度数字信息的单总线数据转换成I2C数据；

一数据寄存器，其接收所述输入/输出控制器温度数字信息的I2C数据，并将其进行存储；

一设备配置寄存器，其存储所述单总线的属性配置。