[實用新型]一種基于無線射頻技術的溫度測量系統

有效

• 申請號: 201320187051.0
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN203191098U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 單慧琳;張銀勝
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00;G08C17/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;裴詠萍

技術領域

????本實用新型涉及一種溫度測量系統，具體涉及一種采用無線射頻技術進行信號傳輸的溫度測量系統。

背景技術

由于生活環境、設備溫度控制和工業過程控制等需要，溫度采集與測量被廣泛應用于人們的日常生活和工業控制中等。基于溫度測量的重要性，現在非常多的高新技術也開始應用于該領域，拓展了溫度監控系統的應用范圍，提高了可靠性，為溫度的實時監控提供了高效率與高穩定性。傳統的溫度測量系統大部分采用有線傳輸為主，一旦距離過長，不僅增加成本，還會影響數據的有效傳輸。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種能有效進行溫度信號傳輸的溫度測量系統。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種基于無線射頻技術的溫度測量系統，包括溫度傳感器、CPLD控制器Ⅰ、射頻收發模塊Ⅰ、CPLD控制器Ⅱ、射頻收發模塊Ⅱ和計算機；溫度傳感器通過CPLD控制器Ⅰ與射頻收發模塊Ⅰ相連；計算機通過CPLD控制器Ⅱ和射頻收發模塊Ⅱ相連；射頻收發模塊Ⅰ與射頻收發模塊Ⅱ通訊相連。

上述溫度測量系統還包括電源Ⅰ和電源Ⅱ；電源Ⅰ分別與CPLD控制器Ⅰ和射頻收發模塊Ⅰ相連；電源Ⅱ分別與CPLD控制器Ⅱ和射頻收發模塊Ⅱ相連。

其中，溫度傳感器采用MAX6627芯片；?CPLD控制器Ⅰ、Ⅱ均選用EPM3128ATC144-10；射頻收發模塊Ⅰ、Ⅱ均采用nRF905芯片。

本實用新型相比現有技術具有以下優點：本實用新型采用射頻無線傳輸方式將溫度信息傳輸到計算機中，實現了對溫度的實時無線采集和監控，提高了工業安全生產效率和監控力度。本實用新型組網簡單，溫度傳感器終端容易接入系統，提高了設備的靈活性，具有較高的實用價值、經濟價值和廣泛的應用前景。

附圖說明

????圖1為本實用新型溫度測量系統的結構框圖。

具體實施方式

????下面結合附圖對本實用新型溫度測量系統進行詳細說明。

如圖1所示，本實用新型溫度測量系統包括溫度傳感器、CPLD控制器Ⅰ、射頻收發模塊Ⅰ、電源Ⅰ、計算機、CPLD控制器Ⅱ、射頻收發模塊Ⅱ和電源Ⅱ。其中溫度傳感器通過CPLD控制器Ⅰ與射頻收發模塊Ⅰ相連，電源Ⅰ為CPLD控制器Ⅰ和射頻收發模塊Ⅰ供電。射頻收發模塊Ⅱ通過CPLD控制器Ⅱ與計算機依次相連，電源Ⅱ為CPLD控制器Ⅱ和射頻收發模塊Ⅱ供電。

溫度傳感器采用Maxim公司的MAX6627，采用小巧的八腳SOT－23封裝，測溫范圍為-55～+150℃，它將被測溫度轉化成16位的數字信號以串行方式由SPI口輸出。

CPLD控制器Ⅰ、Ⅱ選用ALTERA公司的EPM3128ATC144-10，兼容3.3?V和5?V的I/O口，其存儲器類型為EEPROM，屬于MAX?3000A系列，采用0.3μm?CMOS工藝制造。可用門數為2500，宏單元數為128，8個邏輯塊，最大用戶I/O數為96，最大延遲時間為10ns。

射頻收發模塊Ⅰ、Ⅱ均采用挪威?Nordic?VLSI公司的單片射頻收發芯片nRF905，其工作電壓為119～316V，32引腳QFN封裝(5mm×5mm)，工作于433/868/915MHz三個?ISM（工業、科學和醫學）頻道，頻道之間的轉換時間小于650μs。nRF905由頻率合成器、接收解調器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器組成，使用?SPI接口與微控制器通信，配置非常方便。射頻收發模塊Ⅰ和Ⅱ之間通過射頻無線通信方式傳輸數據，射頻收發模塊Ⅰ實現數據發送，射頻收發模塊Ⅱ實現數據接收。射頻收發模塊Ⅰ、Ⅱ與CPLD控制器Ⅰ、Ⅱ之間通過SPI接口相連，CPLD控制器Ⅱ與計算機之間通過串口相連。

工作時，數字溫度傳感器DS18B20負責環境溫度信號采集，通過?I/O口直接傳送給CPLD控制器Ⅰ，然后通過SPI接口傳送給射頻收發模塊Ⅰ，射頻收發模塊Ⅰ將數據按照一定的協議格式進行打包，打包后的數據寫入射頻收發模塊Ⅰ的發送緩沖區，經天線發送給射頻收發模塊Ⅱ，射頻收發模塊Ⅱ按照協議格式對數據進行解析，再由SPI接口將數據傳輸給CPLD控制器Ⅱ，CPLD控制器Ⅱ采用RS232C標準同計算機進行串行通信并將數據傳送給計算機，計算機記錄并處理所采集到的溫度信號。