一种多路温度采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多路温度采集系统，其特征在于：所述的采集系统为下位机同时采集多路温度信息后传递给上位机进行处理；所述的下位机为单片机通过多路模拟选择开关分别连接多个温度测量单元获取温度信息，由于采用上述的结构，本实用新型的优点在于：1、克服了传统温度计读数困难、误差大的缺点；2、温度计的显示使设计动态、直观；3、实现了硬件采集系统与计算机的高度融合，降低了硬件制作的复杂度，灵敏性和灵活度都有了很大的提高；4、本实用新型极大程度上降低了成本，减少了系统研发周期。
【专利说明】一种多路温度采集系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及实时温度采集应用领域，特别涉及一种多路温度采集系统。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的发展，单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备等领域， 渗透到我们生活的各个领域。其中，采用单片机对温度进行检测、显示、信息存储及实时控 制，对于提高生产效率、节约能源都有重要的作用。
[0003]目前，基于单片机的温度采集系统应用设计大多数由温度传感器和单片机构成采 集电路，常见的温度传感器有热电偶和温度传感器DS18B20。其中，热电偶测温结构简单、 测温范围广等优点，但是其测量必须为接触式测量，这对于一些应用领域便存在着技术短 板，而且不能进行实时测温。现有的单片机温度采集系统嵌入到大型项目必然给程序编写 和硬件电路板设计带来不便，且无法查询系统历史数据。一些期刊和文献现在也逐渐介绍 基于虚拟仪器的温度测量设计，其设计较传统基于单片机技术的设计简化了单片机外围电 路；然而，这样的系统通常都得采用专业的数据采集卡，这在实际应用中必然大大增加生产 成本，而且对区域的多个节点同时进行温度采集不易。
[0004]针对上述问题，提供一种新型的多路温度采集系统，以相对较低的生产成本搭建 以计算机作为主控单元温度采集系统，实现多路温度采集的目的。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种多路温度采集系统，以相对较低的 生产成本实现多路温度采集的目的。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，一种多路温度采集系统，其特征在 于:所述的采集系统为下位机同时采集多路温度信息后传递给上位机进行处理；
[0007]所述的下位机为单片机通过多路模拟选择开关分别连接多个温度测量单元获取 温度信息，从而利用多路模拟选择开关在每个温度测量单元之间进行切换实现多点温度的 同时测量。
[0008]所述的下位机同时设有复位电路、晶振电路接入单片机。
[0009]所述的下位机设有直流电源模块为整个下位机供电。
[0010]所述单片机通过USB转串口电路与上位机通讯。
[0011]所述的单片机的型号为STC12C5A60S2。
[0012]所述的温度测量单元采用的温度传感器的型号为DS18B20。
[0013]一种多路温度采集系统，由于采用上述的结构，本实用新型的优点在于:1、克服了 传统温度计读数困难、误差大的缺点；2、温度计的显示使设计动态、直观；3、实现了硬件采 集系统与计算机的高度融合，降低了硬件制作的复杂度，灵敏性和灵活度都有了很大的提 高；4、本实用新型极大程度上减少了成本。【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明；
[0015]图1为本实用新型一种多路温度采集系统的结构示意框图；
[0016]图2为本实用新型一种多路温度采集系统下位机的多路温度采集程序流程图。
[0017]图3是本实用新型一种多路温度采集系统USB转串口电路原理图。
[0018]在图1中，1、下位机；2、上位机；3、温度测量单元；4、多路模拟选择开关；5、单片 机；6、复位电路；7、晶振电路；8、直流电源模块。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的不足，提供一种基于LabVIEW和 单片机搭建的多路温度采集系统，实现性价比更高的实时多路温度采集系统。
[0020]如图1所示，本实用新型由上位机2和下位机I组成。所述的下位机I由多个数字 温度传感器DS18B20做成温度测量单元3通过多路模拟选择开关4和型号为STC12C5A60S2 的单片机5相连组成，其中还应包括11.0592MHz的晶振电路7、复位电路6、+5V的直流电 源模块8，每个温度测量单元3与多路模拟选择开关4连接，多路模拟选择开关4再与单片 机5相连接，上位机I和下位机2之间通过USB串口转换电路实现串口通信。
[0021]下位机I中温度测量单元3的数据输入/输出端DQ引脚通过多路模拟选择开关 4与单片机5的I/O端口相连；下位机I还包括采用USB总线转接芯片CH340进行设计的 USB转串口电路。
