專利名稱：主動式無線溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種溫度傳感器，尤其是一種可用于惡劣環(huán)境或需遠(yuǎn)距離實時或定時測量溫度的無線溫度傳感器，具體地說是一種主動式無線溫度傳感器。
背景技術(shù)：
溫度測量在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域的應(yīng)用非常普遍，常見的溫度測量方法有(1)溫度計-需要人眼識讀其刻度線來感知溫度；(2)各種接觸式、非接觸式溫度測量儀表，這些儀表的共同特點也都是需要人工讀取測得的溫度數(shù)據(jù)。但隨著應(yīng)用要求的不斷提高，使用計算機自動進行大范圍溫度數(shù)據(jù)采集與處理是必然發(fā)展趨勢。
目前市場上已出現(xiàn)多種數(shù)字式溫度傳感器，這些溫度傳感器可與微處理器直接連接，再通過現(xiàn)場總線方式與計算機通信，完成對現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)的自動大范圍采集。但由于很多工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，需要監(jiān)測溫度的檢測點數(shù)量又非常龐大，如果采用現(xiàn)行的有線溫度傳感方式，不但投資巨大，而且會對現(xiàn)有系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響，因此到目前為止，這些工業(yè)現(xiàn)場還是采用人工方式采集溫度數(shù)據(jù)，十分不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種利用射頻識別原理和數(shù)字溫度傳感技術(shù)相結(jié)合的、能夠自動進行溫度測量、遠(yuǎn)距離非接觸傳輸溫度數(shù)據(jù)、同時能夠提供檢測點位置信息的主動式無線溫度傳感器，以解決大范圍、惡劣工業(yè)環(huán)境下的現(xiàn)場溫度實時自動監(jiān)測難題。
本實用新型的技術(shù)方案是一種主動式無線溫度傳感器，其特征是它主要由溫度傳感器U1、調(diào)理電路U2、A/D轉(zhuǎn)換器U3、內(nèi)存中寫有不可更改的編號或代碼(相當(dāng)于射頻電子標(biāo)簽的ID碼)的微處理器U4、無線收發(fā)電路U5、射頻天線U6、電源U7組成，電源U7為相應(yīng)的工作單元供電，溫度傳感器U1的輸出信號接調(diào)理電路U2的輸入，并經(jīng)調(diào)理電路U2進行補償調(diào)整后輸送至A/D轉(zhuǎn)換器U3的輸入端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器U3轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送至微處理器U4，由微處理器U4將A/D轉(zhuǎn)換器U3輸出的信號與其內(nèi)存中寫有的不可更改的編號或代碼一起打包輸送至無線收發(fā)電路U5并通過與無線收發(fā)電路U5相連的射頻天線U6以無線方式發(fā)送至接收中心。
電源U7可為干電池。
溫度傳感器U1可為數(shù)字溫度傳感器、鉑電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器或紅外非接觸式溫度傳感器，其測溫范圍為-40℃～+1000℃。
微處理器U4通常處于睡眠工作狀態(tài)，能夠自動定時喚醒，喚醒時間間隔由內(nèi)部程序事先設(shè)定。
微處理器U4的內(nèi)存中，在出廠前被寫入一個不可更改的順序編號，這個編號代表了該傳感器的身份。
本實用新型所述無線收發(fā)電路U5和射頻天線U6可以選擇工作于433MHz、915MHz、或2450MHz等ISM工作頻率。
本實用新型的有益效果1、與一般溫度傳感器相比，它采用無線方式傳輸被檢測點的溫度，因此可以使用于現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜的場合。
2、采用主動方式進行溫度測量和數(shù)據(jù)發(fā)射，有利于節(jié)省傳感器電池能量，延長其使用壽命。
3、傳感器采用有源方式工作，數(shù)據(jù)發(fā)射的傳輸距離遠(yuǎn)，有利于構(gòu)建較大范圍的溫度監(jiān)測系統(tǒng)。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
圖3是本實用新型的程序流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖1所示。
