CN220121183U - 一种基于ds18b20的数显温度测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于DS18B20传感器的数显温度测控装置，属于温度检测技术领域。包括：壳体本体，所述壳体本体内设有控制芯片、DS18B20温度采集电路、滤波电路、驱动电路、隔离电路、报警电路、显示器以及4G通讯电路。本实用新型通过DS18B20温度采集电路测量温度，输出数字信号，连接报警电路和显示器可以实现实时水温预警，连接4G通讯电路与控制芯片能够将报警信息传输至终端，连接驱动电路实现对水温的调节控制，所述滤波电路及隔离电路，能多重提升数字信号的精准度，有利于及时且有效的对热水系统的水温进行检测与调控，本实用新型具有控制灵敏度高、体积小、成本低的有益效果。

Description

一种基于DS18B20的数显温度测控装置

技术领域

本实用新型涉及温度检测技术领域，更具体的说是涉及一种基于DS18B20的数显温度测控装置。

背景技术

热水系统中，水温是一个非常重要的控制参量，现有的热水系统设计的测温电路，大多是用像热敏电阻这样的感温器件，这种测温电路要把热敏电阻的温度特性找出来，即找到温度变化与其电信号的变化规律，但想要将温度变化转换为电信号，还必须使用到A/D模数转换器，相关处理工作的开展，还需要利用到单片机，将所测得的温度显示出来还需要利用数码管实现，同时设定温度的上限和下限，将蜂鸣器接入电路，这样的测温电路不仅电路复杂，信号经过多次转换会存在显示延迟的问题，时效性差，数字信息易受扰动，电路抗干扰能力弱，A/D信号转换过程精度损失较大，无法保证水温的精准测控。

因此，如何提供一种基于DS18B20的数显温度测控装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于DS18B20的数显温度测控装置，用以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种基于DS18B20的数显温度测控装置，用于热水系统，包括：

壳体本体，所述壳体本体内设有控制芯片、DS18B20温度采集电路、滤波电路、驱动电路、隔离电路、报警电路、显示器以及4G通讯电路；

其中，

所述DS18B20温度采集电路通过所述滤波电路与所述控制芯片连接，用于检测水温信号；

所述驱动电路分别通过隔离电路与所述控制芯片连接，用于控制水温；

所述报警电路以及所述显示器分别与所述控制芯片连接，用于现场水温报警与显示；

所述4G通讯电路与所述控制芯片连接，用于传输水温报警提示至移动终端。

优选的，所述DS18B20温度采集电路，具有三个引脚：

VDD引脚，连接电源电压；

I/O引脚，通过电阻R3与所述VDD引脚连接；

GND引脚，连接地线；

其中，所述电阻R3的一端与所述VDD引脚连接电源电压，另一端与所述I/O引脚连接所述控制芯片。

优选的，所述滤波电路，包括：电容C1、电容C2、电容C3、电容C4及电容C5；

其中，

所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4及所述电容C5依次并联，且所述电容C1的一端与所述控制芯片共用一个电源电压，另一端与所述控制芯片共用一个地线。

优选的，所述隔离电路，包括：所述隔离电路为隔离控制器控制信号与执行器驱动信号的电路，用于消除驱动电路对控制信号的干扰。

优选的，所述驱动电路包括：半导体制冷片驱动电路以及电热丝驱动电路，分别通过隔离电路与所述控制芯片连接。

优选的，所述报警电路，包括：电阻R1、二极管D1、二极管D2、场效应管Q1、电容C6、电容C7；

其中，

电阻R1的一端接地，另一端接二极管D1的正极、场效应管Q1的栅极以及12V电压输出，场效应管Q1的源极接5V电压，场效应管Q1的漏极接二极管D1的正极，二极管D2的负极、电容C6及二极管D1依次首尾连接，且电容C7与电容C6并联。

优选的，所述控制芯片为：STC89C52型号的单片机。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种基于DS18B20的数显温度测控装置，温度传感器为数字式，所以输出的也是数字信号，能直接连接单机片，不仅如此，本实用新型还具有滤波电路及隔离电路，多重保证信号的精准度，有利于及时且有效的对热水系统的水温进行检测与调控，本实用新型还具有体积小、成本低的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的DS18B20温度采集电路引脚连接示意图；

