CN207351567U - 感应式无线温度传感系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感应式无线温度传感系统，包括主机和若干个无线传感器，所述主机包括MCU控制模块、无线接收模块、按键模块和显示模块，所述无线传感器包括温度采集模块、MCU、无线发射模块和用于供电的电源模块；MCU分别与温度采集模块和无线发射模块电连接，无线接收模块、按键模块和显示模块均与MCU控制模块电连接，无线接收模块通过无线网络与无线发射模块连接。本实用新型具有如下有益效果：实现了与外界的物理隔离，不受安装位置的限制；采用电源管理系统管理RF芯片与系统之间的能量消耗，采用TI的低功耗芯片，将整机功耗降至最低；RF模块采用GSK调制模式，距离远灵敏度高，提高了产品整体性能。

Description

感应式无线温度传感系统

技术领域

本实用新型涉及电气设备监控技术领域，尤其是涉及一种可以实现与外界的物理隔离，不受安装位置的限制，节省能源，安全可靠的感应式无线温度传感系统。

背景技术

当电气设备由于温升过高后，设备很容易被损坏，当电气设备不能工作时，将会造成电能需求的供应不足，以此造成的经济损失将不可估量。目前电气设备接点温度的测温技术有以下两种：1、人工测量：人工测量带有很大的危险性，因为这些被检测的设备都是高压，不易接触的，很容易造成对测量人员的伤害；人工检测不能实时操作,检测温度精度低。2、有线检测：即检测温度的传感器与主机是有线连接。这种方式加大了工程师的现场布线难度，测量的灵敏性低，且高低压隔离不彻底，抗干扰性差。

中国专利公告号为CN201007849Y，于2008年1月16日公开了一种无线测温装置，包括无线测温终端和无线测温管理机；所述的无线测温终端的电源供电单元为测温终端提供4.5V的电源，阻值计算单元计算热敏电阻的阻值，数据处理单元将计算出的阻值换算为温度，地址控制单元控制终端的地址号，数据发射单元将温度值发给管理机，所述的无线测温管理机由供电和接收单元为管理机提供电源，并接收测温终端发来的数据，数据处理单元将接收到的温度数据进行处理，数据输出单元将处理后的温度数据输出到电脑。但其不足之处是：电源供电单元需要持续供电，对能源较为浪费，且无法做到无线测温终端与外界完全没有电缆连接。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中需要外接线缆、安装不方便、能耗高的不足，提出了一种可以实现与外界的物理隔离，不受安装位置的限制，节省能源，安全可靠的感应式无线温度传感系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种感应式无线温度传感系统，包括主机和若干个无线传感器，所述主机包括MCU控制模块、无线接收模块、按键模块和显示模块，所述无线传感器包括温度采集模块、MCU、无线发射模块和用于供电的电源模块；所述MCU分别与温度采集模块和无线发射模块电连接，无线接收模块、按键模块和显示模块均与MCU控制模块电连接，无线接收模块通过无线网络与无线发射模块连接。

本实用新型采用CT取电和无线发射模块避免了外界供电和通信需要的电缆线，使无线传感器彻底与外界隔绝，MCU对温度采集模块采集到得数据进行处理以后传递给无线发射模块，由无线发射模块将数据发送给主机。

作为优选，无线发射模块包括RF芯片、晶振X1、高频晶振Y1、电感L4、天线A1、电容C11、电容C12、电容C14、电容C15、电容C17、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C25、电容C30、电容C31和电阻R1。

作为优选，RF芯片的第21管脚分别与电容C12的一端和电阻R1的一端电连接；电容C12的另一端接地；电阻R1的另一端与电源模块电连接；RF芯片的第5管脚分别晶振X1的第2管脚和电容C20的一端电连接；晶振X1的第1管脚分别与RF芯片的第6管脚和电容C21的一端电连接；电容C20的另一端和电容C21的另一端均接地；RF芯片的第30管脚分别高频晶振Y1的第1管脚和电容C30的一端电连接；高频晶振Y1的第3管脚分别与RF芯片的第31管脚和电容C31的一端电连接；电容C30的另一端、高频晶振Y1的第2管脚、高频晶振Y1的第4管脚和电容C31的另一端均接地；RF芯片的第12管脚与电容C25的一端电连接；电容C25的另一端，RF芯片的第3管脚、第7管脚、第17管脚、第20管脚、第29管脚和第33管脚均接地。