一種主動式無線溫度傳感器，它主要由溫度傳感器U1、調(diào)理電路U2、A/D轉(zhuǎn)換器U3、內(nèi)存中寫有不可更改的編號或代碼(相當(dāng)于射頻電子標(biāo)簽的ID碼)的微處理器U4、無線收發(fā)電路U5、射頻天線U6、干電池U7組成，干電池U7為相應(yīng)的工作單元供電，溫度傳感器U1的輸出信號接調(diào)理電路U2的輸入，并經(jīng)調(diào)理電路U2進行補償調(diào)整后輸送至A/D轉(zhuǎn)換器U3的輸入端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器U3轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送至微處理器U4，由微處理器U4將A/D轉(zhuǎn)換器U3輸出的信號與其內(nèi)存中寫有的不可更改的編號或代碼一起打包輸送至無線收發(fā)電路U5并通過與無線收發(fā)電路U5相連的射頻天線U6以無線方式發(fā)送至接收中心。
具體電路圖如圖2所示，其中溫度傳感器U1、調(diào)理電路U2、A/D轉(zhuǎn)換器U3三部分可采用ADT7301集成塊，它是美國Analog Devices公司最新推出的智能型溫度傳感器，其測溫范圍為-40℃～150℃。微處理器U4、無線收發(fā)電路U5可采用nRF9E5集成塊，它為北歐Nordic公司推出的無線數(shù)據(jù)收發(fā)智能射頻芯片，并內(nèi)置有51單片機，外圍電路連接極為簡單，可方便地與射頻天線相連接，該芯片采用1.9V～3.6V單電源供電，發(fā)射功率為10dBm，接收靈敏度-100dBm，數(shù)據(jù)傳輸速率高達0.1Mbps，存儲器為4K，在低功耗時電流2.5μA，單片機全速運行功耗1mA@4M。EEPROM采用25320，它為nRF9E5支持的SPI串行外設(shè)接口的外部程序存儲器。
附圖3為nRF9E5內(nèi)置51單片機的主工作流程，其中MCU定時喚醒時間間隔定為10秒，無線發(fā)送數(shù)據(jù)時間間隔定為1分鐘。臨界值為監(jiān)測點溫度的報警門限，當(dāng)采集溫度超過該門限時，傳感器立即發(fā)射采集溫度數(shù)據(jù)。如果溫度沒有超過該門限，則等到發(fā)送數(shù)據(jù)時間到才發(fā)送。
權(quán)利要求1.一種主動式無線溫度傳感器，其特征是它主要由溫度傳感器U1、調(diào)理電路U2、A/D轉(zhuǎn)換器U3、內(nèi)存中寫有不可更改的編號或代碼的微處理器U4、無線收發(fā)電路U5、射頻天線U6、電源U7組成，電源U7為相應(yīng)的工作單元供電，溫度傳感器U1的輸出信號接調(diào)理電路U2的輸入，并經(jīng)調(diào)理電路U2進行補償調(diào)整后輸送至A/D轉(zhuǎn)換器U3的輸入端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器U3轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送至微處理器U4，由微處理器U4將A/D轉(zhuǎn)換器U3輸出的數(shù)字信號與其內(nèi)存中寫有的不可更改的編號或代碼一起打包輸送至無線收發(fā)電路U5并通過與無線收發(fā)電路U5相連的射頻天線U6以無線方式發(fā)送至接收中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動式無線溫度傳感器，其特征是所述的電源U7為干電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動式無線溫度傳感器，其特征是所述的溫度傳感器U1為數(shù)字溫度傳感器、鉑電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器或紅外非接觸式溫度傳感器，其測溫范圍為-40℃～+1000℃。
專利摘要本實用新型公開了一種主動式無線溫度傳感器，其特征是它主要由溫度傳感器U1、調(diào)理電路U2、A/D轉(zhuǎn)換器U3、內(nèi)存中寫有不可更改的編號或代碼的微處理器U4、無線收發(fā)電路U5、射頻天線U6、電源U7組成，電源U7為相應(yīng)的工作單元供電，溫度傳感器U1的輸出信號接調(diào)理電路U2的輸入，并經(jīng)調(diào)理電路U2進行補償調(diào)整后輸送至A/D轉(zhuǎn)換器U3的輸入端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器U3轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送至微處理器U4，由微處理器U4將A/D轉(zhuǎn)換器U3輸出的數(shù)字信號與其內(nèi)存中寫有的不可更改的編號或代碼一起打包輸送至無線收發(fā)電路U5并通過與無線收發(fā)電路U5相連的射頻天線U6以無線方式發(fā)送至接收中心。解決了大范圍、惡劣工業(yè)環(huán)境下的現(xiàn)場溫度實時自動監(jiān)測難題。
文檔編號G08C17/00GK2781340SQ20052007277
公開日2006年5月17日 申請日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者張華 申請人:張華