专利名称：无线热电阻温度变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种仪表测量电子技术，特别涉及一种基于IEEE802. 15. 4的无线热电阻温度变送器。
背景技术：
工业领域数据信号包括压力、温度、流量、物位等信号，传统的数据采集都通过信 号电缆进行传送，铺设电缆牵涉电缆沟、电缆桥架，这样不仅电缆、桥架等成本必须考虑，而 且由此带来的人工费用和日后的维护费用都必须考虑。有些场合电缆难以铺设，对于补充 安装的传感器信号进行采集，则必须重新挖开电缆沟铺设电缆，成本明显上升。特别是温度测量，使用温度变送器是工业领域的重要测量方式之一，传统的温度 变送器为两线制和四线制方式传输数据，安装使用传统温度变送器时，必须铺设电缆，这样 不仅材料成本和人工成本高，而且电缆铺设和维护相当麻烦，尤其需要补充安装变送器时， 必须重新挖开电缆沟铺设电缆。无线温度变送器的研发和使用能极大的改变这些现状和苦 难。
发明内容本实用新型是针对现在通过电缆传输数据采集信号成本高，维护困难的问题，提 出了一种无线热电阻温度变送器，将电磁波作为传输介质，避免了有线系统在安装成本高， 维护成本高，价格不断上升，接插件的故障率高，查找接插件的故障困难等方面的限制。本实用新型的技术方案为一种无线通讯技术的无线热电阻温度变送器，包括信 号采集部分、信号处理部分、无线部分和供电部分，通过热电阻测温网络实现采集信号的信 号采集部分，将采集到的信号送入信号处理部分进行放大并转换成数字信号，无线部分将 接收的数字信号转换后通过无线网络发送至网关，供电部分分别给信号采集部分、信号处 理部分、无线部分提供所需电源。所述信号采集部分为一个信号采集圆卡，热电阻信号输入端经过信号放大芯片、 数模转换芯片连接SPI总线，信号采集圆卡通过SPI总线采集热电阻温度信号。所述无线部分为一个射频信号处理�？椋ù鳰CU的射频处理芯片和外围电 路，所述的射频芯片将接收的数字信号，通过MCU校准处理后，再通过射频输入/输出电路， 经由天线将信号发射出去。本实用新型的有益效果在于本实用新型无线热电阻温度变送器，与现有温度变 送器相比，具有使用方便、灵活性好、成本低的优点。
图1为本实用新型无线通讯技术的无线热电阻温度变送器原理框图；图2为本实用新型无线通讯技术的无线热电阻温度变送器所使用CC2430芯片的 原理框图；[0011]图3为本实用新型无线通讯技术的无线热电阻温度变送器的热电阻信号处理流程。
具体实施方式
如图1所示无线通讯技术的无线热电阻温度变送器原理框图，变送器包括信号采集部分、信号处理部分、无线部分和供电部分。信号采集部分通过热电阻测温网络实现信号 的采集；采集到的信号到信号处理部分通过放大器和AD转换芯片对信号进行放大并转换 成数字信号，无线部分将接收的数字信号计算成实际温度值，并将温度值通过无线网络发 送至网关。供电部分分别给信号采集部分、信号处理部分、无线部分提供所需电源。如图2信号处理部分的CC2430芯片的原理框图，CC2430集成了 MCU、RF、AD转换 功能，使用该芯片能减小电路复杂性和电路面积。CC2430芯片进行对接受到得电压信号进 行处理和AD转换，最终转换成实际的温度值。数据送入发射部分发送，LED指示灯显示数 据正在传输，电源部分将输入的5VDC电压转换为3. 3V电压，为处理CC2430芯片提供所需 的等级电压。对于热电阻信号的处理的前端电路包含热电阻测温网络和放大器电路。信号采集部分为一个信号采集圆卡，该圆卡完成对热电阻的信号采集，其中热电 阻信号输入端经过信号放大芯片、数模转换芯片连接SPI总线，电源芯片通过对电源输入 端进行降压处理，为其他芯片提供3. 3VDC工作电压；并为射频信号处理�？樘峁┑缭础Ｎ尴卟糠治桓錾淦敌藕糯砟？椋ù鳰CU的射频处理芯片和外围电路，所 述的射频芯片通过SPI总线读取通过数模转换后的热电阻温度数字信号，通过MCU校准处 理后，再通过射频输入/输出电路，经由天线将信号发射出去，无线协调器接受信号，从而 完成数据通讯工作。ZigBee协议栈采用任务处理机制，当MCU启动后，完成一系列初始化工作后，就处 于等待任务处理状态，不同的任务有不同的优先级别。开发者只需把自行开发的应用作为 一个任务添加在任务列表中，无线通讯技术的无线热电阻温度变送器的主要任务是对热电 阻信号进行处理。MCU启动后的一系列初始化工作中包括从EEROM内读取保存的参数，参数 中包括该终端对应的MODBUS节点寄存器地址。(1)热电阻信号处理部分根据图3所示的热电阻信号处理流程来对热电阻信号进行处理，本无线热电阻温 度变送器需要依据钼热电阻阻值的测量从而计算出实际的温度。为了提高测量精度，减少 误差，采用三导线制测量，测温网络电路输出电压是毫伏级。为此测量电压必须经过放大器 放大后，输入到A/D转换器，然后CC2430芯片才能采用三导线制测量的测温计算方法编写 程序处理接受的电压信号，从而计算出测量温度。(2)无线传输部分ZigBee无线传输部分�？橹饕迪质萃ü齔igBee无线方式进行传输，无线热 电阻温度变送器端上电后，首先寻找加入ZigBee网络。当测量到热电阻信号时，对信号进 行电压转换、放大后通过A/D转换，然后通过SPI总线送至CC2430芯片，计算出对应的温度 值放入寄存器内。最后，无线网络基站可以通过ZigBee网络寻找到该无线热电阻温度变送 器，并读取寄存器内的温度值。
权利要求一种无线通讯技术的无线热电阻温度变送器，包括信号采集部分、信号处理部分、无线部分和供电部分，其特征在于，通过热电阻测温网络实现采集信号的信号采集部分，将采集到的信号送入信号处理部分进行放大并转换成数字信号，无线部分将接收的数字信号转换后通过无线网络发送至网关，供电部分分别给信号采集部分、信号处理部分、无线部分提供所需电源。
2.根据权利要求1所述无线通讯技术的无线热电阻温度变送器，其特征在于，所述信 号采集部分为一个信号采集圆卡，热电阻信号输入端经过信号放大芯片、数模转换芯片连 接SPI总线，信号采集圆卡通过SPI总线采集热电阻温度信号。
3.根据权利要求1所述无线通讯技术的无线热电阻温度变送器，其特征在于，所述无 线部分为一个射频信号处理模块，包括带MCU的射频处理芯片和外围电路，所述的射频芯 片将接收的数字信号，通过MCU校准处理后，再通过射频输入/输出电路，经由天线将信号 发射出去。
专利摘要本实用新型涉及一种无线通讯技术的无线热电阻温度变送器，包括信号采集部分、信号处理部分、无线部分和供电部分。其中，通过热电阻测温网络实现采集信号的信号采集部分，将采集到的信号送入信号处理部分进行放大并转换成数字信号，无线部分将接收的数字信号转换后通过无线网络发送至网关，供电部分分别给信号采集部分、信号处理部分、无线部分提供所需电源。与现有温度变送器相比，具有使用方便、灵活性好、成本低的优点。
文档编号G01K7/22GK201569512SQ20092028658
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者何杏宇, 涂煊, 赵华, 郑丽国 申请人:上海工业自动化仪表研究院
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