CN205091631U - 一种基于usb接口的温度控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要公开了一种基于USB接口的温度控制器，其技术方案：包括盒体、盖体、温度采集模块和单片机控制模块，所述温度采集模块和单片机控制模块位于盒体内，所述温度采集模块包括温度传感器和温度探测头，所述单片机控制模块包括单片机，所述温度传感器与单片机连接，所述盒体内还设有供电装置和USB接头，所述USB接头与单片机连接，所述USB接头通过电磁铁自由伸缩在盒体内，所述盖体外侧设有与单片机连接的报警器和供温度探测头穿出的探测孔。本实用新型结构简单，成本低，能实时采集、监控温度，并能资源共享，实现温度的远距离观测和控制。

Description

一种基于USB接口的温度控制器

技术领域

本实用新型涉及温度控制器领域，特别是一种基于USB接口的温度控制器。

背景技术

温度是工、农业生产的主要环境因素，它对工农业的生产有着重要的影响，所以对其进行准确快速的测量并进行处理是具有很特殊的重要意义。传统的温度测量方法需要人员到现场测定温度，无法实时测量温度值，当温度超出报警值时无法及时知道，且测温值受日照或者其他影响较大，精确度低。另一种温度测量方法是对温度进行采集，并送到上位机(PC机)实时处理，以前往往采用的是计算机的串行接口，但这一老式计算机接口存在着不少缺陷。比如接口规格不统一、非共享式接口、占用资源大等等的缺点。随着计算机的发展，USB(通用串行总线)接口是一种计算机应用领域的新型接口。基于USB接口的温度控制系统就是通过温度传感器对现场温度进行测量，并利用单片机，通过USB接口实时地传给计算机，计算机利用软件根据已经设计好的要求对其实时显示等相应的处理。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种基于USB接口的温度控制器，结构简单，成本低，能实时采集、监控温度，并能资源共享，实现远距离观察和控制。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：一种基于USB接口的温度控制器，包括盒体、盖体、温度采集模块和单片机控制模块，所述温度采集模块和单片机控制模块位于盒体内，所述温度采集模块包括温度传感器和温度探测头，所述温度探测头与温度传感器连接，所述单片机控制模块包括单片机，所述盒体内设有电子板，所述温度传感器与单片机均安装在电子板上，所述电子板下方设有供电装置，所述盒体外侧设有与供电装置连接的电量显示屏，所述温度传感器一侧与供电装置连接，所述温度传感器另一侧与单片机连接，所述盒体内还设有USB接头，所述USB接头与单片机连接，所述盒体底部设有连通盒体外壁的第一连接槽和与第一连接槽连通的第二连接槽，所述USB接头位于第一连接槽内，所述第一连接槽一端与USB接头之间设有压簧，所述第二连接槽内设有电磁铁，所述USB接头的一端设有磁性柱，所述磁性柱与电磁铁连接并滑接在第二连接槽内，所述第一连接槽另一端设有保护盖，所述保护盖与盒体通过扭簧连接，所述盒体与盖体可拆卸连接，所述盖体外侧设有报警器和供温度探测头穿出的探测孔，所述报警器与单片机连接。

本实用新型进一步设置为：所述USB接头的两侧设有滑块，所述第一连接槽的两侧设有供滑块滑接的滑槽，所述滑槽内设有弹性柱，所述弹性柱的一端固定在滑槽侧壁上，所述弹性柱的另一端与滑块抵接。当USB接头伸出盒体时，弹性柱与滑块抵接，防止USB接头回缩。

本实用新型进一步设置为：所述盒体的四个角上设有底座和位于底座上的卡柱，所述盖体上与卡柱位置对应处设有卡孔，所述卡柱与与卡孔卡接从而将盖体固定在盒体上。所述盒体与盖体拆装简单，维修方便。

