[發明專利]一種基于注冊機制的多點測溫控制系統

有效

• 申請號: 201210381580.4
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102901571A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 廖晶晶;鄭志偉;唐智勇;古軍海;陳浩;何婷婷;譚浩廣
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: G01K1/02
• 分類號: G01K1/02
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

技術領域

本發明涉及單總線溫度傳感器多點測溫控制系統領域，尤其設計了一種基于注冊機制的，方便管理和維護的單總線溫度傳感器多點測溫控制系統。

背景技術

單總線溫度傳感器多點測溫控制系統無論在工業制造領域還是生活領域中都扮演著重要的角色。與傳統的模擬信號遠距離溫度測量系統相比，該系統避免了引線誤差補償問題、多點測量切換誤差問題、放大電路零點漂移誤差等技術問題。譬如抗干擾能力強的數字式單總線溫度傳感器DS18B20，其造價成本相對低，體積小、精度高，可以直接將溫度數據進行編碼，且可以只使用單根電纜傳輸溫度數據，通信方便、傳輸距離遠且抗干擾性好，使得該系統得以簡化，與傳統的溫度傳感器組成的多點測溫系統相比也節省了大量的電纜，且在實際的應用中取得良好的測溫效果。因此DS18B20多點測溫控制系統具有非常大的應用市場。

在產品制造領域中，DS18B20多點測溫控制系統已經發揮了巨大作用，廣泛地應用于各種電子產品、電器產品的模擬工作環境測試，如很多生產電冰箱的廠家的生產線配套有冰箱溫度微機自動檢測系統，該系統原理基于DS18B20多點測溫控制系統，同時對多臺電冰箱降溫曲線進行測試來判斷電冰箱是否合格等；在工業控制領域中，DS18B20多點測溫控制系統也發揮了巨大作用，尤其是在大型糧倉或倉庫、釀酒廠、食品加工廠、溫室、儀器儀表室等的溫度檢測和控制，是增加了安全的一種必不可少的措施。

單總線溫度傳感器多點測溫控制系統在國內外呈現蓬勃發展的趨勢，我國也不例外，DS18B20多點測溫控制系統的結構主要有四類：

一、以單片機為處理核心，每一個I/O口掛一個DS18B20這種方案設計雖然采樣的數據比較快，但是占用很多的I/O口資源，擴展性不好；

二、以單片機為處理核心，用撥動開關編碼的形式來選擇單總線上相應的傳感器工作該設計設計方案的硬件電路設計相對復雜，手動控制遠不能滿足智能控制的要求，且擴展性受到硬件資源的限制；

三、以單片機為處理核心，外接存儲器存儲保存DS18B20的ID號及對應的位置編號，實現了單總線上傳感器的自動控制。但是此類系統在替換新的傳感器或新增測溫點時，需要重新固化程序即對單片機重新進行編程或重新擦寫外部存儲器，維護極為不方便，達不到實時的控制的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于注冊機制的多點測溫控制系統，它可以根據用戶的需求，在上位機或注冊電路對傳感器ID進行注冊或注銷，控制測溫點數量，實現資源的合理利用；同時通過注冊機制能夠無需重新固化程序就能及時迅速地更換出現故障、新增或刪減傳感器，為實際系統維護和管理提供了極大的方便。

實現本發明目的的技術方案是：

一種基于注冊機制的多點測溫控制系統，包括主控CPU系統電路模塊、與CPU主控模塊連接的ROM外接存儲器模塊、USB通信電路模塊、串口LCD顯示電路模塊、ID讀取電路、系統時鐘電路、矩陣鍵盤電路模塊及PC端上位機監控和單總線溫度傳感器ID管理系統模塊等，與現有技術不同的是：以ARM芯片為處理核心，通過與上位機通信，引入溫度傳感器ID注冊機制，在更換和增刪傳感器接點時，只需在上位機或注冊電路對傳感器ID進行操作。

所述的溫度傳感器采用星型和總線型拓補連接結構。

所述的注冊機制分為自動注冊電路和手動注冊電路，自動注冊電路由主控CPU和CPLD構成，CPLD保證每一個傳感器對應確定的一個地址（位置）取值，在監控系統中完成自動注冊功能；手動注冊電路由串口LCD顯示電路、矩陣鍵盤電路和主控CPU電路構成，可以通過串口LCD顯示電路顯示主控CPU下掛溫度傳感器的ID，并通過矩陣鍵盤對ID和位置編碼進行一一對應，完成手動注冊功能。

所述的監控系統通過USB通信模塊與PC端上位機監控及單總線溫度傳感器ID注冊管理系統進行通信，上位機監控及單總線溫度傳感器ID注冊管理系統軟件開啟時，會對監控系統發起獲取控制權的請求，正常運行軟件后，監控系統的LCD顯示電路和矩陣鍵盤電路會被屏蔽，所有傳感器ID的注冊、注銷操作，均由上位機軟件完成，并寫入外部存儲器中。

本發明的有益效果是：

1、采用了ARM處理器技術結合RT-Thread操作系統實現數據采集和外圍結構的數據通信，實現多任務的協同工作，保證了數據采集、數據通信的精確性和可靠性。