CN205691242U - 一种无线温度采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线温度采集系统，包括温度采集模块、第一处理模块、无线发射模块、无线接收模块、第二处理模块以及显示与报警模块；其中，所述温度采集模块，用于采集温度；所述第一处理模块，用于接收采集的所述温度，第一次处理后并将所述温度发送给所述无线发射模块；所述无线发射模块，用于接收所述温度并将所述温度发送给所述无线接收模块；所述无线接收模块，用于将接收到的所述温度发送给所述第二处理模块；所述第二处理模块，用于接收所述温度，第二次处理后并将所述温度发送给所述显示与报警模块；所述显示与报警模块，用于显示所述温度。本实用新型结构简单，设计合理，自动化程度高，操作方便。

Description

一种无线温度采集系统

技术领域

本实用新型涉及温度采集技术领域，尤其涉及一种无线温度采集系统。

背景技术

随着社会的进步和生产的需要，利用无线通信进行温度数据采集的方式已经渗透到社会生活生产的每一个角落，温度的无线测量也在逐步得到社会的重视。

在工业现场，由于生产环境恶劣，工作人员不能长时间停留在现场观察设备是否运行正常，就需要采集数据并传输数据到一个环境相对好的操控室内，工作人员可以在这里将控制指令传输给现场执行模块进行各种操作。这样就会产生数据传输问题，由于厂房大、需要传输数据多，使用传统的有线数据传输方式就需要铺设很多很长的通讯线，浪费资源，占用空间，可操作性差，出现错误换线困难。而且，当数据采集点处于运动状态、所处的环境不允许或无法铺设电缆时，数据甚至无法传输，此时便需要利用无线传输的方式进行数据采集。

在农业生产上，不论是温室大棚的温度监测，还是粮仓的管理，传统上都是采取分区取样的人工方法，工作量大，可靠性差。而且大棚和粮仓占地面积大，检测目标分散，测点较多，传统的方法已经不能满足当前农业发展的需要。

在日常生活中，随着人们生活水平的提高，居住条件也逐渐变得智能化。如今很多家庭都会安装室内温度采集控制系统，其原理就是利用无线通信技术采集室内温度数据，并根据室内温度情况进行遥控通风等操作，自动调节室内温度湿度，可以更好地改善人们的居住环境。

无线温度采集系统实际上是一个传感器网络，即将多个传感器通过近距离通信和数据交换技术组成的网络，是近年来迅速发展的新技术，它融传感器与通信技术于一体，具有很大的发展前景。

实用新型内容

本申请为了解决上述问题，提供了一种无线温度采集系统，该系统结构简单，并采用温度传感器DS18B20来采集温度，同时采用无线通信芯片来实现远距离的数字信号传输，使得技术人员可在环境适宜的操控室内进行环境温度的数据采集和处理；且使用单片机实现对数据采集、无线发送与接收的控制，更好地实现了系统的自动化。

本申请提供一种无线温度采集系统，所述系统包括温度采集模块、第一处理模块、无线发射模块、无线接收模块、第二处理模块以及显示与报警模块；其中，所述温度采集模块，用于采集温度；所述第一处理模块，用于接收采集的所述温度，第一次处理后并将所述温度发送给所述无线发射模块；所述无线发射模块，用于接收所述温度并将所述温度发送给所述无线接收模块；所述无线接收模块，用于将接收到的所述温度发送给所述第二处理模块；所述第二处理模块，用于接收所述温度，第二次处理后并将所述温度发送给所述显示与报警模块；所述显示与报警模块，用于显示所述温度。

在上述系统中，所述温度采集模块、所述第一处理模块以及所述无线发射模块安装在需要待采集温度的环境中；所述无线接收模块、所述第二处理模块以及所述显示与报警模块安装在方便人工操作的环境中。

在上述系统中，所述显示与报警模块，当显示的温度大于预设的温度阈值时，进行报警。

在上述系统中，所述温度采集模块包括温度传感器DS18B20。

在上述系统中，所述无线发射模块或所述无线接收模块包括PTR2000无线收发器。

在上述系统中，所述第一处理模块或所述第二处理模块包括最小单片机AT89S52系统。

在上述系统中，所述显示与报警模块包括液晶显示屏LCD1602。

本申请的无线温度采集系统结构简单，并采用温度传感器DS18B20来采集温度，同时采用无线通信芯片来实现远距离的数字信号传输，使得技术人员可在环境适宜的操控室内进行环境温度的数据采集和处理；且使用单片机实现对数据采集、无线发送与接收的控制，更好地实现了系统的自动化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种无线温度采集系统框架示意图；

