一種基於單片機的無線溫度探測系統的製作方法
2023-07-03 09:11:36 2
一種基於單片機的無線溫度探測系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於單片機的無線溫度探測系統，由遠程溫度測量系統和溫度數據接收系統組成；所述遠程溫度測量系統通過溫度傳感器，對目標進行測溫，將測溫結果信號傳送給第一處理控制模塊，第一處理控制模塊接收溫度傳感器探測到的溫度信號數據後通過無線發射模塊電路發送出去；所述溫度數據接收系統通過無線接收模塊電路接收無線發送來的溫度信號數據，傳送給第二處理控制模塊，第二處理控制模塊將溫度信號數據在顯示模塊上顯示出來。本發明的有益效果是採用了無線溫度測量技術，應用範圍廣。
【專利說明】一種基於單片機的無線溫度探測系統
【技術領域】
[0001] 本發明屬於溫度探測器【技術領域】，涉及一種基於單片機的無線溫度探測系統。
【背景技術】
[0002] 隨著科技的逐漸發展，在工業等各個方面，溫度控制成為一個關鍵的技術難點，因 為大多數需要監測的溫度點無法直接接觸，而傳統的溫度測量，都是從傳感器引出線纜到 達顯示面板或主機，才能測量溫度的變化。對於一些腐蝕性強或密封性高，溫度測量與主機 距離遠的環境，有線溫度測量實現起來就比較困難。雖然溫度變送器的出現解決了短距離 溫度的測量，但其仍然依賴於線纜，而且隨著距離的增加，信號衰減很快，無法適用於遠距 離溫度測量。這時候無線溫度的監測就顯得格外重要。基於單片機的溫度無線探測則讓檢 測數據更易與操作、處理以適應各種不同設備的要求。除了工業方面的應用，像生活的、醫 療領域也可以廣泛應用。
[0003] 現在的溫度探測設備有很多，對每個不同的特殊環境都有對應的專用探測設備， 但是適用範圍都很有限。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於提供一種基於單片機的無線溫度探測，解決了現有的有線溫度 測量設備受線纜限制，應用範圍小的問題。
[0005] 本發明所採用的技術方案是由遠程溫度測量系統和溫度數據接收系統組成；
[0006] 所述遠程溫度測量系統通過溫度傳感器，對目標進行測溫，將測溫結果信號傳送 給第一處理控制模塊，第一處理控制模塊接收溫度傳感器探測到的溫度信號數據後通過無 線發射模塊電路發送出去；
[0007] 所述溫度數據接收系統通過無線接收模塊電路接收無線發送來的溫度信號數據， 傳送給第二處理控制模塊，第二處理控制模塊將溫度信號數據在顯示模塊上顯示出來。
[0008] 進一步，本發明的遠程溫度測量系統設置多個，且分別設置在測量目標處。
[0009] 進一步，所述溫度傳感器採用DS18B20晶片。
[0010] 進一步，所述第一處理控制模塊和第二處理控制模塊均採用89s51單片機。
[0011] 進一步，所述無線發射模塊電路採用PT2262+315M無線模塊；所述無線接收模塊 電路採用PT2272+315M無線模塊。
[0012] 本發明的有益效果是採用了無線溫度測量技術，應用範圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明一種基於單片機的無線溫度探測系統結構示意圖；
[0014] 圖2是本發明遠程溫度測量系統電路原理圖；
[0015] 圖3是本發明溫度數據接收系統電路原理圖；
[0016] 圖4是本發明無線數據發送流程示意圖；
[0017] 圖5是本發明無線數據接收流程示意圖。
[0018] 圖中，1.遠程溫度測量系統，2.溫度數據接收系統，101.溫度傳感器，102.第一 處理控制模塊，103.無線發射模塊電路，201.無線接收模塊電路，202.第二處理控制模塊， 203.顯示模塊。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0020] 如圖1所示，本發明包括遠程溫度測量系統1和溫度數據接收系統2 ;