本实用新型进一步设置为：所述供电装置由电池盒、串联连接在电池盒内的至少两个蓄电池以及与电池盒配合的电池盖组成，所述盒体内设有凹槽，所述电池盒安装在凹槽内，所述电池盖一侧与盒体铰接，所述电池盖另一侧设有卡扣，所述凹槽上与卡扣对应处设有卡口，所述卡扣与卡口卡接从而使电池盖合上。设有蓄电池为传感器供应电量，传感器不受电源的限制，使用方便。

本实用新型进一步设置为：所述单片机采用W78E58单片机。

本实用新型进一步设置为：所述温度传感器采用数字温度传感器DS18B20。

本实用新型具有有益效果为：

以单片机为核心，利用温度传感器对生产温度环境进行测量，采集温度信息，精确度高，温度传感器将采集到的温度信息发送到单片机，单片机对采集到的温度进行初步处理。所述盒体内设有USB接头，当需要与上位机连接时，USB接头从盒体内伸出，与上位机中的系统接口模块配合连接，将处理了的数据传送到上位机，而上位机通过上位机软件模块进行数据分析、储存，实时显示采集到的温度值和图像，并通过无线网络共享信息，这样就可以实现远距离实时监控温度。如果要对现场环境进行处理，则上位机可以发送命令，经过系统接口模块传送到单片机，单片机根据接受到的数据并对其进行分析，进而做出处理，如报警等各种操作。本实用新型还具有精度高，工作稳定，成本低，故障率低并且维修方便，可靠性高等特点。

附图说明

图1为本实用新型中盒体的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本实用新型中盖体的结构示意图；

图4为本实用新型中盒体和盖体的连接示意图；

图5为本实用新型中盒体与盖体的内部示意图；

图6为本实用新型中USB接头与盒体的连接示意图；

图7为本实用新型的原理结构框图；

图8为本实用新型中温度采集模块与外接电源、单片机的电路连接原理图；

图9为本实用新型中系统接口模块电路原理图。

附图标记：1、盒体；11、电子板；12、底座；13、卡柱；14、凹槽；141、卡口；2、盖体；21、报警器；22、探测孔；23、卡孔；3、温度采集模块；31、温度传感器；32、温度探测头；4、单片机控制模块；41、单片机；5、系统接口模块；6、上位机软件应用模块；7、供电装置；71、电池盒；72、蓄电池；73、电池盖；731、卡扣；74、电量显示屏；81、USB接头；811、磁性柱；812、滑块；82、第一连接槽；821、压簧；822、保护盖；823、滑槽；824、弹性柱；83、第二连接槽；831、电磁铁。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型较佳实施例做进一步详细说明。

如图1-7所示，一种基于USB接口的温度控制器，包括盒体1、盖体2、温度采集模块3和单片机控制模块4，所述温度采集模块3和单片机控制模块4位于盒体1内。所述温度采集模块3包括温度传感器31和温度探测头32，所述温度探测头32与温度传感器31连接，所述单片机控制模块4包括单片机41，所述盒体1内设有电子板11，所述温度传感器31与单片机41均安装在电子板11上。所述电子板11下方设有供电装置7，所述盒体1外侧设有与供电装置7连接的电量显示屏74，所述温度传感器31一侧与供电装置7连接，所述温度传感器31另一侧与单片机41连接。所述供电装置7由电池盒71、串联连接在电池盒71内的至少两个蓄电池72以及与电池盒71配合的电池盖73组成。所述盒体1内设有凹槽14，所述电池盒71安装在凹槽14内，所述电池盖73一侧与盒体1铰接，所述电池盖73另一侧设有卡扣731，所述凹槽14上与卡扣731对应处设有卡口141，所述卡扣731与卡口141卡接从而使电池盖73合上。所述蓄电池72为温度传感器31供应电能，使温度传感器31不受电源地的限制，使用方便。所述电量显示屏74将供电装置7中的电量在盒体1外侧显示出来，当电量不足时及时供应电源，避免出现电量不足导致温度传感器31与单片机41无法工作的情况，保证温度传感器31和单片机41工作稳定。

