专利名称：无线温度测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量端与显示端分离、无线远程传送的温度测量仪，特别适用于对危险地带或者恶劣环境等要考虑人身安全场合的温度测量。
背景技术：
目前，市场上存在的温度仪普遍采用热电偶传感器测量温度。热电偶静态特性较差，具有非线性、回差等缺点，测量准确度不够高；且传感器输出是模拟量，需经过A/D转换才能为单片机处理，A/D转换的模拟通道也极易受到各种来源的信号干扰，为此需做抗干扰措施，种种考虑增加了电路设计复杂性和成本负担。另外，市场上的温度仪基本上仅考虑了一般场合的使用，涉及到人身安全的环境温度测量并不适用。
发明内容为了克服上述种种的缺陷和不足，本实用新型提供了一种基于DS18B20的无线远传温度测量仪，它采用DALLAS的集成式单片温度传感器，以一线方式与单片机连接，由于采用数字脉冲方式传输信号可直接与单片机进行读写通信，不需要增加额外的外围接口电路。DS18B20温度传感器线性度高，不易受到外部干扰，读数稳定；另外还采用无线传输方式实现测量端与显示端的分离，测量端可以远离使用者置于各种恶劣环境测量，测量端可以将测得温度数据无线远传至显示端使使用者能够安全地读取被测环境的温度。显示端设置功能键可以完成开启、上限温度加一、下限温度加一、报警温度设置、历史温度查询等操作。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:无线温度测量仪分为测量端与显示端。测量端包括测量盒、温度传感器探头、两节7号电池、无线通信�？�、手持伸缩杆、测量端电路�？�。温度传感器探头U3贴于测量盒正表面，测量盒上表面通孔用于允许无线通信模块天线柱伸出测量盒，两节7号电池固定于测量盒内，手持伸缩杆一端与测量盒通过螺纹紧连，伸缩杆配外螺纹而测量盒配内螺纹，伸缩杆由两节组合而成，伸长时可达距离3米，缩短时可至1.6米，伸缩杆下端处设计有手握形的握把适合使用者握持。测量电路包括温度传感器DS18B20U3的接口电路、无线通信�？閁2的接口电路、单片机Ul的主控电路；传感器接口电路由电容C2、电阻R2、DS18B20U3组成；DS18B20U3第一脚接电源地，第三脚接电源正极，电容C2接于电源正负极之间；第二脚接单片机Ul的P2.5，同时接电阻R2 —端，电阻R2的另一端接电源正极；无线通信�？閁2接口电路第一脚接地，第二脚接电源正极，第四脚接单片机Ul的P3.0，第三脚接单片机Ul的P3.1 ;单片机Ul的主控电路由晶振Y1、电容C5、电容C6、电容Cl、电阻R1、发光二极管VDl和电阻R3组成；晶振Yl —端接单片机Ul的XTAL2，同时连接电容C5到地；另一端接单片机Ul的XTALl，同时连接C6到地；电阻Rl和电容Cl构成单片机Ul的复位电路；C1 一端接电源正极，另一端连接电阻Rl到地，RU Cl之间引出线连接到单片机Ul的RST脚；发光二极管VDl和电阻R3 —端组成单片机Ul的工作指示电路； VD1正极接电阻R3到电源正极，负极接单片机Ul的P2.3 ;电容C3和C4构成电源滤波电路；C3 —端与C4 一端共同连接到电源正极，C3、C4的另一端共同连接到电源地；显示端包括显示盒、功能键与LED显示器、两节7号电池、无线通信�？�、显示端电路�？�。显示端元件全部置于显示盒内，显示盒正表面刳出长条形以放置四位LED显示器，显示盒上表面通孔用于允许无线通信�？樘煜咧斐鱿允竞�。LED显示器下方刳出四个小孔以容纳四个功能键，并以塑料膜覆盖在除了 LED显示器之外的显示盒表面。