图2为本实用新型提供的一种无线温度传感器DS18B20原理示意图；

图3为本实用新型提供的一种最小单片机AT89S52系统示意图；

图4为本实用新型提供的一种无线收发器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种液晶显示屏LCD1602的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本实用新型提供的一种无线温度采集系统框架示意图。如图1所示，本申请提供一种无线温度采集系统，所述系统包括温度采集模块、第一处理模块、无线发射模块、无线接收模块、第二处理模块以及显示与报警模块；其中，所述温度采集模块，用于采集温度；所述第一处理模块，用于接收采集的所述温度，第一次处理后并将所述温度发送给所述无线发射模块；所述无线发射模块，用于接收所述温度并将所述温度发送给所述无线接收模块；所述无线接收模块，用于将接收到的所述温度发送给所述第二处理模块；所述第二处理模块，用于接收所述温度，第二次处理后并将所述温度发送给所述显示与报警模块；所述显示与报警模块，用于显示所述温度。

具体地，所述温度采集模块、所述第一处理模块以及所述无线发射模块安装在需要待采集温度的环境中；所述无线接收模块、所述第二处理模块以及所述显示与报警模块安装在方便人工操作的环境中。

具体地，所述温度采集模块包括温度传感器DS18B20。

下面以图2为例，对本实用新型实施例中温度传感器进行详细说明。图2为本实用新型提供的一种无线温度传感器DS18B20原理示意图。

如图所示，主要包括寄生电源电路、64位只读存储器(ROM)和单线接口、存储器和控制逻辑、存放中间数据的高速暂存存储器、温度传感器、报警上限寄存器TH、报警下限寄存器TL、配置寄存器和8位CRC(循环冗余校验码)发生器。

64位光刻ROM，光刻ROM中的64位序列号为DS18B20的地址序列码。主要作用是使每个DS18B20的地址不同，这样可以在一条总线上接多个这样的芯片，相互之间不受影响。

温度传感器主要实现对温度的测量。温度传感器的分辨率根据系统的要求，可以在9～12位之间单独设置，当设置分辨率越高转换时间就越长，如果设置为9位，转换时间最大为93.75ms，当为12位时，达到750ms。转换的温度一般存放在两个8位的RAM中。DS18B20的核心是其数字温度传感器，精度可以通过用户编程配置为9、10、11和12位，其分别对应于0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可以满足各种不同的分辨率要求。开始一次温度转换时，微处理器需要向DS18B20发出指令。转换完成之后，该温度数据存放在高速暂存存储器的温度寄存器中，占用2个字节，并且DS18B20返回到空闲状态.当DS18B20采用外部供电方式时，主机可以在发送温度转换指令后发起一次读时隙.。若此时该DS18B20已经完成温度转换，它将会返回“1”，否则返回“0”。以12位为例，其中二进制的前5位为符号位，0表示正数，反之为负数。正数的温度计算是数字值直接乘以0.0625；当为负数时，温度值的计算是将测到的值取补码，然后再乘以0.0625。

非易失性温度报警触发器主要是在系统控制中人工输入温度的报警上下限。

高速暂存寄存器是由九个连续的字节组成的，其中前两个用来存放当前温度的测量值，其中第一个字节为温度的低八位，第二个字节为温度的高八位，第三个和第四个字节为温度易失性的备份，第五个字节为结构寄存器的备份，第六、七、八个字节是系统计算所用，第九个字节是为CRC校验所用。配置寄存器为高速暂存寄存器的第五个字节，用于确定温度值得数字转换分辨率，其中最高位为测试模式位，第7、6位为分辨率设置，00～11分别表示分辨率为9～12位，最后五位全部为1。

CRC在64位光刻ROM的最高字节，主要是实现串行通信中的数据校验，判断接收的数据是否正确。

具体地，所述第一处理模块或所述第二处理模块包括最小单片机AT89S52系统。

下面以图3为例，对本实用新型的最小单片机AT89S52进行详细说明。图3为本实用新型提供的一种最小单片机AT89S52系统示意图。

如图3所示，有4个双向的8位并行I/O端口，分别记作P0、P1、P2、P3，都可以用于数据的输出和输入，P3口具有第二功能为系统提供一些控制信号。时钟电路用于产生单片机工作所必须的时钟控制信号，内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序指令工作。其内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片的引脚XTAL1，输出端为XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器。电路中的微调电容通常选择为30pF左右，该电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性，晶体的振荡频率为12MHz。

