一種無線溫度采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種無線溫度采集系統(tǒng)，包括溫度采集模塊、第一處理模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理模塊以及顯示與報(bào)警模塊；其中，所述溫度采集模塊，用于采集溫度；所述第一處理模塊，用于接收采集的所述溫度，第一次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述無線發(fā)射模塊；所述無線發(fā)射模塊，用于接收所述溫度并將所述溫度發(fā)送給所述無線接收模塊；所述無線接收模塊，用于將接收到的所述溫度發(fā)送給所述第二處理模塊；所述第二處理模塊，用于接收所述溫度，第二次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述顯示與報(bào)警模塊；所述顯示與報(bào)警模塊，用于顯示所述溫度。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，自動(dòng)化程度高，操作方便。
【專利說明】
一種無線溫度采集系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及溫度采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線溫度采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的進(jìn)步和生產(chǎn)的需要，利用無線通信進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集的方式已經(jīng)滲透到社會(huì)生活生產(chǎn)的每一個(gè)角落，溫度的無線測(cè)量也在逐步得到社會(huì)的重視。
[0003]在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，由于生產(chǎn)環(huán)境惡劣，工作人員不能長(zhǎng)時(shí)間停留在現(xiàn)場(chǎng)觀察設(shè)備是否運(yùn)行正常，就需要采集數(shù)據(jù)并傳輸數(shù)據(jù)到一個(gè)環(huán)境相對(duì)好的操控室內(nèi)，工作人員可以在這里將控制指令傳輸給現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行模塊進(jìn)行各種操作。這樣就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸問題，由于廠房大、需要傳輸數(shù)據(jù)多，使用傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式就需要鋪設(shè)很多很長(zhǎng)的通訊線，浪費(fèi)資源，占用空間，可操作性差，出現(xiàn)錯(cuò)誤換線困難。而且，當(dāng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、所處的環(huán)境不允許或無法鋪設(shè)電纜時(shí)，數(shù)據(jù)甚至無法傳輸，此時(shí)便需要利用無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0004]在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，不論是溫室大棚的溫度監(jiān)測(cè)，還是糧倉(cāng)的管理，傳統(tǒng)上都是采取分區(qū)取樣的人工方法，工作量大，可靠性差。而且大棚和糧倉(cāng)占地面積大，檢測(cè)目標(biāo)分散，測(cè)點(diǎn)較多，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。
[0005]在日常生活中，隨著人們生活水平的提高，居住條件也逐漸變得智能化。如今很多家庭都會(huì)安裝室內(nèi)溫度采集控制系統(tǒng)，其原理就是利用無線通信技術(shù)采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)室內(nèi)溫度情況進(jìn)行遙控通風(fēng)等操作，自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度濕度，可以更好地改善人們的居住環(huán)境。
[0006]無線溫度采集系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，即將多個(gè)傳感器通過近距離通信和數(shù)據(jù)交換技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，是近年來迅速發(fā)展的新技術(shù)，它融傳感器與通信技術(shù)于一體，具有很大的發(fā)展前景。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本申請(qǐng)為了解決上述問題，提供了一種無線溫度采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并采用溫度傳感器DS18B20來采集溫度，同時(shí)采用無線通信芯片來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)字信號(hào)傳輸，使得技術(shù)人員可在環(huán)境適宜的操控室內(nèi)進(jìn)行環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)采集和處理;且使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集、無線發(fā)送與接收的控制，更好地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化。
