專利名稱：一種巨型led顯示溫度計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于戶外大型建筑架構裝飾、美化的LED顯示溫度計，尤其涉及一種高亮度燈筒組成的巨型LED顯示溫度計。
技術背景 目前，很多戶外大型建筑構架上面都裝設有LED顯示屏裝置，起到裝飾或美化的作用。戶外的溫度狀況對在戶外的人有一定的警示作用，而現(xiàn)在也有LED顯示屏模擬溫度計，其使用計算機、控制卡、驅動板的組成方式，計算機用來采集溫度，然后由控制卡處理后變成串行同步信號傳遞給驅動板，包含SCP、STNB、DATE等信號，但是這種長距離傳輸?shù)目垢蓴_性極差；驅動板由大量邏輯IC驅動，每個LED點單獨控制，結構復雜，故障率高，成本聞。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種高亮度燈筒組成的巨型LED顯示溫度計，能夠提醒大家關注溫度變化，結構簡單、也有節(jié)能裝飾的作用。本實用新型采用下述技術方案一種巨型LED顯示溫度計，包括由溫度傳感器和第一中央處理單元構成的第一采集控制單元、至少ー個驅動控制單元、至少ー組LED高亮度燈筒，所述的驅動控制単元均由中央處理單元以及LED高亮度燈筒驅動電路構成，LED高亮度燈筒驅動電路的信號輸出端與ー組LED高亮度燈筒連接；所述的溫度傳感器的信號輸出端與第一中央處理單元的信號輸入端連接，第一中央處理單元的通信端與每個驅動控制單元的中央處理單元的通信端通過MODBUS總線連接；所述的至少ー組LED高亮度燈筒的發(fā)光部分的高度對應相應的溫度值。還包括有模擬圓形水銀球結構，所述的至少ー組LED高亮度燈筒設置在模擬圓形水銀球結構上方，共同構成水銀柱溫度計的外形。還包括有第二采集控制單元與切換控制單元，第二采集控制單元包括溫度傳感器和第二中央處理單元；切換控制單元包括第三中央處理單元與第一電子開關、第二電子開關，第三中央處理單元的通過開關驅動電路控制第一電子開關和第二電子開關；第一中央處理單元的通信端通過第一電子開關、MODBUS總線與每個驅動控制単元的中央處理單元的通信端連接；第二中央處理單元的通信端通過第二電子開關、MODBUS總線與每個驅動控制単元的中央處理單元的通信端連接；第三中央處理單元的通信端分別與第一中央處理單元、第二中央處理単元的通信端連接通信。所述的第一采集控制単元和第二采集控制単元均包括有亮度傳感器，兩個亮度傳感器的信號輸出端分別與第一中央處理單元、第二中央處理單元的信號輸入端連接。所述的ー組LED高亮度燈筒包括16個LED燈筒，每個LED燈筒由并聯(lián)的四組LED串構成，每組LED串由五個LED串聯(lián)而成。本實用新型采用LED高亮度燈筒，分區(qū)域控制，控制簡單，也可起到節(jié)能的功效；信號傳輸采用串行異步通訊，使用MODBUS現(xiàn)場總線的結構，抗干擾性強；雙重采集控制單元控制，運行穩(wěn)定，可以實現(xiàn)無人值守，對建筑物起到裝飾作用，美化城市和各種園區(qū)；同時提供公共服務功能，不論在白天或夜晚都可以實時看到溫度的變化，提醒大家關注天氣變化。本實用新型總體結構簡單、故障率低，成本低，非常實用。

圖I為本實用新型的電路原理圖；圖2為本實用新型中驅動控制單元的電路原理圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型由高亮度燈筒組成的巨型LED顯示溫度計包括由溫度傳感器、亮度傳感器和第一中央處理單元MCUl構成的第一采集控制単元、由溫度傳感器、亮度傳感器和第二中央處理MCU2單元構成的第二采集控制単元、由第三中央處理單元MCU3、第一電子開關Kl和第二電子開關K2構成的切換控制單元、驅動控制単元、LED高亮度燈筒。其中溫度傳感器采用自帶內部補償功能的數(shù)字溫度傳感器，可以穩(wěn)定、準確的測量溫度；顯示精度0. 2°C,顯示范圍-10°C 45°C。