[0022]上位机2应用LabVIEW软件编程，其前面板包括串口参数设置、报警温度上下限设 置和系统时间显示、系统指示灯和报警指示灯、数据接收窗口、温度趋势曲线图、温度计模 拟显示、不同温度单位间的温度转换、指定路径下用于实时存储采集数据的word文档和退 出系统按钮。
[0023]串口参数设置包括端口号、波特率、数据位、停止位和校验位等参数设置。数据接 收窗口进行采集温度的数据显示，包括采样时间和采样温度值。采集温度趋势图为一数字 示波器，绘制温度趋势图。温度计模拟显示为一动态温度计，实时显示温度。不同温度单位 间的温度转换，可实现摄氏度与开尔文、华氏度、兰氏度和列氏度之间的温度值实时换算显 示。实时存储采集数据的word文档将采集温度数据实时存储在指定路径下的word文档中。
[0024]本实用新型优选的具体实施示例:
[0025]1、直流电源�？�8给下位机I上电，各部分电路开始工作。
[0026]2、单片机5首先对多路模拟选择开关4进行控制，从第一路通道开始依次到最后 一路通道进行多路温度的采集；选择某一路通道后单片机5便对该通道温度测量单元3进 行访问:先对温度测量单元3初始化，再进行ROM操作命令，最后进行存储器操作和数据处 理。单片机5通过USB串口转换电路实现与上位机2的通信，温度测量单元3将采集到的 温度数据发送到单片机5。
[0027]3、开启上位机2，个人计算机上打开LabVIEW软件，进入LabVIEW操作界面。
[0028]4、在所述的串口设置窗口进行包括端口号、波特率、数据位、停止位和校验位等参 数设置，本实施例中端口号:C0M4、波特率:9600、数据位:8、停止位:1和校验位:N0NE。
[0029]5、进行所述的系统设置，报警上限设置为80、下限设置为10。[0030]6、设置存储数据的word文档路径为D: \DataS.doc。
[0031]7、点击左上角的运行按钮，系统开始运行，将单片机发送的温度数据进行显示、分 析处理和存储。
[0032]8、所述的数据接收窗口进行采样时间和该时间的采样温度值的显示，所述的采集 温度趋势图绘制温度趋势图，所述的温度计实时显示温度，所述的各种温度单位间的温度 转换实现摄氏度与开尔文、华氏度、兰氏度和列氏度之间的温度值实时换算显示。
[0033]9、打开D盘下名为DataS的word文档查看历史温度数据。
[0034]10、当系统米集数据完成，点击退出系统按钮退出系统。
[0035]本实用新型采用上述技术方案，克服了传统温度计读数困难、误差大的缺点。较传 统仅仅基于单片机的温度采集系统，将多个DS18B20做成温度测量单元3给测量带来了方 便；数据接受窗口给出了采样时间，即采样时间和采样温度值实时显示；温度趋势图描绘 了被测系统温度走势，有利于系统预研分析；温度计的显示使设计动态、直观；实现了各种 温度单位之间的实时转换，这给一些要求多温度单位的工作带来很大的方便;word文档存 储数据可以用于后续的分析处理和存档工作；本系统实现了硬件采集系统与计算机的高度 融合，降低了硬件制作的复杂度，灵敏性和灵活度都有了很大的提高，其减少多个单片机显 示、按键和报警等外围电路很大程度上有利于单片机嵌入到其他系统；与采用数据采集卡 设计的系统相比较，本系统极大程度上减少了成本；此外，市场上大多数一体机和笔记本电 脑没有RS232串口，USB串口转换电路给应用此系统的笔记本电脑用户带来了方便；本系统 人机交互界面友好，美观，操作简单，易于观察实验结果。
[0036]上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受 上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用 于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种多路温度采集系统，其特征在于:所述的采集系统为下位机(I)同时采集多路 温度信息后传递给上位机(2)进行处理；所述的下位机(I)为单片机(5)通过多路模拟选择开关(4)分别连接多个温度测量单 元(3)获取温度信息。
2.根据权利要求1所述的一种多路温度采集系统，其特征在于:所述的下位机(I)同时 设有复位电路(6)、晶振电路(7)接入单片机(5)。
3.根据权利要求1所述的一种多路温度采集系统，其特征在于:所述的下位机(I)设有 直流电源�？�(8 )为整个下位机(I)供电。
4.根据权利要求1所述的一种多路温度采集系统，其特征在于:所述单片机(5)通过 USB转串口电路与上位机(2 )通讯。
5.根据权利要求1所述的一种多路温度采集系统，其特征在于:所述的单片机(5)的型 号为 STC12C5A60S2。
6.根据权利要求1所述的一种多路温度采集系统，其特征在于:所述的温度测量单元(3)采用的温度传感器的型号为DS18B20。
【文档编号】G01K7/00GK203432700SQ201320538099
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月31日 优先权日:2013年8月31日
【发明者】许钢, 林园胜, 郝玲玲, 胡天水, 李远军, 周伟峰, 周鹏 申请人:安徽工程大学
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