一種氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統的製作方法

2023-05-03 02:23:36 1

專利名稱：一種氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及氙燈耐氣候試驗設備，具體地，涉及一種氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統。
背景技術：
目前，氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統包括輻照單元、控制單元、黑板溫度計、紅外發射端與紅外接收端(如圖1所示)，其中，黑板溫度計用於檢測試驗空間的黑板溫度，檢測結果通過紅外發射端與紅外接收端傳輸到控制單元；控制單元進行自動運算後， 根據計算結果調節輻照單元的輸出量，從而形成閉環控制。上述氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統的結構示意圖如圖2所示，包括黑板溫度計1、紅外發射端3與紅外接收端2，黑板溫度計1通過數據連接線與紅外發射端3 連接，紅外接收端2與紅外發射端3配合設置。上述技術雖然可以閉環控制輻照單元的輸出量，但還具有以下特點(1)需採用碳刷，且需定期更換；( 受視距影響，傳輸距離較短，且有效角度小；C3)要求通信設備的位置固定，佔用空間較大；(4)點對點的傳輸連接，無法靈活地組建網絡，一套氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統只能同時檢測一個溫度點。綜上所述，在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術中至少存在以下缺陷(1)結構複雜需採用碳刷，且需定期更換；要求通信設備的位置固定，且有效角度小；(2)成本高需定期更換碳刷，硬體成本較高；一套氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統只能同時檢測一個溫度點，利用率低；(3)靈活性差點對點的傳輸連接，無法靈活地組建網絡；(4)檢測範圍小受視距影響，傳輸距離較短，且有效角度小。
發明內容本實用新型的目的在於，針對上述問題，提出一種氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，以實現結構簡單、成本低、靈活性好與檢測範圍大的優點。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，包括輻照單元、控制單元、黑板溫度計、發射端與接收端，其中，所述控制單元、輻照單元、黑板溫度計、發射端與接收端依次連接，所述控制單元與接收端連接。進一步地，所述發射端為ZigBee發射端，接收端為ZigBee接收端。進一步地，所述ZigBee發射端包括型號為CCM30的溫度集成晶片、直流電源、分壓電阻R1、瞬態電壓抑制二級管TVS、以及型號為DSI8B20的溫度傳感器，其中所述型號為 CC2430的溫度集成晶片的P0. 4，與分壓電阻Rl的第二連接端、瞬態電壓抑制二級管TVS的陰極、以及型號為DSI8B20的溫度傳感器的第二連接端連接；所述分壓電阻Rl的第一連接端接直流電源，並與型號為DSI8B20的溫度傳感器的第一連接端連接；所述瞬態電壓抑制二級管TVS的陽極接地，型號為DSI8B20的溫度傳感器的第三連接端接地。進一步地，所述ZigBee接收端包括型號為CCM30的溫度集成晶片、型號為 TLC1453的隔離模塊、第一限流電阻R2、第二限流電阻R3、第三限流電阻R4、第四限流電阻 R5、第五限流電阻R6、第一滑動變阻器RS1、第二滑動變阻器RS2、運算放大器Al與三極體 Tl，其中所述型號為CCM30的溫度集成晶片的電源端接3. 3V電源，接地端接地，P0. 7端與型號為TLC1453的隔離模塊的SSK端連接，P0. 6端與型號為TLC1453的隔離模塊的DIN 端連接，P0. 5端與型號為TLC1453的隔離模塊的CS端連接；所述型號為TLC1453的隔離模塊的電源端接3. 3V電源，接地端接地，Vrff端依次與第一限流電阻R2、第一滑動變阻器 RSl及第三限流電阻R4連接，第三限流電阻R4遠離第一滑動變阻器RSl的一端為輸出端 lout，第一滑動變阻器RSl與第三限流電阻R4的公共端與運算放大器Al的同相輸入端連接；Dout端經第二限流電阻R3與第二滑動變阻器RS2，接運算放大器Al的同相輸入端；所述運算放大器Al的反相輸入端接地，電源端接3. 