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一種多路溫度采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于：所述的采集系統(tǒng)為下位機(jī)同時采集多路溫度信息后傳遞給上位機(jī)進(jìn)行處理；所述的下位機(jī)為單片機(jī)通過多路模擬選擇開關(guān)分別連接多個溫度測量單元獲取溫度信息，由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：1、克服了傳統(tǒng)溫度計(jì)讀數(shù)困難、誤差大的缺點(diǎn)；2、溫度計(jì)的顯示使設(shè)計(jì)動態(tài)、直觀；3、實(shí)現(xiàn)了硬件采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的高度融合，降低了硬件制作的復(fù)雜度，靈敏性和靈活度都有了很大的提高；4、本實(shí)用新型極大程度上降低了成本，減少了系統(tǒng)研發(fā)周期。
【專利說明】一種多路溫度采集系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及實(shí)時溫度采集應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種多路溫度采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備等領(lǐng)域， 滲透到我們生活的各個領(lǐng)域。其中，采用單片機(jī)對溫度進(jìn)行檢測、顯示、信息存儲及實(shí)時控 制，對于提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源都有重要的作用。
[0003]目前，基于單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)大多數(shù)由溫度傳感器和單片機(jī)構(gòu)成采 集電路，常見的溫度傳感器有熱電偶和溫度傳感器DS18B20。其中，熱電偶測溫結(jié)構(gòu)簡單、 測溫范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但是其測量必須為接觸式測量，這對于一些應(yīng)用領(lǐng)域便存在著技術(shù)短 板，而且不能進(jìn)行實(shí)時測溫。現(xiàn)有的單片機(jī)溫度采集系統(tǒng)嵌入到大型項(xiàng)目必然給程序編寫 和硬件電路板設(shè)計(jì)帶來不便，且無法查詢系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)。一些期刊和文獻(xiàn)現(xiàn)在也逐漸介紹 基于虛擬儀器的溫度測量設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)較傳統(tǒng)基于單片機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)簡化了單片機(jī)外圍電 路；然而，這樣的系統(tǒng)通常都得采用專業(yè)的數(shù)據(jù)采集卡，這在實(shí)際應(yīng)用中必然大大增加生產(chǎn) 成本，而且對區(qū)域的多個節(jié)點(diǎn)同時進(jìn)行溫度采集不易。
[0004]針對上述問題，提供一種新型的多路溫度采集系統(tǒng)，以相對較低的生產(chǎn)成本搭建 以計(jì)算機(jī)作為主控單元溫度采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多路溫度采集的目的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種多路溫度采集系統(tǒng)，以相對較低的 生產(chǎn)成本實(shí)現(xiàn)多路溫度采集的目的。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在 于:所述的采集系統(tǒng)為下位機(jī)同時采集多路溫度信息后傳遞給上位機(jī)進(jìn)行處理；
[0007]所述的下位機(jī)為單片機(jī)通過多路模擬選擇開關(guān)分別連接多個溫度測量單元獲取 溫度信息，從而利用多路模擬選擇開關(guān)在每個溫度測量單元之間進(jìn)行切換實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度的 同時測量。
[0008]所述的下位機(jī)同時設(shè)有復(fù)位電路、晶振電路接入單片機(jī)。
[0009]所述的下位機(jī)設(shè)有直流電源模塊為整個下位機(jī)供電。
[0010]所述單片機(jī)通過USB轉(zhuǎn)串口電路與上位機(jī)通訊。
[0011]所述的單片機(jī)的型號為STC12C5A60S2。
[0012]所述的溫度測量單元采用的溫度傳感器的型號為DS18B20。
[0013]一種多路溫度采集系統(tǒng)，由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:1、克服了 傳統(tǒng)溫度計(jì)讀數(shù)困難、誤差大的缺點(diǎn)；2、溫度計(jì)的顯示使設(shè)計(jì)動態(tài)、直觀；3、實(shí)現(xiàn)了硬件采 集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的高度融合，降低了硬件制作的復(fù)雜度，靈敏性和靈活度都有了很大的提 高；4、本實(shí)用新型極大程度上減少了成本?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
[0015]圖1為本實(shí)用新型一種多路溫度采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型一種多路溫度采集系統(tǒng)下位機(jī)的多路溫度采集程序流程圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型一種多路溫度采集系統(tǒng)USB轉(zhuǎn)串口電路原理圖。
