專利名稱：環境溫度遠程無線測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試計量裝置，特別涉及一種環境溫度遠程無線測量裝置。
背景技術：
溫度是工業生產中常見的工藝參數之一，在核輻射地質災害易發等人員不宜進入的場合，如何測量環境溫度的變化是一個值得關注的問題。目前，傳統的溫度變送器依賴于線纜傳輸信號，在惡劣環境下布線比較困難，且隨著傳輸距離的增加信號衰減較大。
發明內容本實用新型是針對傳統的溫度變送器現場布線困難的問題，提出了一種環境溫度遠程無線測量裝置，用戶只需預先將該裝置安裝在監測點上，即可在遠端或異地通過手機短信隨時查詢監測點的溫度變化。本實用新型的技術方案為一種環境溫度遠程無線測量裝置，包括溫度傳感器，單片機，GPRS無線通信模塊，GSM通信網絡，高能鋰電池的DC-DC模塊，單片機通過溫度傳感器采集環境溫度，單片機處理數據后，再通過GPRS無線通信模塊將所測的數據通過GSM通信網絡傳送到手機上，其中，溫度傳感器與單片機通過單總線連接，單片機與GPRS無線通信模塊通過TX，RX串口連接，高能鋰電池的DC-DC模塊將電池的電轉換為芯片工作電壓給溫度傳感器、單片機、GPRS無線通信模塊供電。所述溫度傳感器采用美國DALLAS半導體公司的DS18B20，溫度傳感器通過一條信號線與單片機C8051F的I/O輸入/輸出端口連接，實現雙向通信。所述單片機通過RS-232串口與GPRS模塊進行通信，單片機的RX，TX引腳與MAX232芯片連接，進行電平轉換后接GPRS模塊。本實用新型的有益效果在于本實用新型環境溫度遠程無線測量裝置，利用無線技術實現環境溫度變化遠距離無線測量，適用于核輻射，環境污染嚴重，地質災害易發等人員不宜進入或現場布線困難的場合，安裝簡便，適用范圍大。
圖I是本實用新型環境溫度遠程無線測量裝置結構示意框圖；圖2是本實用新型環境溫度遠程無線測量裝置中溫度傳感器與單片機的連線圖；圖3是本實用新型環境溫度遠程無線測量裝置中單片機與GPRS模塊連線圖。
具體實施方式
如圖I所示環境溫度遠程無線測量裝置結構示意框圖，測量裝置由高能鋰電池供電。溫度傳感器I可將環境溫度轉換為數字信號，采用單總線協議與單片機2進行通訊，單片機2采集到溫度值后，再通過GPRS無線通信模塊3將所測的數據通過GSM通信網絡4傳送到手機5上，從而實現溫度值的遠程或異地無線測量。其中，溫度傳感器I與單片機2通過單總線連接。單片機2與GPRS模塊3通過TX，RX串口連接，高能鋰電池的DC-DC模塊6將電池的電轉換為芯片工作電壓給溫度傳感器I、單片機2、GPRS無線通信模塊3供電。如圖2所示溫度傳感器I與單片機2的連線圖，溫度傳感器I采用美國DALLAS半導體公司的DS18B20，它具有低功耗、抗干擾能力強的特點。可直接將環境溫度值轉化成串行數字信號輸出。它具有獨特的單線接口方式，僅需要一條線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通信；測溫范圍為_55°C —+125°C，在-IOtlC —+85°C時精度為士 0. 5°C ;可編程分辨率為9一 12位，在9位分辨率時，最多在93. 75ms內把溫度轉換為數字，在12位分辨率時，最多在750ms內把溫度轉換為數字；測量結果直接輸出數字溫度信號，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。溫度傳感器DS18B20與單片機C8051F之間的數據交換只通過一條信號線，單片機需將該數據線設置為漏極開路，單總線外接一只4. 7K的上拉電阻，如圖2所示。其中VCC表不電源正極，I/O表不單片機的輸入/輸出端口。如圖3所示單片機與GPRS無線通信模塊3連線圖，GPRS無線通信模塊3選用WG-8010型號。它具有標準的RS-232數據接口，可以方便地與單片機進行連接。僅需一次性完成初始化配置，用戶設備就可以與數據中心通過GPRS無線網絡建立連接，實現數據的全透明傳輸。