图3为本实用新型提供的滤波电路原理图；

图4为本实用新型提供的报警电路原理图。

附图中：

1-壳体、2-控制芯片、3-DS18B20温度采集电路、4-滤波电路、5-驱动电路、6-隔离电路、7-报警电路、8-显示器、9-4G通讯电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见附图1所示，本实用新型实施例公开了一种基于DS18B20的数显温度测控装置，用于热水系统，包括：

壳体1本体，壳体1本体内设有控制芯片2、DS18B20温度采集电路3、滤波电路4、驱动电路5、隔离电路6、报警电路7、显示器8以及4G通讯电路9；

其中，

DS18B20温度采集电路3通过滤波电路4与控制芯片2连接，用于检测水温信号；

驱动电路5分别通过隔离电路6与控制芯片2连接，用于控制水温；

报警电路7以及显示器8分别与控制芯片2连接，用于现场水温报警与显示；

4G通讯电路9与控制芯片2连接，用于传输水温报警提示至移动终端。

参见附图2所示，在一个具体实施例中，DS18B20温度采集电路3，具有三个引脚：

VDD引脚，连接电源电压；

I/O引脚，通过电阻R3与VDD引脚连接；

GND引脚，连接地线；

其中，电阻R3的一端与VDD引脚连接电源电压，另一端与I/O引脚连接控制芯片2。

具体的，本实用新型使用的DS18B20是单数字总线的温度传感器，转化为数字信号的整个过程中也是非常的直接，因此它的工作效率更高，相比热敏电阻，还呈现出了高性能、高精度、低功耗等诸多优点。不仅如此，体积也相对比较小。

更具体的，在DS18B20温度采集电路使用的过程中，具有如下优点：

1)并不需要对其余电路、元件加以利用，同时，其传感元件、转化电路之间也成功集成到了一起。

2)温度的测量范围应加以控制，最好稳定在-55℃～125℃之间，在-10℃～+85℃它的测量精度为±0.5℃。

3)适用的电压范围更广，可以通过外部电源供电。

4)分辨率为9～12位，可以分辨的温度也要相对应，可以看出它的温度测量精确度更高。

5)将测量结果直接转化成为数字信号，并将其传送给控制芯片1，主要使用到了单数据总线串行，除此之外，还将实现对CRC校验码的有效传送，其所表现出的抗干扰纠错能力，可谓十分强大。

6)DS18B20对于多点组网功能给予了大力支持，如果存在多个DS18B20，完全可以在三线上加以成功并联，其唯一性可谓相当突出，同时还发现不管是扩展，还是组网以及多点测量，也都表现得非常方便。

参见附图3所示，在一个具体实施例中，滤波电路4，包括：电容C1、电容C2、电容C3、电容C4及电容C5；

其中，

电容C1、电容C2、电容C3、电容C4及电容C5依次并联，且电容C1的一端与控制芯片2共用一个电源电压，另一端与控制芯片2共用一个地线。

具体的，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4及电容C5的大小均为0.1uF。

在一个具体实施例中，隔离电路6，包括：隔离电路6为隔离控制器控制信号与执行器驱动信号的电路，采用光电耦合器完全隔离，消除驱动电路5对控制信号的干扰。

在一个具体实施例中，驱动电路5包括：半导体制冷片驱动电路以及电热丝驱动电路，分别通过隔离电路6与控制芯片2连接。

参见附图4所示，在一个具体实施例中报警电路7，包括：电阻R1、二极管D1、二极管D2、场效应管Q1、电容C6、电容C7；

其中，

电阻R1的一端接地，另一端接二极管D1的正极、场效应管Q1的栅极以及12V电压输出，场效应管Q1的源极接5V电压，场效应管Q1的漏极接二极管D1的正极，二极管D2的负极、电容C6及二极管D1依次首尾连接，且电容C7与电容C6并联。

具体的，当水温在正常阈值时选择12V电压，当水温偏离正常阈值时选择5V电压；

具体的，场效应管选用的型号为：S12319CD；

具体的，二极管选用的型号为：DSK24.

