[發明專利]一種基于I2C及單總線技術的地溫測量系統

在審

• 申請號: 201810942787.1
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN108955934A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 譚超;樂周美;李宗燎
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01K7/34
• 分類號: G01K7/34
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種基于I²C及單總線技術的地溫測量系統，包括分布式地溫測量模塊、放大器模塊、數據采集卡模塊、單片機模塊、信息處理模塊。所述分布式地溫測量模塊包括多個溫度傳感器、多個1?wire主控制器，每一個溫度傳感器對應連接一個1?wire主控制器，組成單組地溫測量模塊。所述放大器模塊包括多個放大器單元，每一個放大器單元對應連接一個地溫測量模塊的1?wire主控制器。所述數據采集卡模塊包括多個數據采集卡單元，每一個數據采集卡單元對應連接一個放大器單元。所述數據采集卡模塊連接單片機模塊，單片機模塊連接信息處理模塊。所述多個1?wire主控制器連接單片機模塊，單片機模塊和多個1?wire主控制器以I²C協議進行通信。本發明提可以將測量的深度擴長到100m左右，大大提高了地溫測量的工作范圍，對地溫場研究有一定的參考價值。

技術領域

本發明涉及地溫測量技術領域，具體是一種基于I²C及單總線技術的地溫測量系統。

背景技術

地溫場是地球物理場一種，能反映地下溫度的分布，可以直接通過鉆孔溫度傳感器測量而獲得。地溫場測量應用廣泛，不僅可以應用于地熱田的調查，還可以通過對地球物理場的溫度分布定位地下礦產及地下水的位置，以解決水文地質、礦產開采、地下水及石油開掘等工程方面的問題。

傳統地溫測量系統采用模擬溫度傳感器加信號處理電路測量，并通過A/D轉換、寄存器、傳輸線將信號傳遞給筆記本電腦進行溫度場數值分析，該測量系統有著明顯的缺點：信號傳輸過程中易受到干擾，采集的信號有大量的噪聲且測量距離有限，微處理器與傳感器僅僅只能相隔幾米，無法對深層地溫場進行測量，獲得的測量數據對地下礦產、水文地質及地下水等分布估量效果欠佳，達不到預期目的。隨后的學者提出了大量地溫測量的改進方法，其中基于單總線的地溫測量系統效果較好，相比于傳統的方法，該方法的系統結構簡單且可以將測量深度擴大至50米左右，大大增加了系統的測量深度，然而其深度仍然不能滿足工程需要，無法很好地反演深層地溫場。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，即儀器地溫測量深度無法達到理想要求，本發明提供了一種基于I²C及單總線技術的地溫測量系統，可以將測量的深度擴長到100m左右，大大提高了地溫測量的工作范圍，對地溫場研究有一定的參考價值。

本發明采取的技術方案為：

一種基于I²C及單總線技術的地溫測量系統，包括分布式地溫測量模塊、放大器模塊、數據采集卡模塊、單片機模塊、信息處理模塊。

所述分布式地溫測量模塊包括多個溫度傳感器、多個1-wire主控制器，每一個溫度傳感器對應連接一個1-wire主控制器，組成單組地溫測量模塊，所述多個溫度傳感器、多個1-wire主控制器一一對應連接，組成多組地溫測量模塊；

所述放大器模塊包括多個放大器單元，每一個放大器單元對應連接一個地溫測量模塊的1-wire主控制器；多個放大器單元與多組地溫測量模塊一一對應連接；

所述數據采集卡模塊包括多個數據采集卡單元，每一個數據采集卡單元對應連接一個放大器單元，多個數據采集卡單元與多個放大器單元一一對應連接；

所述數據采集卡模塊連接單片機模塊，單片機模塊連接信息處理模塊；

所述多個1-wire主控制器連接單片機模塊，單片機模塊和多個1-wire主控制器以I²C協議進行通信。

所述溫度傳感器采用超精度溫度傳感器MAX31725，并將溫度信號以I²C方式傳入所述的1-wire主控制器。

所述1-wire主控制器采用maxim公司產品DS28E17I²C至1-wire橋接器件。