[0008]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N無線溫度采集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括溫度采集模塊、第一處理模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理模塊以及顯示與報(bào)警模塊;其中，所述溫度采集模塊，用于采集溫度;所述第一處理模塊，用于接收采集的所述溫度，第一次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述無線發(fā)射模塊;所述無線發(fā)射模塊，用于接收所述溫度并將所述溫度發(fā)送給所述無線接收模塊;所述無線接收模塊，用于將接收到的所述溫度發(fā)送給所述第二處理模塊;所述第二處理模塊，用于接收所述溫度，第二次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述顯示與報(bào)警模塊;所述顯示與報(bào)警模塊，用于顯示所述溫度。
[0009]在上述系統(tǒng)中，所述溫度采集模塊、所述第一處理模塊以及所述無線發(fā)射模塊安裝在需要待采集溫度的環(huán)境中；所述無線接收模塊、所述第二處理模塊以及所述顯示與報(bào)警模塊安裝在方便人工操作的環(huán)境中。
[0010]在上述系統(tǒng)中，所述顯示與報(bào)警模塊，當(dāng)顯示的溫度大于預(yù)設(shè)的溫度閾值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
[0011 ]在上述系統(tǒng)中，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器DS18B20。
[0012]在上述系統(tǒng)中，所述無線發(fā)射模塊或所述無線接收模塊包括PTR2000無線收發(fā)器。
[0013]在上述系統(tǒng)中，所述第一處理模塊或所述第二處理模塊包括最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)。
[0014]在上述系統(tǒng)中，所述顯示與報(bào)警模塊包括液晶顯示屏IXD1602。
[0015]本申請(qǐng)的無線溫度采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并采用溫度傳感器DS18B20來采集溫度，同時(shí)采用無線通信芯片來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)字信號(hào)傳輸，使得技術(shù)人員可在環(huán)境適宜的操控室內(nèi)進(jìn)行環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)采集和處理;且使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集、無線發(fā)送與接收的控制，更好地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化。
【附圖說明】

[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型提供的一種無線溫度采集系統(tǒng)框架示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型提供的一種無線溫度傳感器DS18B20原理示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型提供的一種最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型提供的一種無線收發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種液晶顯不屏IXDl602的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023]圖1為本實(shí)用新型提供的一種無線溫度采集系統(tǒng)框架示意圖。如圖1所示，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N無線溫度采集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括溫度采集模塊、第一處理模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理模塊以及顯示與報(bào)警模塊;其中，所述溫度采集模塊，用于采集溫度;所述第一處理模塊，用于接收采集的所述溫度，第一次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述無線發(fā)射模塊;所述無線發(fā)射模塊，用于接收所述溫度并將所述溫度發(fā)送給所述無線接收模塊;所述無線接收模塊，用于將接收到的所述溫度發(fā)送給所述第二處理模塊;所述第二處理模塊，用于接收所述溫度，第二次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述顯示與報(bào)警模塊;所述顯示與報(bào)警模塊，用于顯示所述溫度。
[0024]具體地，所述溫度采集模塊、所述第一處理模塊以及所述無線發(fā)射模塊安裝在需要待采集溫度的環(huán)境中；所述無線接收模塊、所述第二處理模塊以及所述顯示與報(bào)警模塊安裝在方便人工操作的環(huán)境中。
[0025]具體地，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器DS18B20。
[0026]下面以圖2為例，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中溫度傳感器進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2為本實(shí)用新型提供的一種無線溫度傳感器DS18B20原理示意圖。
[0027]如圖所示，主要包括寄生電源電路、64位只讀存儲(chǔ)器(ROM)和單線接口、存儲(chǔ)器和控制邏輯、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存存儲(chǔ)器、溫度傳感器、報(bào)警上限寄存器TH、報(bào)警下限寄存器TL、配置寄存器和8位CRC (循環(huán)冗余校驗(yàn)碼)發(fā)生器。
[0028]64位光刻R0M，光刻ROM中的64位序列號(hào)為DS18B20的地址序列碼。主要作用是使每個(gè)DS18B20的地址不同，這樣可以在一條總線上接多個(gè)這樣的芯片，相互之間不受影響。