3V電源，接地端接地，輸出端經第四限流電阻R5、與三極體Tl的基極連接；所述三極體Tl的集電極接3. 3V電源，發射極接地、並經第五限流電阻R6接輸出端lout。本實用新型各實施例的氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，由於包括輻照單元、控制單元、黑板溫度計、發射端與接收端，其中，控制單元、輻照單元、黑板溫度計、發射端與接收端依次連接，控制單元與接收端連接；發射端與接收端採用ZigBee技術，有利於提高傳輸距離，使用方便，且支持多點檢測；從而可以克服現有技術中結構複雜、成本高、 靈活性差與檢測範圍小的缺陷，以實現結構簡單、成本低、靈活性好與檢測範圍大的優點。本實用新型的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的限制。在附圖中圖1為現有技術中氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統的工作原理框圖；圖2為現有技術中氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統的結構示意圖；圖3為根據本實用新型氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統的工作原理框圖；圖如為根據本實用新型氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統中ZigBee發射端的工作原理框圖；圖4b為根據本實用新型氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統中ZigBee接收端的工作原理框圖；圖5為根據本實用新型氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統中DS18B20的工作流程示意圖；圖6為根據本實用新型氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統的結構示意圖。[0026]結合附圖，本實用新型實施例中附圖標記如下1-黑板溫度計；2-紅外接收端；3-紅外發射端；4-ZigBee發射端；5-ZigBee接收端。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。根據本實用新型實施例，提供了一種氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統。 如圖3-圖6所示，本實施例包括輻照單元、控制單元、黑板溫度計、發射端與接收端，其中， 控制單元、輻照單元、黑板溫度計、發射端與接收端依次連接，控制單元與接收端連接。具體地，黑板溫度計檢測黑板溫度，檢測到的數據由發射端發送，再由接受端接受 (安裝與電路板上)並將接收到的信息傳輸至控制單元，由控制單元進行自動運算，以調節輻照單元的輸出量，從而控制黑板溫度；這樣就可以此形成閉環控制，以達到檢測黑板溫度的功能。 在上述實施例中，發射端為ZigBee發射端，接收端為ZigBee接收端。這裡，ZigBee 技術具有以下優點(1) >ZigBee技術在低耗電待機模式下，2節5號乾電池可支持1個節點工作6-M個月，甚至更長，與紅外技術相比消耗更小這是Zigbee的突出優勢；(2)、ZigBee 技術傳輸距離達到上百米完全滿足設備的需要；(3)、ZigBee技術結構簡單、使用方便、工作可靠、價格低廉、體積小巧；(4)、ZigBee技術支持多點檢測。進一步地，在上述實施例中，上述ZigBee發射端包括型號為CCM30的溫度集成晶片、直流電源、分壓電阻R1、瞬態電壓抑制二級管TVS、以及型號為DSI8B20的溫度傳感器， 其中型號為CCM30的溫度集成晶片的P0. 4，與分壓電阻Rl的第二連接端、瞬態電壓抑制二級管TVS的陰極、以及型號為DSI8B20的溫度傳感器的第二連接端連接；分壓電阻Rl的第一連接端接直流電源，並與型號為DSI8B20的溫度傳感器的第一連接端連接；瞬態電壓抑制二級管TVS的陽極接地，型號為DSI8B20的溫度傳感器的第三連接端接地。這裡，CC2430是一顆真正的系統晶片(簡稱SoC) CMOS解決方案，這種解決方案能夠提高性能並滿足以ZigBee為基礎的2. 