第三中央處理單元MCU3通過開關驅動電路控制第一電子開關和第二電子開關，第三中央處理單元MCU3通過開關驅動電路控制第一電子開關Kl和第二電子開關K2打開或閉合，開關驅動電路為成熟的現(xiàn)有技術，在此不再贅述。第一中央處理單元MCUl的通信端(RS485接ロ)通過第一電子開關KUM0DBUS總線與每個驅動控制單元的中央處理單元的通信端(RS485接ロ)連接；第二中央處理單元MCU2的通信端(RS485接ロ)通過第二電子開關K2、M0DBUS總線與每個驅動控制單元的中央處理單元的通信端(RS485接ロ)連接；第三中央處理單元MCU3的通信端(RS485接ロ)分別與第一中央處理單元MCUl、第二中央處理単元MCU2的通信端(RS485接ロ)連接進行通信。其中第一采集控制単元為主采集控制單元，第二采集控制単元為副采集控制單元，第三中央處理單元MCU3實時檢測主、副采集控制単元的發(fā)送信號，識別第一采集控制単元和第二采集控制単元的通訊狀態(tài)，當一個采集控制單元有故障時，不發(fā)送信號或發(fā)送信號錯誤，自動切換為另ー個，保證串ロ信號正常傳輸，實現(xiàn)第一中央處理單元MCUl或第二中央處理單元MCU2與每個驅動控制單元的中央處理單元以MODBUS協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換的目的。這種采集控制方式無斷點，能夠提高系統(tǒng)的可靠性。由于戶外建筑架構(如樓宇)都比較高，在50米以上，所以本實用新型的LED高亮度燈筒相應也有50米以上，采用分區(qū)控制的方法，ー個驅動控制單元控制ー組LED高亮度燈筒工作；為接線方便，本實施例中采用五個驅動控制單元和五組LED高亮度燈筒。本實用新型的外形為大眾常用的水銀柱溫度計的外形下部為模擬圓形水銀球結構1，模擬圓形水銀球結構I常亮；上部的LED高亮度燈筒模擬水銀柱的結構，每組LED高亮度燈筒包括16個LED燈筒，每個LED燈筒由并聯(lián)的四組LED串構成，每組LED串由五個LED串聯(lián)而 成；ー組LED高亮度燈筒代表一個刻度的溫度值，各組受控的LED高亮度燈筒組成的發(fā)光部分的高度對應相應的溫度值。如圖2所示，所述的五個驅動控制單元均由中央處理單元以及LED高亮度燈筒驅動電路構成，每個LED高亮度燈筒驅動電路的信號輸出端與其控制的ー組LED高亮度燈筒連接。中央處理單元MCU4的信號輸出端連接LED高亮度燈筒驅動電路，以ー個LED燈筒為例ー個LED燈筒驅動電路包括串并轉換電路74HC595、光電耦合電路0PT1、大功率達靈頓ULN2803、三極管Ql組成；ー個LED燈筒驅動電路控制ー個LED燈筒，這種分區(qū)控制方式節(jié)省費用、故障率低。[0015]如圖I、圖2所示，本實用新型安裝在戶外建筑架構的垂直壁幕上，第一采集控制単元和第二采集控制單元采集溫度、亮度信息，并完成信號處理和信號發(fā)送任務；根據(jù)白天和夜晚的環(huán)境亮度不同，用亮度傳感器測量環(huán)境亮度，按16級變化發(fā)送亮度設定信號，控制LED高亮度燈筒亮度。當?shù)谝徊杉刂茀g元正常工作時，第一采集控制単元在定時采集實時環(huán)境溫度和環(huán)境亮度后，把LED高亮度燈筒的高度信息和LED亮度等級信息處理分類，剔除錯誤的參數(shù)，按照MODBUS通訊協(xié)議定義地址位、命令位、數(shù)據(jù)字節(jié)、校驗字節(jié)，通過串行RS485接ロ輸出。第一采集控制單元為主機，所有驅動控制単元為從機，每個驅動控制單元規(guī)定不同ID地址，形成基于MODBUS現(xiàn)場總線的結構形式，實現(xiàn)主--從通訊。每個驅動控制単元的中央處理單元同時收到串ロ信號、接收信息，根據(jù)自己的ID地址運算得到本驅動控制單元控制的LED高亮度燈筒的亮暗狀態(tài)，再經(jīng)串并轉換電路變?yōu)椴⑿?6路輸出，通過光電耦合電路防止干擾，最后由大功率達靈頓三極管驅動每組LED高亮度燈筒的亮暗。