功能键正上方位置的塑料膜印上功能键相应的功能文字。两节7号电池置于显示盒内，可以从显示盒反面打开拆卸盖更换电池。显示电路包括显示器与功能键接口电路、报警电路、无线通信�？閁5的接口电路、单片机U4的主控电路；显示器接口电路由LED数码管DS1、DS2、DS3，电阻 RIO、Rll、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20，三级管 Ql、Q2、Q3 构成；电阻 RlO一端连接单片机U4的Pl.0,另一端连接DSl、DS2、DS3的a脚；电阻Rll —端连接单片机U4的Pl.1，另一端连接DS1、DS2、DS3的b脚；电阻R12 —端连接单片机U4的Pl.2，另一端连接DSl、DS2、DS3的c脚；电阻R13 —端连接单片机U4的Pl.3，另一端连接DSl、DS2、DS3的d脚；电阻R14 —端连接单片机U4的Pl.4，另一端连接DSl、DS2、DS3的e脚；电阻R15 一端连接单片机U4的Pl.5，另一端连接DS1、DS2、DS3的f脚；电阻R16 —端连接单片机U4的Pl.6，另一端连接DSl、DS2、DS3的g脚；电阻R17 —端连接单片机U4的Pl.7，另一端连接DSl、DS2、DS3的Dp脚；电阻R18 —端连接单片机U4的P2.0,另一端连接三极管Ql的b脚；三极管Ql的e脚连接到电源地，三极管Ql的c脚连接到DSl的3脚和8脚；电阻R19 —端连接单片机U4的P2.1，另一端连接三极管Q2的b脚；三极管Q2的e脚连接到电源地，三极管Q2的c脚连接到DS2的3脚和8脚；电阻R20 —端连接单片机U4的P2.2，另一端连接到三极管Q3的b脚；三极管Q3的e脚连接到电源地，三极管Q3的c脚连接到DS3的3脚和8脚；功能键接口电路由功能键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4以及电阻R5、R6、R7、R8构成；功能键KEYl —端连接到电源地，另一端连接到单片机U4的P3.5脚并同时连接到电阻R5 —端，电阻R5另一端连接到电源正极；功能键KEY2 —端连接到电源地，另一端连接到单片机U4的P3.4脚并同时连接到电阻R6 —端，电阻R6另一端连接到电源正极；功能键KEY3 一端连接到电源地，另一端连接到单片机U4的P3.3脚并同时连接到电阻R7 —端，电阻R7另一端连接到电源正极；功能键KEY4 —端连接到电源地，另一端连接到单片机U4的P3.2脚并同时连接到电阻R8 —端，电阻R8另一端连接到电源正极；无线通信�？閁5的接口电路第一脚接地，第二脚接电源正极，第四脚接单片机U4的P3.0，第三脚接单片机U4的P3.1 ;单片机U4的主控电路由晶振Y2、电容C10、电容C11、电容C7、电阻R14、发光二极管VD2和电阻R9组成；晶振一端接单片机U4的XTAL2，同时连接电容ClO到地；另一端接单片机U4的XTALl，同时连接Cll到地；电阻R4和电容C7构成单片机U4的复位电路；C7 —端接电源正极，另一端连接电阻R4到地，R4、C7之间引出线连接到单片机U4的RST脚；发光二极管VD2和电阻R9组成单片机U4的工作指示电路；VD2正极接电阻R9 —端并连到电源正极，负极连接到单片机U4的P2.3脚；电容C8和C9构成电源滤波电路；C8 —端与C9 一端共同连接到电源正极，CS、C9的另一端共同连接到电源地；报警电路由扬声器SP与电阻R21构成；扬声器SP —端接电源正极，另一端接电阻R21，电阻R21的另一端再连接到单片机U4的P2.4脚。[0005]本实用新型采用软件抗干扰，对采集的温度数据在显示端单片机内使用数字一阶滞后滤波法处理，消除周期性干扰。