[0021] 所述遠程溫度測量系統1通過溫度傳感器101，對目標進行測溫，將測溫結果信號 傳送給第一處理控制模塊102,第一處理控制模塊102接收溫度傳感器101探測到的溫度信 號數據後通過無線發射模塊電路103發送出去；圖2為遠程溫度測量系統1的電路連接圖。
[0022] 所述溫度數據接收系統2通過無線接收模塊電路201接收無線發送來的溫度信 號數據，傳送給第二處理控制模塊202,第二處理控制模塊202將溫度信號數據在顯示模塊 203上顯示出來。圖3為溫度數據接收系統2的電路連接圖。
[0023] 本發明的遠程溫度測量系統1設置多個，分別設置在測量目標處。
[0024] 本發明中，溫度傳感器101採用DS18B20晶片。其具有體積小、精度高、硬體開銷 低、抗幹擾能力強等特點，最主要還是輸出的信號完全是數位化，這樣可以直接把探測到的 溫度信號直接傳送到單片機中進行處理及控制，省去了一些外圍電路。因為其穩定的物理 化學性質，它常常被用作工業上的測溫元件，而且其線性度還不錯，在〇到100攝氏度都能 保持偏差不大於1攝氏度。而且因為其單總線傳輸的特點，單片機可以由一根總線帶多個 DS18B20溫度傳感器，方便實現多點測量。DS18B20內部有兩種晶振，其中低溫度係數晶振 的振蕩頻率受溫度的影響很小，用於產生固定頻率的脈衝信號送給減法計數器1，高溫度系 數晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數器2的脈衝輸入，圖 中還隱含著計數門，當計數門打開時，DS18B20就對低溫度係數振蕩器產生的時鐘脈衝後進 行計數，進而完成溫度測量。計數門的開啟時間由高溫度係數振蕩器來決定，每次測量前， 首先將-55°C所對應的基數分別置入減法計數器1和溫度寄存器中，減法計數器1和溫度 寄存器被預置在_55°C所對應的一個基數值。減法計數器1對低溫度係數晶振產生的脈衝 信號進行減法計數，當減法計數器1的預置值減到〇時溫度寄存器的值將加1，減法計數器 1的預置將重新被裝入，減法計數器1重新開始對低溫度係數晶振產生的脈衝信號進行計 數，如此循環直到減法計數器2計數到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中 的數值即為所測溫度。
[0025] 第一處理控制模塊102和第二處理控制模塊202均採用51系列單片機89s51單 片機作為控制器。該晶片在性能方面優異、同時功耗卻很低還具有8K可編程的快閃記憶體，所以 這類單片機具有編程靈活、體積小、硬體簡單、安裝方便等特點。在對多個DS18B20溫度傳 感器101控制工作的同時，還能與PC機通信。另外單片機廣泛的應用在工業控制上，相應 的編程技術及外圍功能電路都很成熟。
[0026] 無線發射模塊電路103(PT2262+315M無線模塊），工作原理：引腳1到引腳8作 為地址碼並且都接地置0,第10到第13引腳作為數據碼的輸入端，這也就是通常採用的編 碼器接法。編碼器的數據輸入端分別與第一處理控制模塊102的數據端（即引腳P2. 0到 P2. 3)相連。第一處理控制模塊102通過編碼器的數據端輸入寫入從溫度傳感器101接收 到的溫度數據，從而實現編碼並發送出去。其中編碼晶片的14引腳為編碼晶片的啟動端， 本發明中該引腳接地置〇,也就是編碼晶片一直在工作中，只要有有效的信號輸入，編碼器 就會立刻進行編碼再由17引腳將該編碼後的信號輸出，最後通過315M無線模塊發送出去。 如圖4所示為本發明無線數據發送的流程。