所述单片机41采用W78E58单片机，所述温度传感器31采用数字温度传感器DS18B20。如图8所示，所述温度采集模块3还可以采用外接电源方式提供电能，DS18B20的三个引脚VCC、DQ、GND分别连接到单片机41的电源正极、一个I/O端口和电源地，在DQ数据线中加一个4.7K的上拉电阻，除此之外在电源两端之间加个0.01U的电容，主要起到滤波的作用。

如图9所示，所述上位机内设有系统接口模块5，所述系统接口模块5采用具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出的USB接口芯片CH372。单片机41的P2口作为CH372芯片8位双向数据总线通信端口来使用，CH372的CS#固定为低电平，在单片机41程序中，可以控制各个I/O引脚模拟并口时序与CH372进行数据交换。晶振X1、电容C1和C2构成CH372的时钟振荡电路，晶振X1的频率是12MHz，C1和C2是容量为27pF瓷片电容。

所述盒体1内还设有USB接头81，所述USB接头81与单片机41连接。所述盒体1底部设有连通盒体1外壁的第一连接槽82和与第一连接槽82连通的第二连接槽83，所述USB接头81位于第一连接槽82内，所述第一连接槽82一端与USB接头81之间设有压簧821，所述第二连接槽83内设有电磁铁831，所述USB接头81的一端设有磁性柱811，所述磁性柱811与电磁铁831连接并滑接在第二连接槽83内，所述第一连接槽82另一端设有保护盖822，所述保护盖822与盒体1通过扭簧连接。当电磁铁831通电时，电磁铁831产生磁性与磁性柱811连接，将USB接头81置于第一连接槽82内，此时压簧821处于压缩状态；当电磁铁831断电时，电磁铁831失去磁性不再吸引磁性柱811，USB接头81在压簧81的回弹作用下伸出第一连接槽82。所述USB接头81的两侧设有滑块812，所述第一连接槽82的两侧设有供滑块812滑接的滑槽823，所述滑槽823内设有弹性柱824，所述弹性柱824的一端固定在滑槽823侧壁上，所述弹性柱824的另一端与滑块812抵接。当USB接头81伸出盒体1时，弹性柱824与滑块812抵接，防止USB接头81回缩。当需要将单片机41与系统接口模块5连接时，将电磁铁831断电，电磁铁831失去磁性不再吸引磁性柱811，USB接头81在压簧821的弹力作用下沿着第一连接槽82伸出并打开保护盖822，所述USB接头81从盒体1内露出使用。此时滑块812在滑槽823中移动，并在弹性柱824的作用下固定在滑槽823中从而将USB接头81固定，使USB接头81与系统接口模块5顺利连接，将单片机41中处理过的温度信息传递给上位机，上位机中的上位机软件应用模块6将该信息进行处理和储存，并在上位机中显示；当不需要将单片机41与系统接口模块5连接时，控制电磁铁831通电，电磁铁831产生磁性吸引磁性柱811，使USB接头81重新回缩到第一连接槽82内，保护盖822恢复到原来位置。

所述盒体1与盖体2可拆卸连接，所述盒体1的四个角上设有底座12和位于底座12上的卡柱13，所述盖体2上与卡柱13位置对应处设有卡孔23，所述卡柱13与与卡孔23卡接从而将盖体2固定在盒体1上。所述盒体1与盖体2拆装简单，维修方便。所述盖体2外侧设有报警器21和供温度探测头32穿出的探测孔22，温度探测精确，所述报警器21与单片机41连接。当温度超出设定温度的范围时，上位机软件应用模块6将警告信息发送到单片机41，单片机41经过分析，控制报警器21报警，以提醒工作人员温度异常，及时作出调整，保证生产环境温度的正常，工、农业生产顺利。