[0006]本实用新型的特点是:1、采用无线远传方式实现测量端与显示端分离，达到对任何环境温度的安全测量。2、测量端封装在测量盒内，测量盒固定在伸缩杆一端，使测量距离可变。3、显示端具备报警功能，报警上下限温度设置可调。4、温度探头采用数字式DS18B20温度传感器实现高精度，高准确度测量。5、设计片外存储器可以保存测量的过往数据并可通过功能键来翻页查询。6、测量端与显示端都采用于电池供电方便携带。本实用新型是在综合现有温度仪特点的基础上，研制的一种新型技术产品，具备远距离测量、高精度、准确、稳定、使用携带方便等显著优点。
以下结合附图和实施对本实用新型进一步说明。
图1是测量端构造图。图2是显示端 构造图。图3是测量端电路图。图4是显示端电路图。图1中1.无线�？樘煜咧�2.温度探头DS18B20，3.测量盒，4.干电池，5.伸缩杆,6.伸缩杆握把。图2中7.无线�？樘煜咧�8.显示器LED, 9.干电池，10.SET功能键，11.F2功能键，12.Fl功能键，13.0N功能键。
具体实施方式
在图1中，天线柱(I)属于无线通信模块，无线通信�？楣潭ㄓ谙允竞心�、温度探头⑵粘贴于测量盒⑶正面，干电池⑷置于测量盒⑶内，伸缩杆(5)由两节组合而成可以自由伸缩，伸缩杆(5)下端设计套有握把(6)，伸缩杆(5)与测量盒(6)螺纹旋紧连接。在图2中，天线柱(7)属于无线通信�？椋尴咄ㄐ拍？楣潭ㄓ诓饬亢心�。四个LED数码管(8)组成显示器可以显示两位数据和一位小数，最前位是正负符号位。干电池
(9)置于显示盒内为电路提供电源。SET功能键(10)属于功能模式选择，按一次为显示器
(8)处于实时显示模式，按两次为报警温度上限显示模式，按三次为报警温度下限显示模式，按四次为历史温度查询模式，按五次为返回实时显示模式。F2功能键(11)与SET功能键(10)配合使用，在实时显示模式时无功能，在报警温度上限显示模式时，每按一次上限温度加一，在报警温度下限显示模式时，每按一次下限温度加一，在历史温度查询模式时，每按一次往前回溯一次历史测量值。Fl功能键(12)与SET功能键(10)配合使用，在实时显示模式时无功能，在报警温度上限显示模式时，每按一次上限温度减一，在报警温度下限显示模式时，每按一次下限温度减一，在历史温度查询模式时，每按一次回退查一次历史测量值。ON功能键(13)开启与关闭电路工作。在图3中，单片机Ul正常工作时，VDl指示灯亮。DS18B20U3采集温度经内部处理存入片内存储器。单片机Ul通过P2.5脚读写DS18B20U3获取数据并经过换算变为温度值存入发送缓冲区。单片机Ul将缓冲区温度数据送入串口发送缓冲区，由串口送到无线通信�？閁2，无线通信模块U2通过天线柱将信号发送。在图4中，单片机U4正常工作时，VD2指示灯亮。无线通信模块U5接收到测量端发来的温度数据，然后将数据通过串口发送给单片机U4。单片机U4接收温度数据，送入显示缓冲区，由显示子程序负责驱动DS1、DS2、DS3、DS4显示，同时与温度上下限进行比较，超出范围则程序控制蜂鸣器报警。KEY4为SET功能键、KEY3为F2功能键、KEY2为Fl功能键、KEYl为ON功能键。SET功能键属于功能模式选择,按一次为显不器处于实时显不模式，按两次为报警温度上限显示模式，按三次为报警温度下限显示模式，按四次为历史温度查询模式，按五次返回实时显示模式。F2功能键与SET功能键配合使用，在实时显示模式时无功能，在报警温度上限显示模式时，每按一次上限温度加一，在报警温度下限显示模式时，每按一次下限温度加一，在历史温度查询模式时，每按一次往前回溯一次历史测量值。Fl功能键与SET功能键配合使用，在实时显示模式时无功能，在报警温度上限显示模式时，每按一次上限温度减一，在报警温度下限显示模式时，每按一次下限温度减一，在历史温度查询模式时，每按一次 回退查一次历史测量值。ON功能键开启与关闭无线温度测量仪工作。