4GHz ISM波段應用，及對低成本，低功耗的要求； 它結合一個高性能2. 4GHz直接序列擴頻(簡稱DSSS)射頻收發器核心和一顆工業級小巧高效的8051控制器。這裡，型號為DSI8B20的溫度傳感器對所測數據的轉換結果以16bit帶符號位擴展的二進位補碼的形式存放在寄存器中(詳見表一)，當5為0時，表示溫度為正；當S為 1時，表示溫度為負。其它的位數是數據位，位數越多解析度越高。型號為DSI8B20的溫度傳感器支持9位、10位、11位、12位的溫度顯示，其解析度分別為0.5°C，0. 25°C、0. 125°C、 0. 0625°C，其默認為12位，溫度解析度為0. 06250C ο表一型號為DSI8B20的溫度傳感器的寄存器格式 根據表一可得溫度的計算公式，以溫度解析度為0. 0625°C為例(其中MSB為溫度的高位，LSB為溫度的低位)。(1)溫度為正時，只要將測到的數值乘於0.0625即可得到實際溫度，公式如下 T = [r(MSB&7) X256+LSB] X0. 0625°C ； (2)溫度為負時，測到的數值需要取反加1再乘於 0. 0625 才可得到實際溫度，公式如下=T = -[(256-MSB) X256-LSB] Χ0. 06250C0以上二式中，中括號內的數值均為二進位，在計算完成後應轉化為十進位。根據以上溫度轉換公式，型號為DSI8B20的溫度傳感器通過其內部的數字轉換電路將模擬量轉換為數字量，通過顯示模塊直接以數字方式顯示溫度。為了實現溫度採集，型號為DSI8B20的溫度傳感器嚴格遵循單總線協議，工作時主機先發出一個復位脈衝，使總線上的所有型號為DSI8B20的溫度傳感器位，接著發送ROM 操作指令，使序列號匹配的型號為DSI8B20的溫度傳感器被激活，準備接受RAM訪問指令； RAM訪問指令控制選中的型號為DSI8B20的溫度傳感器工作狀態，完成整個溫度轉換、讀取等工作。整個操作主要包括三個關鍵過程主機搜索型號為DSI8B20的溫度傳感器序列號、啟動在線型號為DSI8B20的溫度傳感器作溫度轉換、讀取溫度值。由於51單片機硬體並不支持單總線協議，因此必須用軟體的方法模擬單總線的協議時序來完成對型號為 DSI8B20的溫度傳感器的訪問。型號為DSI8B20的溫度傳感器的工作流程示意圖如圖5所示。在圖5中，型號為DSI8B20的溫度傳感器的工作流程包括以下步驟步驟101 初始化 DSI8B20 ；步驟102 發搜索ROM命令；步驟103 讀在線DSI8B20序列號；步驟104 判斷是否存在一個DSI8B20，若是，則轉至步驟101 ；否則，執行步驟 105 ；步驟105 再次初始化DSI8B20 ；步驟106 發跳過ROM命令；步驟107 發溫度轉換命令；步驟108 等待溫度轉換；步驟109:置位1= 1;步驟110 再次初始化DSI8B20 ；步驟111 發匹配ROM命令；步驟112 發一個DSI8B20序列號；步驟113 發讀存儲器命令；
6[0056]步驟114 讀匹配的DSI8B20溫度；步驟115 判斷在線所有DSI8B20是否訪問完若是，則轉至步驟106 ；否則，轉至步驟108。上述實施例中氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統的結構示意圖如圖6所示，包括黑板溫度計l、ZigBee發射端4與ZigBee接收端5，黑板溫度計1通過數據連接線與ZigBee發射端4連接；ZigBee接收端5與ZigBee發射端4配合設置。上述ZigBee接收端5包括型號為CCM30的溫度集成晶片、型號為TLC1453的隔離模塊、第一限流電阻R2、第二限流電阻R3、第三限流電阻R4、第四限流電阻R5、第五限流電阻R6、第一滑動變阻器RS1、第二滑動變阻器RS2、運算放大器Al與三極體Tl，其中型號為CCM30的溫度集成晶片的電源端接3. 3V電源，接地端接地，P0. 7端與型號為TLC1453的隔離模塊的SSK端連接，P0. 6端與型號為TLC1453的隔離模塊的DIN端連接，P0. 5端與型號為TLC1453的隔離模塊的CS端連接；型號為TLC1453的隔離模塊的電源端接3. 3V電源， 接地端接地，Vrff端依次與第一限流電阻R2、第一滑動變阻器RS 1及第三限流電阻R4連接，第三限流電阻R4遠離第一滑動變阻器RSl的一端為輸出端lout，第一滑動變阻器RSl 與第三限流電阻R4的公共端與運算放大器Al的同相輸入端連接；Dout端經第二限流電阻 R3與第二滑動變阻器RS2，接運算放大器Al的同相輸入端；運算放大器Al的反相輸入端接地，電源端接3. 