所有的LED高亮度燈筒組成的發(fā)光部分的高度即顯示出溫度柱的高度。由于采集控制單元與每個驅動控制単元的數(shù)據(jù)交換使用MODBUS現(xiàn)場總線，提高了長距離、多負載通信的抗干擾能力；同時每個驅動控制單元控制自己區(qū)域的16組LED高亮度燈筒的亮暗，通過快速刷新的方法產生不同亮度級，實現(xiàn)在驅動控制単元內使數(shù)據(jù)高速傳輸，在采集控制単元與驅動控制單元間長距離通信為數(shù)據(jù)低速的傳輸，而且使用MODBUS通訊協(xié)議帶有校驗功能，更保證了數(shù)據(jù)的準確性。
權利要求1.一種巨型LED顯示溫度計，其特征在于包括由溫度傳感器和第一中央處理單元構成的第一采集控制單元、至少一個驅動控制單元、至少一組LED高亮度燈筒，所述的驅動控制單元均由中央處理單元以及LED高亮度燈筒驅動電路構成，LED高亮度燈筒驅動電路的信號輸出端與一組LED高亮度燈筒連接；所述的溫度傳感器的信號輸出端與第一中央處理單元的信號輸入端連接，第一中央處理單元的通信端與每個驅動控制單元的中央處理單元的通信端通過MODBUS總線連接；所述的至少一組LED高亮度燈筒的發(fā)光部分的高度對應相應的溫度值。
2.根據(jù)權利要求I所述的巨型LED顯示溫度計，其特征在于還包括有模擬圓形水銀球結構，所述的至少一組LED高亮度燈筒設置在模擬圓形水銀球結構上方，共同構成水銀柱溫度計的外形。
3.根據(jù)權利要求2所述的巨型LED顯示溫度計，其特征在于還包括有第二采集控制單元與切換控制單元，第二采集控制單元包括溫度傳感器和第二中央處理單元；切換控制單元包括第三中央處理單元與第一電子開關、第二電子開關，第三中央處理單元的通過開關驅動電路控制第一電子開關和第二電子開關；第一中央處理單元的通信端通過第一電子 開關、MODBUS總線與每個驅動控制單元的中央處理單元的通信端連接；第二中央處理單元的通信端通過第二電子開關、MODBUS總線與每個驅動控制單元的中央處理單元的通信端連接；第三中央處理單元的通信端分別與第一中央處理單元、第二中央處理單元的通信端連接通信。
4.根據(jù)權利要求3所述的巨型LED顯示溫度計，其特征在于所述的第一采集控制單元和第二采集控制單元均包括有亮度傳感器，兩個亮度傳感器的信號輸出端分別與第一中央處理單元、第二中央處理單元的信號輸入端連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的巨型LED顯示溫度計，其特征在于所述的一組LED高亮度燈筒包括16個LED燈筒，每個LED燈筒由并聯(lián)的四組LED串構成，每組LED串由五個LED串聯(lián)而成。
專利摘要本實用新型公開了一種巨型LED顯示溫度計，包括由溫度傳感器和第一中央處理單元構成的第一采集控制單元、至少一個驅動控制單元、至少一組LED高亮度燈筒，所述的驅動控制單元均由中央處理單元以及LED高亮度燈筒驅動電路構成，LED高亮度燈筒驅動電路的信號輸出端與一組LED高亮度燈筒連接；所述的溫度傳感器的信號輸出端與第一中央處理單元的信號輸入端連接，第一中央處理單元的通信端與每個驅動控制單元的中央處理單元的通信端通過MODBUS總線連接；所述的至少一組LED高亮度燈筒的發(fā)光部分的高度對應相應的溫度值。本實用新型中的信號傳輸采用串行異步通訊，使用MODBUS現(xiàn)場總線的結構，抗干擾性強、故障率低、結構簡單，能夠提醒大家關注溫度變化，并有節(jié)能裝飾的作用。
文檔編號G01K1/02GK202393505SQ20122000761
公開日2012年8月22日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權日2012年1月5日
發(fā)明者劇森, 李士克, 李耀, 樊要玲, 王偉, 邱道尹, 金博 申請人:華北水利水電學院