[0027] 無線接收模塊電路201(PT2272+315M無線模塊），工作原理：因為編碼晶片的第1 到第8引腳全部接地置0也就是地址碼全部為0,所以為了使編解碼晶片之間能匹配使用， 解碼晶片的地址碼也需要相同，也就是第1到第8引腳也全部接地置0。同樣解碼晶片的數 據埠也是引腳10到引腳13,不過與之相連的是單片機Pl口（即PL0到PL3)，經過譯 碼晶片解碼後的數據輸入到第二處理控制模塊202進一步處理，無線收發模塊的工作就算 完成了。顯示模塊203的液晶接口電路採用IXD1602型號液晶顯示晶片。如圖5所示為本 發明的無線數據接收流程。
[0028] 本發明針對溫度探測的現狀，提供了一種基於單片機的無線溫度探測，在保證穩 定性、實時性、功耗低的情況下，實現遠近距離的溫度探測以及無線數據傳輸，最終實現溫 度的探測。可以快速探測物體的溫度，而且體積小巧便於攜帶，為進一步科學研究提供便 利。
[0029] 1、首先是對物體溫度的採集，然後發送到單片機處理。
[0030] 2、無線通信、串口通信模塊：檢驗探測器在不同距離（如10m、20m、30m····)下的誤 碼率等，溫度探測器與PC機之間的通訊情況。
[0031] 3、對單片機傳送過來的數據進行處理並顯示出來。
[0032] 本發明的優點有：
[0033] 1、節省成本、使用範圍廣、安裝簡單。傳統的溫度探測普遍需要安裝電纜，而安裝 線纜的真實花費可以達到幾萬元人民幣並且安裝之後不容易更改。無線通信卻能很容易地 跨躍這些障礙，並且不需要可見的線就能工作。它可以穿越隔板和牆，並在建築物之間建 立連結。它還能在很短的時間內安裝好。
[0034] 2、探測距離更遠更廣。現在的溫度探測一般都是近距離的測量，對於超高溫物體 還是難以測量，而我們團隊製作的這個不僅可以遠距離傳輸數據，還可以遠距離測量物體 的溫度，適用範圍更廣。
[0035] 3、易於修改及功能擴展。相對於傳統溫度探測的功能都固化不易修改，基於單片 機的無線溫度探測，一個重要的特點就是該系統由單片機程序控制，針對複雜多變的環境 及個人不同的使用要求，可以編寫相應的程序寫入單片機。而且單片機有多個引腳及擴展 口可以用於添加其他功能，便於應用在其他設備中。
[0036] 下面列舉具體實施例對本發明進行說明。
[0037] 實施例1 :
[0038] 測試無線傳輸距離，測試結果如下表1所示。
[0039] 表 1
[0040]
【權利要求】
1. 一種基於單片機的無線溫度探測系統，其特徵在於：由遠程溫度測量系統（1)和溫 度數據接收系統（2)組成； 所述遠程溫度測量系統（1)通過溫度傳感器（101)，對目標進行測溫，將測溫結果信號 傳送給第一處理控制模塊（102)，第一處理控制模塊（102)接收溫度傳感器（101)探測到的 溫度信號數據後通過無線發射模塊電路（103)發送出去； 所述溫度數據接收系統（2)通過無線接收模塊電路（201)接收無線發送來的溫度信號 數據，傳送給第二處理控制模塊（202)，第二處理控制模塊（202)將溫度信號數據在顯示模 塊（203)上顯示出來。
2. 按照權利要求1所述一種基於單片機的無線溫度探測系統，其特徵在於：本發明的 遠程溫度測量系統（1)設置多個，且分別設置在測量目標處。
3. 按照權利要求1所述一種基於單片機的無線溫度探測系統，其特徵在於：所述溫度 傳感器（101)採用DS18B20晶片。
4. 按照權利要求1所述一種基於單片機的無線溫度探測系統，其特徵在於：所述第一 處理控制模塊（102)和第二處理控制模塊（202)均採用89s51單片機。
5. 按照權利要求1所述一種基於單片機的無線溫度探測系統，其特徵在於：所述無 線發射模塊電路（103)採用PT2262+315M無線模塊；所述無線接收模塊電路（201)採用 PT2272+315M無線模塊。
【文檔編號】G08C17/02GK104376709SQ201410682632
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年11月24日
【發明者】陳春雷, 石友彬, 王慧, 蔡宏英, 繆永強, 曾慶標 申請人:廣東海洋大學