作为优选，RF芯片的第11管脚、第27管脚、第19管脚、第28管脚和第32管脚均与电源模块电连接，RF芯片的第1管脚分别与电容C15的一端、电容C11的一端和电感L4的一端电连接，电容C15的另一端分别与电容C22的一端和RF芯片的第2管脚电连接，电感L4的另一端分别与电容C17的一端和电容C14的一端的电连接，电容C14的另一端分别与天线A1和电容C19的一端电连接，电容C22的另一端、电容C11的另一端、电容C17的另一端和电容C19的另一端均接地，RF芯片的第23管脚和RF芯片的第24管脚分别与温度采集模块电连接，RF芯片的第8管脚与电源模块电连接。

作为优选，电源模块包括CT去电装置P2、自举升压电路、第一电压检测芯片U3、第二电压检测芯片U4、电容C16、电容C23、电容C24、电容C28、电阻R5和电阻R6；自举升压电路分别与CT去电装置P2、第一电压检测芯片U3的第4管脚、第二电压检测芯片U4的第2管脚和电容C16的一端电连接，电容C16的另一端与第二电压检测芯片U4的第4管脚均接地，第二电压检测芯片U4的第3管脚悬空。

作为优选，第一电压检测芯片U3的第1管脚分别与电源模块、电容C23的一端和电容C24的一端电连接，电容C23的另一端、电容C24的另一端和第一电压检测芯片U3的第2管脚均接地，第一电压检测芯片U3的第3管脚分别与电容C28的一端、电阻R5的一端和电阻R6的一端电连接，电阻R5的另一端与RF芯片的第8管脚电连接，电容C28的另一端接地，电阻R6的另一端与第二电压检测芯片U4的第1管脚电连接。

作为优选，自举升压电路包括电容C4和电容C5；电容C4的一端分别与CT去电装置P2、第一电压检测芯片U3的第4管脚、第二电压检测芯片U4的第2管脚和电容C16的一端电连接，电容C4的另一端与电容C5的一端电连接，电容C5的另一端接地。

作为优选，温度采集模块包括温度传感芯片U2、电容C27、电阻R7和电阻R8；电源VCC分别与电容C27的一端、电阻R7的一端、电阻R8的一端和温度传感芯片U2的第5管脚电连接，温度传感芯片U2的第1管脚分别与电阻R7的另一端和RF芯片的第23管脚电连接，温度传感芯片U2的第6管脚分别与电阻R8的另一端和RF芯片的第24管脚电连接，温度传感芯片U2的第2管脚、第4管脚、第3管脚和电容C27的另一端均接地。

作为优选，MCU的型号为MSP430AFE253。

因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）利用无线网络进行连接，实现了与外界的物理隔离，不受安装位置的限制；（2）能耗低，采用电源管理系统管理RF芯片与系统之间的能量消耗，采用TI的低功耗芯片，将整机功耗降至最低；（3）RF模块采用GSK调制模式，距离远灵敏度高，提高了产品整体性能。

附图说明

图1是本实用新型的一种系统框图；

图2是本实用新型的无线发射模块的一种电路图；

图3是本实用新型的电源模块的一种电路图；

图4是本实用新型的温度采集模块的一种电路图。

图中：主机1、无线传感器2、MCU控制模块11、无线接收模块12、按键模块13、显示模块14、温度采集模块21、MCU22、无线发射模块23、电源模块24。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步描述：

如图1所示的实施例是一种感应式无线温度传感系统，包括主机1和2个无线传感器2，所述主机包括MCU控制模块11、无线接收模块12、按键模块13和显示模块14，所述无线传感器包括温度采集模块21、MCU22、无线发射模块23和用于供电的电源模块24；所述MCU分别与温度采集模块和无线发射模块电连接，无线接收模块、按键模块和显示模块均与MCU控制模块电连接，无线接收模块通过无线网络与无线发射模块连接，MCU的型号为MSP430AFE253。