在一个具体实施例中，控制芯片2为：STC89C52型号的单片机，单片机内存储有现有的温控程序。

在一个具体实施例中，4G通讯电路9采用RS485通信技术，是控制芯片与移动终端之间的通信接口。

本实用新型主要实现以下功能：

1、STC89C52型号的单片机实现运算处理和控制功能，单片机中存储有现有判断温度异常等程序，与各电路及器件相连并实时读取DS18B20温度采集电路采集的水温数据，控制半导体制冷片驱动电路以及电热丝驱动电路，以达到恒温，当温度出现异常时，进行报警提示；

2、连接各外设控制外设的电源和信号通断，为各个模块的工作提供控制逻辑端；

3、连接4G通信电路与外部移动设备连接，当水温出现异常时，外部移动设备发出预警信息，提醒远程人员进行参考和交互；

4、提供显示器以及报警器，供现场人员实时读取水温，能够精准判断热水系统状态。

综上，本实用新型通过DS18B20温度采集电路测量温度，输出数字信号，连接报警电路和显示器可以实现实时水温预警，连接4G通讯电路与控制芯片能够将报警信息传输至终端，连接驱动电路实现对水温的调节控制，所述滤波电路及隔离电路，能多重提升数字信号的精准度，有利于及时且有效的对热水系统的水温进行检测与调控。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种基于DS18B20的数显温度测控装置，温度传感器为数字式，所以输出的也是数字信号，能直接连接单片机，不仅如此，本实用新型还具有滤波电路及隔离电路，多重保证信号的精准度，有利于及时且有效的对热水系统的水温进行检测与调控，且还具有本实用新型体积小、成本低的有益效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于DS18B20的数显温度测控装置，用于热水系统，其特征在于，包括：

壳体(1)本体，所述壳体(1)本体内设有控制芯片(2)、DS18B20温度采集电路(3)、滤波电路(4)、驱动电路(5)、隔离电路(6)、报警电路(7)、显示器(8)以及4G通讯电路(9)；

其中，

所述DS18B20温度采集电路(3)通过所述滤波电路(4)与所述控制芯片(2)连接，用于检测水温信号；

所述驱动电路(5)包括：半导体制冷片驱动电路以及电热丝驱动电路，分别通过隔离电路(6)与所述控制芯片(2)连接；

所述报警电路(7)以及所述显示器(8)分别与所述控制芯片(2)连接，用于现场水温报警与显示；

所述4G通讯电路(9)与所述控制芯片(2)连接，用于传输水温报警提示至移动终端。

2.根据权利要求1所述的一种基于DS18B20的数显温度测控装置，其特征在于，所述DS18B20温度采集电路(3)，具有三个引脚：

VDD引脚，连接电源电压；

I/O引脚，通过电阻R3与所述VDD引脚连接；

GND引脚，连接地线；

其中，所述电阻R3的一端与所述VDD引脚连接电源电压，另一端与所述I/O引脚连接所述控制芯片(2)。

3.根据权利要求1所述的一种基于DS18B20的数显温度测控装置，其特征在于，所述滤波电路(4)，包括：电容C1、电容C2、电容C3、电容C4及电容C5；

其中，

所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4及所述电容C5依次并联，且所述电容C1的一端与所述控制芯片(2)共用一个电源电压，另一端与所述控制芯片(2)共用一个地线。

4.根据权利要求1所述的一种基于DS18B20的数显温度测控装置，其特征在于，所述隔离电路(6)，包括：所述隔离电路(6)为隔离控制器控制信号与执行器驱动信号的电路，用于消除驱动电路(5)对控制信号的干扰。

5.根据权利要求1所述的一种基于DS18B20的数显温度测控装置，其特征在于，所述报警电路(7)，包括：电阻R1、二极管D1、二极管D2、场效应管Q1、电容C6、电容C7；

其中，

电阻R1的一端接地，另一端接二极管D1的正极、场效应管Q1的栅极以及12V电压输出，场效应管Q1的源极接5V电压，场效应管Q1的漏极接二极管D1的正极，二极管D2的负极、电容C6及二极管D1依次首尾连接，且电容C7与电容C6并联。

6.根据权利要求1所述的一种基于DS18B20的数显温度测控装置，其特征在于，所述控制芯片(2)为：STC89C52型号的单片机。