基于射频技术的无线温度检测器的制作方法

本实用新型的实施例涉及一种基于射频技术的无线温度检测器。

背景技术：

温度是一个非常重要的参数，在工业、医疗、军事和生活等许多领域，都需要实时了解温度数据；比如,仓库、农田、塑料大篷以及其他生产过程，温度变化不合要求会影响品质；精密仪器、半导体器件,温度过高会导致性能降低；另外,人们的生活质量提高,对室内环境的高要求也需要对温度的适时监控,由此可见,温度的测量应用范围非常广。

目前，温度测量大部分是采用有线型，有线测温存在布线复杂，线路容易老化等问题，而且在一些环境恶劣的工业环境和户外环境，工作人员不适合长时间现场人工采集数据，而且传统的有线温度测量只适用在静止的物体测量上。但是，随着大量、廉价和高度集成的无线模块的普及,以及其它无线通信技的运用,实现无线的高效温度测量已经成为现实。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种结构简单，可靠，功耗较低，可多点采集温度并以射频技术传送和接收的无线温度检测器。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种基于射频技术的无线温度检测器，其包括至少一个温度采集装置，和主控装置，其中，

至少一个温度采集装置分别包括：从机电源模块，输出稳压直流电；温度传感器，用于检测环境温度并发出温度信号；从控制器，与温度传感器耦合，接收并处理温度信号；无线发射器，与从控制器耦合，接收从控制器处理后的温度信号，并按照通信协议打包后发射出；

主控装置包括：主机电源模块，输出稳压直流电；无线接收器，接收无线发射器送来的数据包，并按照通信协议拆包；主控制器，与无线接收器耦合，接收并处理、保存温度信号；工控串口屏，与主控制器耦合，用于显示温度采集装置序号及其温度值；按键电路，与主控制器耦合，用于切换选择连接温度采集装置。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

优选地，从机电源模块包括稳压电源电路和备用电池，稳压电源电路包括第一稳压芯片和第二稳压芯片，第一稳压芯片的型号为ASM1117-5，输出5V稳压直流电，第二稳压芯片的型号为ASM1117-3.3，输出3.3V稳压直流电；备用电池输出电压为3.3～5V。

优选地，从控制器包括从单片机和外围电路，该从单片机的型号为 PIC16F886，外围电路包括复位电路，晶振电路以及指示电路，晶振电路的晶振频率为20MHz。

优选地，温度传感器的型号为DS18B20，其P2引脚接于单片机P28引脚，并且P2引脚与VCC端之间接有上拉电阻。

优选地，无线发射器采用NRF24L01无线收发芯片，其P2、P3、P4、P5、P6、 P7引脚分别接于从单片机的P23、P22、P21、P26、P25、P24引脚。

优选地，主机电源模块包括稳压电源电路和备用电池，稳压电源电路包括第三稳压芯片和第四稳压芯片，第三稳压芯片的型号为ASM1117-5，输出5V稳压直流电，第四稳压芯片的型号为ASM1117-3.3，输出3.3V稳压直流电；备用电池输出电压为3.3～5V。

优选地，主控制器包括主单片机和外围电路，该主单片机的型号为 PIC16F886，外围电路包括复位电路，晶振电路以及指示电路，晶振电路的晶振频率为20MHz。

优选地，无线接收器采用NRF24L01无线收发芯片，其P2、P3、P4、P5、P6、 P7引脚分别接于主单片机的P23、P22、P21、P26、P25、P24引脚。

优选地，工控串口屏的型号为DC86c035，其P1、P2引脚分别接主单片机 P10、P11引脚。

优选地，主控装置还包括报警电路，报警电路包括三极管，蜂鸣器，以及发光二极管，三极管的基极接主控制器，发射极接所述主机电源模块，集电极接蜂鸣器和发光二极管。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：本实用新型的无线温度检测器是一种基于射频技术的无线温度检测装置，其包括至少一个温度采集装置(从机)，和主控装置(主机)，从机测量温度并无线发射温度信号，主机负责与从机通信并完成显示任务，具有结构简单，数据检测、传输可靠，功耗较低，可多点采集温度的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