C8051F120為低功耗單片機，其工作電壓為3. 3V。系統采用25MHz外部時鐘，采用按鍵復位方式。由于該系統涉及無線的連接，所以設置了一個按鍵，方便在連接失敗時手動復位。單片機通過RS-232串口與GPRS模塊WG-8010進行通信。此外，單片機的RX，TX引腳與MAX232芯片連接，進行電平轉換，如圖3所示。整個測量裝置由5V直流電源供電，采用DC-DC芯片ASl117為單片機和傳感器電路提供3. 3V工作電壓。按照圖2和圖3將溫度傳感器I，單片機2和GPRS無線通信模塊3正確連接之后，就可以編寫相應的溫度信號采集與GSM無線傳輸的嵌入式軟件了。其中，溫度信號的采集采用C語言編寫，GSM無線傳輸則通過AT指令實現。具體流程如下I)單片機先對DS18B20初始化。DS18B20每一步操作都要遵循嚴格的工作時序和通信協議。單片機需依次發出如下指令=Oxcc (跳過R0M)，0x44 (溫度轉換)，0xbe (讀暫存器)。2)將傳感器傳出的11位二進制數轉換為十進制數，前5位為I時，讀取的溫度值為負值，則測到的數值需要取反加一后再乘以0. 0625才可得到實際溫度值。前5位為0時，讀取的溫度值為正值，此時，只要將測得的數值乘以0. 0625即可得到實際溫度值。3 )主要的AT指令和功能模塊包括Uart_SendString("AT+CSCA=\"+86\"\n") ; //設置短信中心號碼。void ReadMessage (uchar k, uchar *cod) //接收用戶發來的字符，并判斷是否為T。void SendMessage (uchar *num, uchar *mes) //以字符串的、方式向用戶手機發
送溫度數值4)按上述流程編寫數據采集與傳輸軟件后將其燒錄到C8051單片機的程序存儲器中。5)用戶從遠端或異地利用手機向模塊中SIM卡發送采集指令“T”。單片機對指令進行識別后轉到溫度采集程序中，最終通過GPRS模塊以短信的方式向用戶返回測點的溫度值。6)上述軟件編寫流程已經在實驗室內通過驗證。
權利要求1.一種環境溫度遠程無線測量裝置，其特征在于，包括溫度傳感器，單片機，GPRS無線通信模塊，GSM通信網絡，高能鋰電池的DC-DC模塊，單片機通過溫度傳感器采集環境溫度，單片機處理數據后，再通過GPRS無線通信模塊將所測的數據通過GSM通信網絡傳送到手機上，其中，溫度傳感器與單片機通過單總線連接，單片機與GPRS無線通信模塊通過TX，RX串口連接，高能鋰電池的DC-DC模塊將電池的電轉換為芯片工作電壓給溫度傳感器、單片機、GPRS無線通信模塊供電。
2.根據權利要求I所述環境溫度遠程無線測量裝置，其特征在于，所述溫度傳感器采用美國DALLAS半導體公司的DS18B20，溫度傳感器通過一條信號線與單片機C8051F的I/O輸入/輸出端口連接，實現雙向通信。
3.根據權利要求I所述環境溫度遠程無線測量裝置，其特征在于，所述單片機通過RS-232串口與GPRS模塊進行通信，單片機的RX，TX引腳與MAX232芯片連接，進行電平轉換后接GPRS模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種環境溫度遠程無線測量裝置，單片機通過溫度傳感器采集環境溫度，單片機處理數據后，再通過GPRS無線通信模塊將所測的數據通過GSM通信網絡傳送到手機上，其中，溫度傳感器與單片機通過單總線連接，單片機與GPRS無線通信模塊通過TX,RX串口連接，高能鋰電池的DC-DC模塊將電池的電轉換為芯片工作電壓給溫度傳感器、單片機、GPRS無線通信模塊供電。利用無線技術實現環境溫度變化遠距離無線測量，適用于核輻射，環境污染嚴重，地質災害易發等人員不宜進入或現場布線困難的場合，安裝簡便，適用范圍大。
文檔編號H04L29/08GK202472916SQ20122010709
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者孫玉國, 楊佩, 鄭保山, 阮航 申請人:上海理工大學