如图2所示，无线发射模块包括RF芯片、晶振X1、高频晶振Y1、电感L4、天线A1、电容C11、电容C12、电容C14、电容C15、电容C17、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C25、电容C30、电容C31和电阻R1；RF芯片的第21管脚分别与电容C12的一端和电阻R1的一端电连接；电容C12的另一端接地；电阻R1的另一端与电源模块电连接；RF芯片的第5管脚分别晶振X1的第2管脚和电容C20的一端电连接；晶振X1的第1管脚分别与RF芯片的第6管脚和电容C21的一端电连接；电容C20的另一端和电容C21的另一端均接地；RF芯片的第30管脚分别高频晶振Y1的第1管脚和电容C30的一端电连接；高频晶振Y1的第3管脚分别与RF芯片的第31管脚和电容C31的一端电连接；电容C30的另一端、高频晶振Y1的第2管脚、高频晶振Y1的第4管脚和电容C31的另一端均接地；RF芯片的第12管脚与电容C25的一端电连接；电容C25的另一端，RF芯片的第3管脚、第7管脚、第17管脚、第20管脚、第29管脚和第33管脚均接地；RF芯片的第11管脚、第27管脚、第19管脚、第28管脚和第32管脚均与电源模块电连接；RF芯片的第1管脚分别与电容C15的一端、电容C11的一端和电感L4的一端电连接；电容C15的另一端分别与电容C22的一端和RF芯片的第2管脚电连接；电感L4的另一端分别与电容C17的一端和电容C14的一端的电连接；电容C14的另一端分别与天线A1和电容C19的一端电连接；电容C22的另一端、电容C11的另一端、电容C17的另一端和电容C19的另一端均接地；RF芯片的第23管脚和RF芯片的第24管脚分别与温度采集模块电连接；RF芯片的第8管脚与电源模块电连接。

如图3所示，电源模块包括CT去电装置P2、自举升压电路、第一电压检测芯片U3、第二电压检测芯片U4、电容C16、电容C23、电容C24、电容C28、电阻R5和电阻R6；自举升压电路分别与CT去电装置P2、第一电压检测芯片U3的第4管脚、第二电压检测芯片U4的第2管脚和电容C16的一端电连接，电容C16的另一端与第二电压检测芯片U4的第4管脚均接地，第二电压检测芯片U4的第3管脚悬空，第一电压检测芯片U3的第1管脚分别与电源模块、电容C23的一端和电容C24的一端电连接，电容C23的另一端、电容C24的另一端和第一电压检测芯片U3的第2管脚均接地，第一电压检测芯片U3的第3管脚分别与电容C28的一端、电阻R5的一端和电阻R6的一端电连接，电阻R5的另一端与RF芯片的第8管脚电连接，电容C28的另一端接地，电阻R6的另一端与第二电压检测芯片U4的第1管脚电连接。

其中，自举升压电路包括电容C4和电容C5；电容C4的一端分别与CT去电装置P2、第一电压检测芯片U3的第4管脚、第二电压检测芯片U4的第2管脚和电容C16的一端电连接，电容C4的另一端与电容C5的一端电连接，电容C5的另一端接地。

CT取电模块为整个无线传感器供电，CT取电为微能量取电，主要是通过一次设备的电能感应取电，即可产生电能，不存在电池耗尽的缺陷，可以长久使用。

如图4所示，温度采集模块包括温度传感芯片U2、电容C27、电阻R7和电阻R8；电源VCC分别与电容C27的一端、电阻R7的一端、电阻R8的一端和温度传感芯片U2的第5管脚电连接，温度传感芯片U2的第1管脚分别与电阻R7的另一端和RF芯片的第23管脚电连接，温度传感芯片U2的第6管脚分别与电阻R8的另一端和RF芯片的第24管脚电连接，温度传感芯片U2的第2管脚、第4管脚、第3管脚和电容C27的另一端均接地。

感应式无线温度传感系统工作过程：

无线温度传感器安装在需要测温的电气设备上，通过温度采集模块检测被测部位的温度，MCU对采集到的数据进行处理，数据积累到一定量后，MCU控制无线发射模块工作，一次性将采集到的所有数据发送给主机，当无线发射模块的数据发送完毕后，断开无线发射模块的电源，MCU根据采集到的温度计算出无线传感器的休眠时间，温度越高休眠时间越短，温度越低休眠时间越长，然后MCU控制无线传感器进入休眠状态，休眠时间结束后，无线传感器开始下一轮数据采集和发送，当无线温度传感器处于休眠状态时，整个电路的电量消耗非常小，有效节约了能源，延长了无线温度传感器的使用寿命。