图1是本实用新型的实施例的基于射频技术的无线温度检测器的结构框图。

图2是一个温度采集装置的结构框图。

图3是温度采集装置的电路图。

图4是主控装置的结构框图。

图5是主控装置的电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。

图1示出了本实施例的无线温度检测器的基本结构模块。见图1，无线温度检测器包括至少一个温度采集装置100(从机)，和主控装置200(主机)，温度采集装置分布在各个待测点，实时检测该处温度并将温度信号以无线传输方式发射给主控装置，主控装置接收温度信号并显示，如若超出预定值可报警。

见图2，温度采集装置包括：从机电源模块1，温度传感器2，从控制器3，以及无线发射器4。其中，从机电源模块1包括稳压电源电路和备用电池，输出 3.3V和5V稳压直流电，供给整个装置使用；温度传感器2用于实时检测周围环境温度，生成温度信号并送出；从控制器3接收温度信号，经处理后送给无线发射器4；无线发射器4按照相应的通信协议对温度信号进行打包处理，然后发射出去，待主控装置接收。具体电路如图3所示：

从机电源模块1的稳压电源电路包括第一稳压芯片U6和第二稳压芯片U7；其中，第一稳压芯片U6的型号为ASM1117-5，输入5～9V直流电，输出5V稳压直流电，供给温度传感器2和从控制器3；第二稳压芯片U7的型号为 ASM1117-3.3，输入5V直流电，输出3.3V稳压直流电，供给无线发射器4。从机电源模块1的备用电池输出电压为3.3～5V。

从控制器3包括从单片机U1和外围电路。本实施例的从单片机U1的型号为PIC16F886；外围电路包括复位按键S1，去抖电容C7，上拉电阻R1，第一负载电容C8，第二负载电容C9，第一晶振Y1，以及发光二极管D2和电阻R3，开机按键S1与去抖电容C7并联，并且接5V电源，去抖电容C7的容值为10μF，上拉电阻R1一端分别与开机按键S1和去抖电容C7串联，另一端分别与第一负载电容C8和第二负载电容C9串联，第一负载电容C8与第二负载电容C9的容值均为20pF，并且相互并联，并分别接于从单片机的P18引脚和P19引脚，第一晶振Y1的频率为12MHz，其两端分别接于从单片机的P18引脚和P19引脚，发光二极管D2阳极接5V电源，阴极接电阻R3一端，电阻R3另一端接从单片机P29引脚，从单片机U1通电运行后，发光二极管D2亮。

温度传感器2(U3)的型号为DS18B20，其P1脚接地，P2引脚接于从单片机U2的P28引脚，P3引脚接VCC端，即5V电源，P2引脚与VCC端之间接有上拉电阻R2，阻值为10K。DS18B20具有独特的单总线接口方式，仅需使用1个端口就能实现与从单片机的双向通讯，而且采用了数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。具有负压特性，因此电源极性接反时也不会烧毁。测温范围为-55℃～125℃，在-10～85℃范围内精度为±0.5℃。在1条总线上可以同时使用多个DS18B20，因此可以实现多点测温系统。当测量温度超过给定范围时可以报警，并且还能识别是超过还是低于。综上所述，本实施例的温度传感器2具有成本低、体积小、抗干扰强等优点。

本实施例，无线发射器4采用NRF24L01无线收发芯片U2，其P1引脚接地， P2、P3、P4、P5、P6、P7引脚分别接于从单片机U2的P22、P21、P20、P25、 P24、P23引脚，P8引脚接3.3V电源。NRF24L01无线收发芯片U2工作于2.4GHz～ 2.5GHz ISP频段，内置频率全成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可配置。 NRF24L01无线收发芯片U2功耗低，在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只有 9mA；接收时，工作电流只有12.3mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。本实施例的NRF24L01无线收发芯片U2主要特性如下： GFSK调制；硬件集成OSI链路层；具有自动应答和自动再发射功能；片内自动生成报头和CRC校验码头数据传输率为1Mb/s或2Mb/s；SPI速率为0Mb/s～ 10Mb/s；125个频道与其他NRF24系列射频器件相兼容。