3V電源，接地端接地，輸出端經第四限流電阻R5、與三極體Tl的基極連接； 三極體Tl的集電極接3. 3V電源，發射極接地、並經第五限流電阻R6接輸出端lout。綜上所述，本實用新型各實施例的氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，由於包括輻照單元、控制單元、黑板溫度計、發射端與接收端，其中，控制單元、輻照單元、黑板溫度計、發射端與接收端依次連接，控制單元與接收端連接；發射端與接收端採用ZigBee 技術，有利於提高傳輸距離，使用方便，且支持多點檢測；從而可以克服現有技術中結構複雜、成本高、靈活性差與檢測範圍小的缺陷，以實現結構簡單、成本低、靈活性好與檢測範圍大的優點。最後應說明的是以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，其特徵在於，包括輻照單元、控制單元、黑板溫度計、發射端與接收端，其中，所述控制單元、輻照單元、黑板溫度計、發射端與接收端依次連接，所述控制單元與接收端連接。
2.根據權利要求1所述的氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，其特徵在於，所述發射端為ZigBee發射端，接收端為ZigBee接收端。
3.根據權利要求2所述的氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，其特徵在於，所述ZigBee發射端包括型號為CCM30的溫度集成晶片、直流電源、分壓電阻R1、瞬態電壓抑制二級管TVS、以及型號為DSI8B20的溫度傳感器，其中所述型號為CCM30的溫度集成晶片的P0. 4，與分壓電阻Rl的第二連接端、瞬態電壓抑制二級管TVS的陰極、以及型號為DSI8B20的溫度傳感器的第二連接端連接；所述分壓電阻Rl的第一連接端接直流電源，並與型號為DSI8B20的溫度傳感器的第一連接端連接；所述瞬態電壓抑制二級管TVS的陽極接地，型號為DSI8B20的溫度傳感器的第三連接端接地。
4.根據權利要求2所述的氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，其特徵在於，所述ZigBee接收端包括型號為CCM30的溫度集成晶片、型號為TLC1453的隔離模塊、第一限流電阻R2、第二限流電阻R3、第三限流電阻R4、第四限流電阻R5、第五限流電阻R6、第一滑動變阻器RS1、第二滑動變阻器RS2、運算放大器Al與三極體Tl，其中所述型號為CCM30的溫度集成晶片的電源端接3. 3V電源，接地端接地，P0. 7端與型號為TLC1453的隔離模塊的SSK端連接，P0. 6端與型號為TLC1453的隔離模塊的DIN端連接，P0. 5端與型號為TLC1453的隔離模塊的CS端連接；所述型號為TLC1453的隔離模塊的電源端接3. 3V電源，接地端接地，Vrff端依次與第一限流電阻R2、第一滑動變阻器RS 1及第三限流電阻R4連接，第三限流電阻R4遠離第一滑動變阻器RSl的一端為輸出端lout，第一滑動變阻器RSl與第三限流電阻R4的公共端與運算放大器Al的同相輸入端連接；Dout端經第二限流電阻R3與第二滑動變阻器RS2，接運算放大器Al的同相輸入端；所述運算放大器Al的反相輸入端接地，電源端接3. 3V電源，接地端接地，輸出端經第四限流電阻R5、與三極體Tl的基極連接；所述三極體Tl的集電極接3. 3V電源，發射極接地、並經第五限流電阻R6接輸出端 Iout0
專利摘要本實用新型公開了一種氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，包括輻照單元、控制單元、黑板溫度計、發射端與接收端，其中，所述控制單元、輻照單元、黑板溫度計、發射端與接收端依次連接，所述控制單元與接收端連接。本實用新型所述氙燈耐氣候試驗箱黑板溫度無線傳輸系統，可以克服現有技術中結構複雜、成本高、靈活性差與檢測範圍小等缺陷，以實現結構簡單、成本低、靈活性好與檢測範圍大的優點。
文檔編號G01K7/00GK201936438SQ201020672948
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者單金華, 孫國偉 申請人:無錫市錦華試驗設備有限公司