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专利名称：远传式数字温度计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及现场温度采集、数据远距离传输以及上位显示技术。具体说就是将现场采集的温度数据经远距离传输到上位机显示出来背景技术目前，在大多数温度检测系统中进行温度检测的电路，基本上都是由温度传感器和A/D转换器等电路组成。其电路不但结构复杂且成本高，测试也繁琐。
技术方案本实用新型的目的在于公开一种远传式数字温度计，主要针对传统的温度采集表采集数据精度低和无法集中监控的缺点，采用数字化芯片和远距离总线驱动技术，具有数据测量精度高、传输距离远、抗干扰能力强和方便集中监控且成本低、不用调试的优点。
本实用新型包括现场部分上传显示部分，其特征在于单片机2采用89C2051芯片，数字化温度采集芯片1采用DS1820，和看门狗电路5构成单片机系统。由单片机2控制数字化温度采集芯片1做数据的采集，数字化温度采集芯片1按照单片机2的指令将采集到的数据传送给单片机，再由单片机将数据转化为频率，经总线电流驱动器3和上位总线电流驱动器4上传给上位数字显示部分。上传显示部分由现场总线电流驱动器6传送来的数据经上位电流驱动器7传送给上位单片机8，再由上位单片机将数据送给数码显示管9显示。


图1本实用新型现场测量系统原理框图；图2本实用新型单片机系统电路原理图；图3本实用新型上位监控系统原理框图；具体实施方式
图3中10为上传显示部分的看门狗电路图1所示为远传式数字温度计的现场测量部分的单片机控制系统原理框图。其中单片机是系统的核心，由它控制DS1820来实现温度的采集。DS1820按照单片机指令按严格的时序进行温度数据的采集并把数据传送到单片机。
DS1820是可组网数字式温度传感器，在其内部使用了在板(ON-BOARD)专利技术。全部传感元件和转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。与其他温度传感器相比，DS1820具有以下特性(1)独特的单线接口方式，在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现。
(2)DS1820支持多点组网功能，多个DS1820可以并联在唯一的三线上，实现多点测温。
(3)DS1820在使用上不需要任何外围器件。
(4)测量范围在-55℃-+125℃，固有测温分辨率0.5℃。
(5)测量结果以9位数字量方式串行传送。
DS1820在正常使用时的分辨率为0.5℃，这对测量精度要求日益升高的现代温测中已呈现了明显的不足。在对DS1820测量原理详细的分析基础上，本发明采取直接读取DS1820内部暂存寄存器的方法，将测量分辨率提高到0.1℃到0.01℃。
DS1820内部暂存寄存器的分布如表1所示，其中第7字节存放的是当温度寄存器停止增殖时计数器1的计数剩余值，第8字节存放的是每度所对应的计数值，这样我们就可以通过下面的方法获得高分辨率的温度测量结果。首先用DS1820提供的读暂存寄存器的指令(BEH)读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果。然后切去测量结果中的最低有效位(LSB)，得到所测量实际温度的整数部分T整数，然后再用BEH指令读取计数器1的计数剩余值M剩余和每度计数值M每度，考虑到DS1820测量温度的整数部分以0.25℃、0.75℃为进位界限的关系，实际温度T实际可用下式计算得到T实际＝(T整数-0.25℃)+(M每度-M剩余)/M每度。利用这种方法即可得到高精度的温度测量值。
单片机在得到DS1820传送来的数据后，将其装化为频率值，再经总线电流驱动器上传给上位机。其实际电路图如图2。单片机传送数据的串行通道上接一三极管，数据从单片机输出后利用三极管的放大作用将单片机的微弱电流放大，再用光电耦合隔离器将信号隔离后送到传输总线上。这样，既可以实现数据的远距离传输又可以保证数据传输的准确，达到远距离、高速的最小误差传输。
上位机的单片机系统原理框图如图3所示。由总线传送过来的数据经总线电流驱动器后进入单片机，单片机将频率值转化为串行数据和码校验后，将温度值送给数码显象管显示。通过改变加热或制冷系统的工作状态，可实现对被监测系统的实时监控。为了提高系统的可靠性，该系统设计了由硬件和软件组成的“看门狗”。硬件看门狗由集成芯片25045及外围电路组成，同时还带有电源监控和复位功能。显示采用8位共阴极LED数码管，用来显示温度测量值。
本实用新型具有以下优点(1)采用集成数字温度传感器DS1820，系统设计微型化、低攻耗、高性能、抗干扰能力强；(2)软件上采用直接读取数据暂存寄存器的方法，大大提高了数据的精度；(3)硬件电路设计了看门狗电路，可使程序异常时自动复位，提高了系统的可靠性；(4)采用总线驱动技术，传输距离远，数据传输准确，方便多路组网和对采集系统的集中监控。
权利要求1.一种远传式数字温度计，包括现场部分上传显示部分，其特征在于单片机(2)采用89C2051芯片，数字化温度采集芯片(1)采用DS1820，和看门狗电路(5)构成单片机系统；由单片机(2)控制数字化温度采集芯片(1)做数据的采集，数字化温度采集芯片(1)按照单片机(2)的指令将采集到的数据传送给单片机，再由单片机将数据转化为频率，经总线电流驱动器(3)和上位总线电流驱动器(4)上传给上位数字显示部分；上传显示部分由现场总线电流驱动器(6)传送来的数据经上位电流驱动器(7)传送给上位单片机(8)，再由上位单片机将数据送给数码显示管(9)显示。
专利摘要本实用新型公开一种远传式数字温度计，主要针对传统的温度采集表采集数据精度低和无法集中监控的缺点，采用数字化芯片和远距离总线驱动技术，具有数据测量精度高、传输距离远、抗干扰能力强和方便集中监控且成本低、不用调试的优点。本实用新型包括现场部分上传显示部分，其特征在于单片机2采用89C2051芯片，数字化温度采集芯片1采用DS1820，和看门狗电路5构成单片机系统。上传显示部分由现场总线电流驱动器6传送来的数据经上位电流驱动器7传送给上位单片机8，再由上位单片机将数据送给数码显示管9显示。
文档编号G01K7/00GK2711708SQ20032011178
公开日2005年7月20日 申请日期2003年12月26日 优先权日2003年12月26日
发明者秦涛, 冷严冬, 白德芳, 丁兆国, 胡维庆 申请人:哈尔滨九洲电气股份有限公司