实际工作时，温度传感器31通过温度探测头32采集生产环境的温度，温度传感器31将采集到的温度信息发送到单片机41，单片机41对采集到的温度进行初步处理、转换。当单片机41将数据处理、转换完后，就将处理了的数据通过系统接口模块5传送到上位机，而上位机通过上位机软件应用模块6进行数据分析、储存，实时显示采集到的温度值和图像，并通过无线网络共享信息，远距离控制和检测温度。当上位机中的上位机软件应用模块6分析出温度出现异常或者发出指令时，上位机软件应用模块6将该数据信息通过系统接口模块5传送到单片机41，单片机41接受数据并进行处理。本实用新型提供一种基于USB接口的温度控制器，结构简单，成本低，能实时采集、监控温度，并能资源共享，实现远距离观察和控制。

上述实施例仅用于解释说明本实用新型的发明构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于USB接口的温度控制器，其特征在于：包括盒体(1)、盖体(2)、温度采集模块(3)和单片机控制模块(4)，所述温度采集模块(3)和单片机控制模块(4)位于盒体(1)内，所述温度采集模块(3)包括温度传感器(31)和温度探测头(32)，所述温度探测头(32)与温度传感器(31)连接，所述单片机控制模块(4)包括单片机(41)，所述盒体(1)内设有电子板(11)，所述温度传感器(31)与单片机(41)均安装在电子板(11)上，所述电子板(11)下方设有供电装置(7)，所述盒体(1)外侧设有与供电装置(7)连接的电量显示屏(74)，所述温度传感器(31)一侧与供电装置(7)连接，所述温度传感器(31)另一侧与单片机(41)连接，所述盒体(1)内还设有USB接头(81)，所述USB接头(81)与单片机(41)连接，所述盒体(1)底部设有连通盒体(1)外壁的第一连接槽(82)和与第一连接槽(82)连通的第二连接槽(83)，所述USB接头(81)位于第一连接槽(82)内，所述第一连接槽(82)一端与USB接头(81)之间设有压簧(821)，所述第二连接槽(83)内设有电磁铁(831)，所述USB接头(81)的一端设有磁性柱(811)，所述磁性柱(811)与电磁铁(831)连接并滑接在第二连接槽(83)内，所述第一连接槽(82)另一端设有保护盖(822)，所述保护盖(822)与盒体(1)通过扭簧连接，所述盒体(1)与盖体(2)可拆卸连接，所述盖体(2)外侧设有报警器(21)和供温度探测头(32)穿出的探测孔(22)，所述报警器(21)与单片机(41)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于USB接口的温度控制器，其特征在于：所述USB接头(81)的两侧设有滑块(812)，所述第一连接槽(82)的两侧设有供滑块(812)滑接的滑槽(823)，所述滑槽(823)内设有弹性柱(824)，所述弹性柱(824)的一端固定在滑槽(823)侧壁上，所述弹性柱(824)的另一端与滑块(812)抵接。

3.根据权利要求1所述的一种基于USB接口的温度控制器，其特征在于：所述盒体(1)的四个角上设有底座(12)和位于底座(12)上的卡柱(13)，所述盖体(2)上与卡柱(13)位置对应处设有卡孔(23)，所述卡柱(13)与与卡孔(23)卡接从而将盖体(2)固定在盒体(1)上。

4.根据权利要求1所述的一种基于USB接口的温度控制器，其特征在于：所述供电装置(7)由电池盒(71)、串联连接在电池盒(71)内的至少两个蓄电池(72)以及与电池盒(71)配合的电池盖(73)组成，所述盒体(1)内设有凹槽(14)，所述电池盒(71)安装在凹槽(14)内，所述电池盖(73)一侧与盒体(1)铰接，所述电池盖(73)另一侧设有卡扣(731)，所述凹槽(14)上与卡扣(731)对应处设有卡口(141)，所述卡扣(731)与卡口(141)卡接从而使电池盖(73)合上。

5.根据权利要求1所述的一种基于USB接口的温度控制器，其特征在于：所述单片机(41)采用W78E58单片机。

6.根据权利要求1所述的一种基于USB接口的温度控制器，其特征在于：所述温度传感器(31)采用数字温度传感器DS18B20。