见图4，主控装置包括：主机电源模块10，无线接收器11，主控制器12，工控串口屏13，按键电路14，以及报警电路15。主机电源模块10同样包括稳压电源电路和备用电池，输出3.3V和5V稳压直流电，供给整个装置使用；无线接收器11实时接收无线发射器4发射出来的数据包，并将收到的数据包按照相应的通信协议拆包，获取温度信号后送给主控制器12；主控制器12接收温度信号，经处理、保存后送给工控串口屏13显示，工控串口屏13还可显示从机电量、主机电量、以及从机序号；按键电路14可切换选择连接温度采集装置；报警电路15用于发出声光报警。具体电路如图5所示：

主机电源模块10的稳压电源电路包括第三稳压芯片U9和第四稳压芯片U8；其中，第三稳压芯片U9的型号为ASM1117-5，输入5～9V直流电，输出5V稳压直流电，供给主控制器12和工控串口屏13；第四稳压芯片U8的型号为 ASM1117-3.3，输入5V直流电，输出3.3V稳压直流电，供给无线接收器11，按键电路14和报警电路15。主机电源模块10的备用电池输出电压为3.3～5V。

主控制器12包括从单片机U4和外围电路。本实施例的从单片机U1的型号为PIC16F886；外围电路包括复位按键S2，去抖电容C10，上拉电阻R4，第三负载电容C11，第四负载电容C12，第二晶振Y2，以及发光二极管D3和电阻R5，开机按键S2与去抖电容C10并联，并且接5V电源，去抖电容C10的容值为10 μF，上拉电阻R4一端分别与开机按键S2和去抖电容C10串联，另一端分别与第三负载电容C11和第四负载电容C12串联，第三负载电容C11与第四负载电容C12容值均为20pF，并且相互并联，并分别接于主单片机U4的P18引脚和 P19引脚，第二晶振Y2的频率为12MHz，其两端分别接于主单片机U4的P18引脚和P19引脚，发光二极管D3阳极接5V电源，阴极接电阻R5一端，电阻R5 另一端接主单片机U4的P29引脚，主单片机U4通电运行后，发光二极管D3亮。

本实施例，无线接收器11采用NRF24L01无线收发芯片U5，其P1引脚接地， P2、P3、P4、P5、P6、P7引脚分别接于主单片机U4的P23、P22、P21、P26、 P25、P24引脚，P8引脚接3.3V电源。无线接收器11的优点与无线发射器4基本相同，不同是无线接收器11的工作是接收数据包并拆包。

本实施例，工控串口屏的型号为DC86c035，其P1、P2引脚分别接主单片机 P10、P11引脚。DC86c035工控串口屏，无操作系统，纯硬件驱动显示，上电即刻运行，显示速度快。环境操作人性化，界面美观大方。

按键电路14包括三个按键S1、S2、S3，该三个按键分别接主单片机U4的 P15，P16，P17引脚，用于实现切换选择连接温度采集装置，即切换选择接收哪一个从机发射出的数据包，以及模块调整功能和待机。

报警电路包括三极管Q1，蜂鸣器B1，以及发光二极管D4，三极管Q1的基极接主单片机U4的P27引脚，发射极接5V电源，集电极接蜂鸣器B1和发光二极管D4。经过温度采集装置送来温度给主单片机U4处理，主单片机U4将该温度值与预设值对比，超出预设值时，P27引脚输出高电平，蜂鸣器B1和发光二极管D4通电报警。

综上所述，本实用新型的无线温度检测器是一种基于射频技术的无线温度检测装置，本检测器包括至少一个从机和一个主机，从机测量温度并无线发射温度信号，主机负责与从机通信并完成显示任务，具有结构简单，数据检测、传输可靠，功耗较低，可多点采集温度的优势。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。