权利要求1.一种无线温度测量仪，其结构特征在于包括测量端、显示端；测量端与显示端分离；测量端包括测量盒、温度传感器探头、两节7号电池、无线通信�？�、手持伸缩杆、测量端电路�？椋幌允径税ㄏ允竞�、功能键与LED显示器、两节7号电池、无线通信�？�、显示端电路�？椋黄浼际跆卣髟谟�:在测量端上，DS18B20传感器采用单线与单片机进行数据传输；单片机通过产生符合DS18B20读写时序的信号采集DS18B20的数据，然后将采集到的数据按照测量协议换算为温度值，再将换算得到的温度数据以串口方式发送给无线通信模块，最后将数据以无线方式发送出去；在显示端上，单片机读取无线通信�？榻邮盏奈露仁荩蝗缓笏腿氪娲⑵鞯南允净撼迩儆上允咀映绦蚨寥』撼迩莶⒋偷降テ腎/O 口驱动LED显示相应的温度数值；当实时温度值超出温度上下限值时，蜂鸣器会报警。
2.根据权利要求1所述的无线温度测量仪，其特征是:测量电路包括温度传感器DS18B20U3的接口电路、无线通信�？閁2的接口电路、单片机Ul的主控电路；传感器接口电路由电容C2、电阻R2、DS18B20U3组成；DS18B20U3第一脚接电源地，第三脚接电源正极，电容C2接于电源正负极之间；第二脚接单片机Ul的P2.5，同时接电阻R2 —端，电阻R2的另一端接电源正极；无线通信�？閁2接口电路第一脚接地，第二脚接电源正极，第四脚接单片机Ul的P3.0，第三脚接单片机Ul的P3.1 ;单片机Ul的主控电路由晶振Yl、电容C5、电容C6、电容Cl、电阻Rl、发光二极管VDl和电阻R3组成；晶振Yl —端接单片机Ul的XTAL2，同时连接电容C5到地；另一端接单片机Ul的XTALl，同时连接C6到地；电阻Rl和电容Cl构成单片机Ul的复位电路；C1 一端接电源正极，另一端连接电阻Rl到地，R1、C1之间引出线连接到单片机Ul的RST脚；发光二极管VDl和电阻R3 —端组成单片机Ul的工作指示电路；VD1正极接电阻R3到电源正极，负极接单片机Ul的P2.3 ;电容C3和C4构成电源滤波电路；C3 —端与C4 一端共同连接到电源正极，C3、C4的另一端共同连接到电源地；显示电路包括显示器与功能键接口电路、报警电路、无线通信模块U5的接口电路、单片机U4的主控电路；显示器接口电路由LED数码管DS1、DS2、DS3，电阻RIO、Rll、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20，三级管Q1、Q2、Q3构成;电阻RlO 一端连接单片机U4的Pl.0，另一端连接DS1、DS2、DS3的a脚；电阻Rll —端连接单片机U4的Pl.1，另一端连接DS1、DS2、DS3的b脚；电阻R12 —端连接单片机U4的Pl.2，另一端连接DSl、DS2、DS3的c脚；电阻R13 一端连接单片机U4的Pl.3，另一端连接DS1、DS2、DS3的d脚；电阻R14 —端连接单片机U4的Pl.4，另一端连 接DS1、DS2、DS3的e脚；电阻R15 —端连接单片机U4的Pl.5，另一端连接DSl、DS2、DS3的f脚；电阻R16 —端连接单片机U4的Pl.6，另一端连接DSl、DS2、DS3的g脚；电阻R17 —端连接单片机U4的Pl.7，另一端连接DS1、DS2、DS3的Dp脚；电阻R18 —端连接单片机U4的P2.0，另一端连接三极管Ql的b脚；三极管Ql的e脚连接到电源地，三极管Ql的c脚连接到DSl的3脚和8脚；电阻R19 —端连接单片机U4的P2.1，另一端连接三极管Q2的b脚；三极管Q2的e脚连接到电源地，三极管Q2的c脚连接到DS2的3脚和8脚；电阻R20 —端连接单片机U4的P2.2，另一端连接到三极管Q3的b脚；三极管Q3的e脚连接到电源地，三极管Q3的c脚连接到DS3的3脚和8脚；功能键接口电路由功能键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4以及电阻R5、R6、R7、R8构成；功能键KEYl —端连接到电源地，另一端连接到单片机U4的P3.5脚并同时连接到电阻R5 —端，电阻R5另一端连接到电源正极；功能键KEY2 —端连接到电源地，另一端连接到单片机U4的P3.4脚并同时连接到电阻R6 —端，电阻R6另一端连接到电源正极；功能键KEY3 —端连接到电源地，另一端连接到单片机U4的P3.3脚并同时连接到电阻R7 —端，电阻R7另一端连接到电源正极；功能键KEY4 一端连接到电源地，另一端连接到单片机U4的P3.2脚并同时连接到电阻R8 —端，电阻R8另一端连接到电源正极；无线通信�？閁5的接口电路第一脚接地，第二脚接电源正极，第四脚接单片机U4的P3.0，第三脚接单片机U4的P3.1 ;单片机U4的主控电路由晶振Y2、电容CIO、电容C11、电容C7、电阻R14、发光二极管VD2和电阻R9组成；晶振一端接单片机U4的XTAL2，同时连接电容ClO到地；另一端接单片机U4的XTAL1，同时连接Cl I到地；电阻R4和电容C7构成单片机U4的复位电路；C7 —端接电源正极，另一端连接电阻R4到地，R4、C7之间引出线连接到单片机U4的RST脚；发光二极管VD2和电阻R9组成单片机U4的工作指示电路；VD2正极接电阻R9 —端并连到电源正极，负极连接到单片机U4的P2.3脚；电容C8和C9构成电源滤波电路；C8 —端与C9 一端共同连接到电源正极，C8、C9的另一端共同连接到电源地；报警电路由扬声器SP与电阻R21构成；扬声器SP —端接电源正极，另一端接电阻R21，电阻R21的另一端再连接到单片机U4的P2.4脚。
3.根据权利要求1所述的无线温度测量仪，其特征是:温度传感器U3贴于测量盒正表面，测量盒与伸缩杆采用螺纹旋紧连接，伸缩杆由两节组合而成，伸长时可达距离3米，缩短时可至1.6米， 伸缩杆下端处设计有握把适合使用者握持。
专利摘要本实用新型涉及一种测量端与显示端分离的无线温度测量仪。它是由DS18B20温度传感器、STC单片机、LED显示器和无线通信�？樽槌�。在测量端，DS18B20传感器采用单线与单片机进行数据传输；单片机通过产生符合DS18B20读写时序的信号采集DS18B20的数据，然后将采集到的数据按照测量协议换算为温度值，再将换算得到的温度数据以串口方式发送给无线通信�？椋詈蠼菀晕尴叻绞椒⑺统鋈�。在显示端，单片机读取无线通信�？榻邮盏奈露仁荩蝗缓笏腿氪娲⑵鞯南允净撼迩儆上允咀映绦蚨寥』撼迩莶⒋偷降テ腎/O口驱动LED显示相应的温度数值。当实时温度值超出温度上下限值时，蜂鸣器会报警。
文档编号G01K7/00GK203116868SQ20122045823
公开日2013年8月7日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者陈吉清, 林君焕 申请人:台州职业技术学院
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
