[實用新型]一種超低功耗無線數字式溫度傳感器

無效

• 申請號: 200920032195.2
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN201368776Y
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 兀旦暉;楊萍;趙晨飛;李秦君
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 汪人和

技術領域

本實用新型屬于溫度傳感器制造領域，涉及一種數字式溫度傳感器，尤其是一種超低功耗無線數字式溫度傳感器。

背景技術

傳感器在現場控制與測試系統中應用廣泛。隨著人們對傳感器性能的要求越來越高，傳統傳感器已經無法滿足現有需求，于是在傳感器的研制中引入了以微處理器為代表的高新技術，將其稱為數字式傳感器，這種數字式傳感器是把被測參量轉換成數字量輸出的傳感器。它是測量技術、微電子技術和計算技術的綜合產物，是傳感器技術的發展方向之一。數字式傳感器一般是指那些適于直接地把輸入量轉換成數字量輸出的傳感器，包括光柵式傳感器、磁柵式傳感器、碼盤、諧振式傳感器、轉速傳感器、感應同步器等。廣義說，所有模擬式傳感器的輸出都可經過數字化(見模數轉換器)而得到數字量輸出，這種傳感器可稱為數字系統或廣義數字式傳感器。數字式傳感器的優點是測量精度高、分辨率高、輸出信號抗干擾能力強和可直接輸入計算機處理等。

在數字傳感器的發展當中，數字式溫度傳感器是重要一種，數字式溫度傳感器得到了廣泛的應用，但目前市場上的數字式溫度傳感器基本都是需要實體數據線和電源線來連接的。而現今在工業、科學研究以及醫療設備中，出現了大量需要進行通信的設備，這些設備通信距離較近、數據量較小、不適合布線。因此，要求數字式溫度傳感器具有體積小、功耗低、成本低、使用方便等特點，這種實際生產中對數字式溫度傳感器的要求已成為其發展的趨勢。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種超低功耗無線數字溫度傳感器。這種無線數字溫度傳感器不但體積小、功耗低、成本低，而且通信距離遠、通信可靠性高、使用方便。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來解決的：

這種超低功耗無線數字式溫度傳感器，包括溫度傳感器和單片機，其特征在于：所述單片機有兩個，分別為第一單片機和第二單片機，所述第一單片機分別連接有溫度傳感器和第一無線收發芯片；所述第二單片機分別連接有第二無線收發芯片和上位機。

上述溫度傳感器為DS18B20芯片；所述第一單片機和第二單片機均為PIC16F73；所述第一無線收發芯片和第二無線收發芯片均采用nRF901；所述上位機為微型計算機。

以上所述第二單片機通過RS232接口與上位機通信。

本實用新型具有以下有益效果：

1)耗能低：作為一款專門為低功耗系統而設計的無線數字溫度傳感器，具有低電平供電、低功耗的特點，其供電電壓為3V，在發送狀態下，系統電流為0.75mA；在休眠狀態下，系統電流小于10μA。該溫度傳感器的休眠時間為2.3s，工作時間為0.6s，這樣，5400mAh的鋰電流可以使用3年半。

2)通信可靠：經過對該無線溫度傳感器的測試，在數據速率為100kbps、通信距離為30m(市區內)時，通信誤碼率為10^-2～10^-4。在物理層，模塊采用曼徹斯特編碼技術發送數據，從而保證通信中的同步問題；而在數據鏈路層，使用CRC(循環冗余編碼)進行數據幀校驗，用以保證數據到達用戶應用層以后的可靠性。

3)通信距離遠：本實用新型的發送功率為10dBm，而在數據速率為100kbps、通信二進制誤碼率為10^-2的條件下，模塊的接收靈敏度為-100dBm，在市區環境中，可靠通信距離為40m。

4)而且本實用新型都采用集成芯片實現溫度的采集，數據處理以及數據的無線傳輸，其高度集成的特點使得其自身體積非常小，使用極為方便，同時本實用新型采用常見芯片，有效降低了成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的功能模塊框圖；

圖2為本實用新型的溫度測量電路圖；

圖3為本實用新型的無線收發電路圖；

圖4為本實用新型的溫度測量工作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：

參見圖1，本實用新型整體包括兩大部分：發射機部分和接收機部分，其中發射機部分包括溫度傳感器、第一單片機和第一無線收發芯片，接收機部分包括第二無線收發芯片、第二單片機和上位機。所述第一單片機分別雙向連接有溫度傳感器和第一無線收發芯片；所述第二單片機分別雙向連接有第二無線收發芯片和上位機。以上溫度傳感器為DS18B20芯片；第一單片機和第二單片機均為PIC16F73；第一無線收發芯片和第二無線收發芯片均采用nRF901(單片射頻收發芯片)；上位機為微型計算機。以上各個芯片均使用電池供電。