[0029]溫度傳感器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量。溫度傳感器的分辨率根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以在9?12位之間單獨(dú)設(shè)置，當(dāng)設(shè)置分辨率越高轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)，如果設(shè)置為9位，轉(zhuǎn)換時(shí)間最大為93.75ms，當(dāng)為12位時(shí)，達(dá)到750ms。轉(zhuǎn)換的溫度一般存放在兩個(gè)8位的RAM中AS18B20的核心是其數(shù)字溫度傳感器，精度可以通過用戶編程配置為9、10、11和12位，其分別對(duì)應(yīng)于
0.5 °C、0.25 °C、0.125 °C和0.0625 °C，可以滿足各種不同的分辨率要求。開始一次溫度轉(zhuǎn)換時(shí)，微處理器需要向DS18B20發(fā)出指令。轉(zhuǎn)換完成之后，該溫度數(shù)據(jù)存放在高速暫存存儲(chǔ)器的溫度寄存器中，占用2個(gè)字節(jié)，并且DS18B20返回到空閑狀態(tài).當(dāng)DS18B20采用外部供電方式時(shí)，主機(jī)可以在發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令后發(fā)起一次讀時(shí)隙.。若此時(shí)該DS18B20已經(jīng)完成溫度轉(zhuǎn)換，它將會(huì)返回“I”，否則返回“O”。以12位為例，其中二進(jìn)制的前5位為符號(hào)位，O表示正數(shù)，反之為負(fù)數(shù)。正數(shù)的溫度計(jì)算是數(shù)字值直接乘以0.0625;當(dāng)為負(fù)數(shù)時(shí)，溫度值的計(jì)算是將測(cè)到的值取補(bǔ)碼，然后再乘以0.0625。
[0030]非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器主要是在系統(tǒng)控制中人工輸入溫度的報(bào)警上下限。
[0031]高速暫存寄存器是由九個(gè)連續(xù)的字節(jié)組成的，其中前兩個(gè)用來存放當(dāng)前溫度的測(cè)量值，其中第一個(gè)字節(jié)為溫度的低八位，第二個(gè)字節(jié)為溫度的高八位，第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)為溫度易失性的備份，第五個(gè)字節(jié)為結(jié)構(gòu)寄存器的備份，第六、七、八個(gè)字節(jié)是系統(tǒng)計(jì)算所用，第九個(gè)字節(jié)是為CRC校驗(yàn)所用。配置寄存器為高速暫存寄存器的第五個(gè)字節(jié)，用于確定溫度值得數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率，其中最高位為測(cè)試模式位，第7、6位為分辨率設(shè)置，00?11分別表不分辨率為9?12位，最后五位全部為I。
[0032]CRC在64位光刻ROM的最高字節(jié)，主要是實(shí)現(xiàn)串行通信中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確。
[0033]具體地，所述第一處理模塊或所述第二處理模塊包括最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)。
[0034]下面以圖3為例，對(duì)本實(shí)用新型的最小單片機(jī)AT89S52進(jìn)行詳細(xì)說明。圖3為本實(shí)用新型提供的一種最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)示意圖。
[0035]如圖3所示，有4個(gè)雙向的8位并行I /0端口，分別記作PO、P1、P2、P3，都可以用于數(shù)據(jù)的輸出和輸入，P3 口具有第二功能為系統(tǒng)提供一些控制信號(hào)。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所必須的時(shí)鐘控制信號(hào)，內(nèi)部電路在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序指令工作。其內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片的引腳XTAL1，輸出端為XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。電路中的微調(diào)電容通常選擇為30pF左右，該電容的大小會(huì)影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，晶體的振蕩頻率為12MHz。
[0036]把EA腳接高電平，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，但在PC值超過0FFFH(4Kbyte地址范圍)時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。
[0037]單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)。采用最簡(jiǎn)單的外部按鍵復(fù)位電路。按鍵自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的來實(shí)現(xiàn)的，這里選用時(shí)鐘頻率為12MHz。
[0038]具體地，所述無線發(fā)射模塊或所述無線接收模塊包括PTR2000無線收發(fā)器。
[0039]下面以圖4為例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的無線收發(fā)器進(jìn)行說明。圖4為本實(shí)用新型提供的一種無線收發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]如圖4所示，VCC(I腳)；電源輸入端，電壓范圍為2.7?5.25V; CS (2腳):頻道選擇端，CS = O時(shí)，選擇工作頻道I，即433.92MHz; CS= I時(shí)選擇工作頻道2，即434.33MHz ;D0(3腳):數(shù)據(jù)輸出端;DI(4腳):數(shù)據(jù)輸入端;GND(5腳):電源地;PWR(6腳):節(jié)能控制端。當(dāng)PWR =I時(shí)，模塊處于正常工作狀態(tài)，PWR = O時(shí)，模塊處于待機(jī)微功耗狀態(tài);TXTN(7腳):發(fā)射/接收控制端。當(dāng)TXTN= I時(shí)，模塊為發(fā)射狀態(tài)；當(dāng)TXTN = O時(shí)，模塊被設(shè)置為接受狀態(tài)。PTR2000可與所有單片機(jī)(如89s51/52、2051、68HC08、PIC、Z8等)配合使用，可直接接單片機(jī)的串口或I/O口，也可與計(jì)算機(jī)串口進(jìn)行通訊，此時(shí)需要在中間簡(jiǎn)單地接在一個(gè)RS232電平轉(zhuǎn)換芯片，如 MAX232 等。
