一種無線無源溫度採集器及其使用方法與流程
2023-10-24 13:56:17 1
本發明屬於測溫設備技術領域，尤其涉及一種無線無源溫度採集器及其使用方法。
背景技術：
傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，並能將感受到的信息，按一定規律變換成為電磁波信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
聲表面波(SAW)以其沿基片表面傳播對外圍環境擾動極為靈敏的特點而在各種物理、化學參量的檢測中獲得了廣泛應用，形成了種類繁多的SAW傳感器。特別是SAW器件的低成本、小體積、高靈敏度、良好的穩定性與可靠性以及便於與I C集成的特點使其具有廣泛的應用前景。目前基於SAW技術的各種傳感器的研究應用，經過數十年的發展，形成SAW技術的另外一個新興市場，開始廣泛應用於自動化控制(力矩與輪胎壓力控制系統等)、醫療應用(生物傳感器)，工業商業以及軍事應用(氣體、溼度、溫度檢測等)。SAW傳感器相對於其他類型的傳感器而言具有其獨特優點即低成本、高靈敏度、良好的穩定性與可靠性，而且藉助於無線讀取系統可以實現無線無源檢測。
現有技術中應用SAW傳感器進行測溫需要通過配合使用溫度採集器進行信息的傳輸，溫度採集器將採集到的溫度信息再傳輸給其他設備或控制主機。現有技術中的採集器可有幾種形式：1)採集器連接天線，通過天線與SAW傳感器進行無線連接，將採集到的溫度信息通過RS-485等進行有線傳輸到主機；2)採集器連接天線，通過天線與SAW傳感器進行無線連接，將模擬信號的溫度信息傳輸給採集器，採集器通過有線連接射頻設備，將模擬信號轉換為數位訊號，通過與射頻設備連接的天線將信息傳輸給主機；3)將射頻設備的硬體集合到採集器中，採集器上設置兩個天線，其中一個天線用於與SAW傳感器無線連接，實現溫度模擬信號的採集，另一個天線用於將轉換的數位訊號傳輸出去。由此可見，上述現有技術中的設備結構都較為複雜，需要外接有線通訊線路，進行有線通信，或需要增加信號轉換模塊和天線設備，增加了硬體製造成本。
因此，由於現有技術中存在上述的技術缺陷，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種無線無源溫度採集器，尤其是提供一種在不改變現有硬體設備模塊，而同時實現模擬信號接收和數位訊號傳輸的無線無源採集器。
本發明是這樣實現的：
一種無線無源溫度採集器，包括CPU控制單元、射頻接收單元和射頻發射單元，所述射頻接收單元和射頻發射單元均連接所述CPU控制單元；
所述射頻接收單元包括射頻接收處理電路、接收單元模擬/數字控制線、接收單元模擬信號輸出和接收單元數字操作總線，所述射頻接收處理電路通過接收單元模擬/數字控制線、接收單元模擬信號輸出和接收單元數字操作總線與所述CPU控制單元連接；
所述射頻發射單元包括射頻發射處理電路、發射單元模擬/數字控制線和發射單元數字操作總線，所述射頻發射處理電路通過發射單元模擬/數字控制線和發射單元數字操作總線連接所述CPU控制單元。
如上所述的無線無源溫度採集器的使用方法，包括以下步驟：
所述CPU控制單元控制所述射頻接收單元和射頻發射單元處於無線數字通信狀態，並等待通信指令；
判斷測溫傳感器是否存在且已經開始測量；
若判斷結果為測溫傳感器存在且已經開始測量，則通過CPU控制單元控制所述射頻接收單元和射頻發射單元處於模擬測量通信狀態，並使測溫傳感器進行測量，計算獲取測溫傳感器的測量值，控制射頻接收單元和射頻發射單元處於無線數字通信狀態，將測量值返回。
優選的，所述CPU控制單元控制所述射頻接收單元和射頻發射單元處於無線數字通信狀態，並等待通信指令；
判斷測溫傳感器是否存在且已經開始測量；
若判斷結果為測溫傳感器不存在且並未開始測量，處理通信指令並將返回數據到等待通信指令狀態。
本發明的有益效果在於：
本發明相對於現有技術，通過此溫度採集器的使用，實現同一射頻電路對聲表面波傳感器的模擬信號的收發處理和數位訊號通信的收發處理復用的功能，既降低了生產製造成本，同時也降低了硬體複雜度，使設備工作更加可靠穩定。
附圖說明
圖1是本發明各單元的連接結構框圖；
圖2為本發明的使用方法流程圖；
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
圖1-圖2示出了本發明的一種無線無源溫度採集器，包括CPU控制單元、射頻接收單元和射頻發射單元，所述射頻接收單元和射頻發射單元均連接所述CPU控制單元；本實施例中採用的CPU控制單元型號為：TMS320F2809。
所述射頻接收單元包括射頻接收處理電路、接收單元模擬/數字控制線、接收單元模擬信號輸出和接收單元數字操作總線，所述射頻接收處理電路通過接收單元模擬/數字控制線、接收單元模擬信號輸出和接收單元數字操作總線與所述CPU控制單元連接；本實施例中的射頻接收處理電路採用的型號為：TH71221。
所述射頻發射單元包括射頻發射處理電路、發射單元模擬/數字控制線和發射單元數字操作總線，所述射頻發射處理電路通過發射單元模擬/數字控制線和發射單元數字操作總線連接所述CPU控制單元。本實施例中射頻發射處理電路採用的型號為：SI4032。
如上所述的無線無源溫度採集器的使用方法，包括以下步驟：
所述CPU控制單元控制所述射頻接收單元和射頻發射單元處於無線數字通信狀態，並等待通信指令；
判斷測溫傳感器是否存在且已經開始測量；
若判斷結果為測溫傳感器存在且已經開始測量，則通過CPU控制單元控制所述射頻接收單元和射頻發射單元處於模擬測量通信狀態，並使測溫傳感器進行測量，計算獲取測溫傳感器的測量值，控制射頻接收單元和射頻發射單元處於無線數字通信狀態，將測量值返回。
優選的，所述CPU控制單元控制所述射頻接收單元和射頻發射單元處於無線數字通信狀態，並等待通信指令；
判斷測溫傳感器是否存在且已經開始測量；
若判斷結果為測溫傳感器不存在且並未開始測量，處理通信指令並將返回數據到等待通信指令狀態。
在實際應用中，採集器內設置CPU控制單元，CPU控制單元分別與射頻接收單元和射頻發射單元連接，採集器外設置天線，天線通過無線方式與SAW傳感器連接，將模擬信號形式的溫度信息傳輸給射頻接收單元，射頻接收單元將模擬信號傳輸給CPU控制單元，並將模擬信號轉換為數位訊號，將數位訊號傳輸給射頻發射單元，並最終通過同一根天線將信號傳輸給其他設備。
本發明的有益效果在於：
本發明相對於現有技術，通過此溫度採集器的使用，實現同一射頻電路對聲表面波傳感器的模擬信號的收發處理和數位訊號通信的收發處理復用的功能，既降低了生產製造成本，同時也降低了硬體複雜度，使設備工作更加可靠穩定。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性的勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍之內。