把EA脚接高电平，单片机访问片内程序存储器，但在PC值超过OFFFH(4Kbyte地址范围)时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。

单片机的复位是由外部的复位电路来实现。采用最简单的外部按键复位电路。按键自动复位是通过外部复位电路的来实现的，这里选用时钟频率为12MHz。

具体地，所述无线发射模块或所述无线接收模块包括PTR2000无线收发器。

下面以图4为例对本实用新型实施例中的无线收发器进行说明。图4为本实用新型提供的一种无线收发器的结构示意图。

如图4所示，VCC(1脚)；电源输入端，电压范围为2.7～5.25V；CS(2脚)：频道选择端，CS＝0时，选择工作频道1，即433.92MHz；CS＝1时选择工作频道2，即434.33MHz；DO(3脚)：数据输出端；DI(4脚)：数据输入端；GND(5脚)：电源地；PWR(6脚)：节能控制端。当PWR＝1时，模块处于正常工作状态，PWR＝0时，模块处于待机微功耗状态；TXTN(7脚)：发射/接收控制端。当TXTN＝1时，模块为发射状态；当TXTN＝0时，模块被设置为接受状态。PTR2000可与所有单片机(如89s51/52、2051、68HCO8、PIC、Z8等)配合使用，可直接接单片机的串口或I/O口，也可与计算机串口进行通讯，此时需要在中间简单地接在一个RS232电平转换芯片，如MAX232等。

具体地，所述显示与报警模块，当显示的温度大于预设的温度阈值时，进行报警。

具体地，所述显示与报警模块包括液晶显示屏LCD1602。

下面以图5为例，对本实用新型实施例的液晶显示屏LCD1602进行说明。图5为本实用新型实施例提供的一种液晶显示屏LCD1602的结构示意图。

液晶显示器是一种将液晶显示器件、连接器件、集成电路、PCB线路板、背光源以及结构器件装配在一起的组件。

根据显示内容和方式的不同可以分为数显LCD、点阵字符LCD、点阵图形LCD在此设计中我们采用点阵字符LCD，这里采用常用的2行16个字的1602液晶模块。

如图所示，LCD1602引脚说明。

VSS(1脚)：为地电源第2脚：VDD接5V正电源；VO(3脚)：为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度；RS(4脚)：为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；RW(5脚)：为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据；E(6脚)：为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；D0～D7(7～14脚)：为8位双向数据线；(15～16脚)：空脚。

本申请的无线温度采集系统结构简单，并采用温度传感器DS18B20来采集温度，同时采用无线通信芯片来实现远距离的数字信号传输，使得技术人员可在环境适宜的操控室内进行环境温度的数据采集和处理；且使用单片机实现对数据采集、无线发送与接收的控制，更好地实现了系统的自动化。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无线温度采集系统，其特征在于，所述系统包括温度采集模块、第一处理模块、无线发射模块、无线接收模块、第二处理模块以及显示与报警模块；其中，

所述温度采集模块，用于采集温度；

所述第一处理模块，用于接收采集的所述温度，第一次处理后并将所述温度发送给所述无线发射模块；

所述无线发射模块，用于接收所述温度并将所述温度发送给所述无线接收模块；

所述无线接收模块，用于将接收到的所述温度发送给所述第二处理模块；

所述第二处理模块，用于接收所述温度，第二次处理后并将所述温度发送给所述显示与报警模块；

所述显示与报警模块，用于显示所述温度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度采集模块、所述第一处理模块以及所述无线发射模块安装在需要待采集温度的环境中；所述无线接收模块、所述第二处理模块以及所述显示与报警模块安装在方便人工操作的环境中。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述显示与报警模块，当显示的温度大于预设的温度阈值时，进行报警。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度采集模块包括温度传感器DS18B20。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线发射模块或所述无线接收模块包括PTR2000无线收发器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一处理模块或所述第二处理模块包括最小单片机AT89S52系统。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述显示与报警模块包括液晶显示屏LCD1602。