[0041]具體地，所述顯示與報(bào)警模塊，當(dāng)顯示的溫度大于預(yù)設(shè)的溫度閾值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
[0042]具體地，所述顯示與報(bào)警模塊包括液晶顯示屏IXD1602。
[0043]下面以圖5為例，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的液晶顯示屏LCD1602進(jìn)行說明。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種液晶顯不屏IXDl602的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0044]液晶顯示器是一種將液晶顯示器件、連接器件、集成電路、PCB線路板、背光源以及結(jié)構(gòu)器件裝配在一起的組件。
[0045]根據(jù)顯示內(nèi)容和方式的不同可以分為數(shù)顯LCD、點(diǎn)陣字符LCD、點(diǎn)陣圖形LCD在此設(shè)計(jì)中我們采用點(diǎn)陣字符LCD，這里采用常用的2行16個(gè)字的1602液晶模塊。
[0046]如圖所示，LCD1602引腳說明。
[0047]VSS(1腳):為地電源第2腳:VDD接5V正電源;V0(3腳):為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)1K的電位器調(diào)整對(duì)比度;RS(4腳):為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器;RW(5腳):為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù);E(6腳):為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令;DO?D7 (7?14腳):為8位雙向數(shù)據(jù)線；(15?16腳):空腳。
[0048]本申請(qǐng)的無線溫度采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并采用溫度傳感器DS18B20來采集溫度，同時(shí)采用無線通信芯片來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)字信號(hào)傳輸，使得技術(shù)人員可在環(huán)境適宜的操控室內(nèi)進(jìn)行環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)采集和處理;且使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集、無線發(fā)送與接收的控制，更好地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化。
[0049]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無線溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括溫度采集模塊、第一處理模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理模塊以及顯示與報(bào)警模塊;其中， 所述溫度采集模塊，用于采集溫度； 所述第一處理模塊，用于接收采集的所述溫度，第一次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述無線發(fā)射模塊； 所述無線發(fā)射模塊，用于接收所述溫度并將所述溫度發(fā)送給所述無線接收模塊； 所述無線接收模塊，用于將接收到的所述溫度發(fā)送給所述第二處理模塊； 所述第二處理模塊，用于接收所述溫度，第二次處理后并將所述溫度發(fā)送給所述顯示與報(bào)警模塊； 所述顯示與報(bào)警模塊，用于顯示所述溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度采集模塊、所述第一處理模塊以及所述無線發(fā)射模塊安裝在需要待采集溫度的環(huán)境中；所述無線接收模塊、所述第二處理模塊以及所述顯示與報(bào)警模塊安裝在方便人工操作的環(huán)境中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示與報(bào)警模塊，當(dāng)顯示的溫度大于預(yù)設(shè)的溫度閾值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器DS18B20。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無線發(fā)射模塊或所述無線接收模塊包括PTR2000無線收發(fā)器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一處理模塊或所述第二處理模塊包括最小單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示與報(bào)警模塊包括液晶顯示屏LCD1602。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK205691242SQ201620512262
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日 公開號(hào)201620512262.0, CN 201620512262, CN 205691242 U, CN 205691242U, CN-U-205691242, CN201620512262, CN201620512262.0, CN205691242 U, CN205691242U
【發(fā)明人】程秀芝, 李彬彬, 石龍杰, 龔雪, 何平, 李浩然, 彭澤華, 茹心鋒, 王忠洋
【申請(qǐng)人】安徽建筑大學(xué)