应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种感应式无线温度传感系统，其特征在于，包括主机(1)和若干个无线传感器(2)，所述主机包括MCU控制模块(11)、无线接收模块(12)、按键模块(13)和显示模块(14)，所述无线传感器包括温度采集模块(21)、MCU(22)、无线发射模块(23)和用于供电的电源模块(24)；所述电源模块包括CT取电装置P2、自举升压电路、第一电压检测芯片U3、第二电压检测芯片U4、电容C16、电容C23、电容C24、电容C28、电阻R5和电阻R6；所述MCU分别与温度采集模块和无线发射模块电连接，无线接收模块、按键模块和显示模块均与MCU控制模块电连接，无线接收模块通过无线网络与无线发射模块连接；自举升压电路分别与CT取电装置P2、第一电压检测芯片U3的第4管脚、第二电压检测芯片U4的第2管脚和电容C16的一端电连接，电容C16的另一端与第二电压检测芯片U4的第4管脚均接地，第二电压检测芯片U4的第3管脚悬空，第一电压检测芯片U3的第1管脚分别与电源模块、电容C23的一端和电容C24的一端电连接，电容C23的另一端、电容C24的另一端和第一电压检测芯片U3的第2管脚均接地，第一电压检测芯片U3的第3管脚分别与电容C28的一端、电阻R5的一端和电阻R6的一端电连接，电阻R5的另一端与RF芯片的第8管脚电连接，电容C28的另一端接地，电阻R6的另一端与第二电压检测芯片U4的第1管脚电连接。

2.根据权利要求1所述的感应式无线温度传感系统，其特征在于，所述无线发射模块包括RF芯片、晶振X1、高频晶振Y1、电感L4、天线A1、电容C11、电容C12、电容C14、电容C15、电容C17、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C25、电容C30、电容C31和电阻R1；RF芯片的第21管脚分别与电容C12的一端和电阻R1的一端电连接；电容C12的另一端接地；电阻R1的另一端与电源模块电连接；RF芯片的第5管脚分别晶振X1的第2管脚和电容C20的一端电连接；晶振X1的第1管脚分别与RF芯片的第6管脚和电容C21的一端电连接；电容C20的另一端和电容C21的另一端均接地；RF芯片的第30管脚分别高频晶振Y1的第1管脚和电容C30的一端电连接；高频晶振Y1的第3管脚分别与RF芯片的第31管脚和电容C31的一端电连接；电容C30的另一端、高频晶振Y1的第2管脚、高频晶振Y1的第4管脚和电容C31的另一端均接地；RF芯片的第12管脚与电容C25的一端电连接；电容C25的另一端，RF芯片的第3管脚、第7管脚、第17管脚、第20管脚、第29管脚和第33管脚均接地；RF芯片的第11管脚、第27管脚、第19管脚、第28管脚和第32管脚均与电源模块电连接，RF芯片的第1管脚分别与电容C15的一端、电容C11的一端和电感L4的一端电连接，电容C15的另一端分别与电容C22的一端和RF芯片的第2管脚电连接，电感L4的另一端分别与电容C17的一端和电容C14的一端的电连接，电容C14的另一端分别与天线A1和电容C19的一端电连接，电容C22的另一端、电容C11的另一端、电容C17的另一端和电容C19的另一端均接地，RF芯片的第23管脚和RF芯片的第24管脚分别与温度采集模块电连接，RF芯片的第8管脚与电源模块电连接。

3.根据权利要求1所述的感应式无线温度传感系统，其特征在于，自举升压电路包括电容C4和电容C5；电容C4的一端分别与CT取电装置P2、第一电压检测芯片U3的第4管脚、第二电压检测芯片U4的第2管脚和电容C16的一端电连接，电容C4的另一端与电容C5的一端电连接，电容C5的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的感应式无线温度传感系统，其特征在于，所述温度采集模块包括温度传感芯片U2、电容C27、电阻R7和电阻R8；电源VCC分别与电容C27的一端、电阻R7的一端、电阻R8的一端和温度传感芯片U2的第5管脚电连接，温度传感芯片U2的第1管脚分别与电阻R7的另一端和RF芯片的第23管脚电连接，温度传感芯片U2的第6管脚分别与电阻R8的另一端和RF芯片的第24管脚电连接，温度传感芯片U2的第2管脚、第4管脚、第3管脚和电容C27的另一端均接地。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的感应式无线温度传感系统，其特征在于，MCU的型号为MSP430AFE253。