[0018]在圖1中，1、下位機(jī)；2、上位機(jī)；3、溫度測量單元；4、多路模擬選擇開關(guān)；5、單片 機(jī)；6、復(fù)位電路；7、晶振電路；8、直流電源模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于LabVIEW和 單片機(jī)搭建的多路溫度采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)性價(jià)比更高的實(shí)時多路溫度采集系統(tǒng)。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型由上位機(jī)2和下位機(jī)I組成。所述的下位機(jī)I由多個數(shù)字 溫度傳感器DS18B20做成溫度測量單元3通過多路模擬選擇開關(guān)4和型號為STC12C5A60S2 的單片機(jī)5相連組成，其中還應(yīng)包括11.0592MHz的晶振電路7、復(fù)位電路6、+5V的直流電 源模塊8，每個溫度測量單元3與多路模擬選擇開關(guān)4連接，多路模擬選擇開關(guān)4再與單片 機(jī)5相連接，上位機(jī)I和下位機(jī)2之間通過USB串口轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)串口通信。
[0021]下位機(jī)I中溫度測量單元3的數(shù)據(jù)輸入/輸出端DQ引腳通過多路模擬選擇開關(guān) 4與單片機(jī)5的I/O端口相連；下位機(jī)I還包括采用USB總線轉(zhuǎn)接芯片CH340進(jìn)行設(shè)計(jì)的 USB轉(zhuǎn)串口電路。
[0022]上位機(jī)2應(yīng)用LabVIEW軟件編程，其前面板包括串口參數(shù)設(shè)置、報(bào)警溫度上下限設(shè) 置和系統(tǒng)時間顯示、系統(tǒng)指示燈和報(bào)警指示燈、數(shù)據(jù)接收窗口、溫度趨勢曲線圖、溫度計(jì)模 擬顯示、不同溫度單位間的溫度轉(zhuǎn)換、指定路徑下用于實(shí)時存儲采集數(shù)據(jù)的word文檔和退 出系統(tǒng)按鈕。
[0023]串口參數(shù)設(shè)置包括端口號、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)位等參數(shù)設(shè)置。數(shù)據(jù)接 收窗口進(jìn)行采集溫度的數(shù)據(jù)顯示，包括采樣時間和采樣溫度值。采集溫度趨勢圖為一數(shù)字 示波器，繪制溫度趨勢圖。溫度計(jì)模擬顯示為一動態(tài)溫度計(jì)，實(shí)時顯示溫度。不同溫度單位 間的溫度轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)攝氏度與開爾文、華氏度、蘭氏度和列氏度之間的溫度值實(shí)時換算顯 示。實(shí)時存儲采集數(shù)據(jù)的word文檔將采集溫度數(shù)據(jù)實(shí)時存儲在指定路徑下的word文檔中。
[0024]本實(shí)用新型優(yōu)選的具體實(shí)施示例:
[0025]1、直流電源模塊8給下位機(jī)I上電，各部分電路開始工作。
[0026]2、單片機(jī)5首先對多路模擬選擇開關(guān)4進(jìn)行控制，從第一路通道開始依次到最后 一路通道進(jìn)行多路溫度的采集；選擇某一路通道后單片機(jī)5便對該通道溫度測量單元3進(jìn) 行訪問:先對溫度測量單元3初始化，再進(jìn)行ROM操作命令，最后進(jìn)行存儲器操作和數(shù)據(jù)處 理。單片機(jī)5通過USB串口轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)2的通信，溫度測量單元3將采集到的 溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)5。
[0027]3、開啟上位機(jī)2，個人計(jì)算機(jī)上打開LabVIEW軟件，進(jìn)入LabVIEW操作界面。
[0028]4、在所述的串口設(shè)置窗口進(jìn)行包括端口號、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)位等參 數(shù)設(shè)置，本實(shí)施例中端口號:C0M4、波特率:9600、數(shù)據(jù)位:8、停止位:1和校驗(yàn)位:N0NE。
[0029]5、進(jìn)行所述的系統(tǒng)設(shè)置，報(bào)警上限設(shè)置為80、下限設(shè)置為10。[0030]6、設(shè)置存儲數(shù)據(jù)的word文檔路徑為D: \DataS.doc。
[0031]7、點(diǎn)擊左上角的運(yùn)行按鈕，系統(tǒng)開始運(yùn)行，將單片機(jī)發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、分 析處理和存儲。
[0032]8、所述的數(shù)據(jù)接收窗口進(jìn)行采樣時間和該時間的采樣溫度值的顯示，所述的采集 溫度趨勢圖繪制溫度趨勢圖，所述的溫度計(jì)實(shí)時顯示溫度，所述的各種溫度單位間的溫度 轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)攝氏度與開爾文、華氏度、蘭氏度和列氏度之間的溫度值實(shí)時換算顯示。
[0033]9、打開D盤下名為DataS的word文檔查看歷史溫度數(shù)據(jù)。
[0034]10、當(dāng)系統(tǒng)米集數(shù)據(jù)完成，點(diǎn)擊退出系統(tǒng)按鈕退出系統(tǒng)。
[0035]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，克服了傳統(tǒng)溫度計(jì)讀數(shù)困難、誤差大的缺點(diǎn)。較傳 統(tǒng)僅僅基于單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)，將多個DS18B20做成溫度測量單元3給測量帶來了方 便；數(shù)據(jù)接受窗口給出了采樣時間，即采樣時間和采樣溫度值實(shí)時顯示；溫度趨勢圖描繪 了被測系統(tǒng)溫度走勢，有利于系統(tǒng)預(yù)研分析；溫度計(jì)的顯示使設(shè)計(jì)動態(tài)、直觀；實(shí)現(xiàn)了各種 溫度單位之間的實(shí)時轉(zhuǎn)換，這給一些要求多溫度單位的工作帶來很大的方便;word文檔存 儲數(shù)據(jù)可以用于后續(xù)的分析處理和存檔工作；本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了硬件采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的高度 融合，降低了硬件制作的復(fù)雜度，靈敏性和靈活度都有了很大的提高，其減少多個單片機(jī)顯 示、按鍵和報(bào)警等外圍電路很大程度上有利于單片機(jī)嵌入到其他系統(tǒng)；與采用數(shù)據(jù)采集卡 設(shè)計(jì)的系統(tǒng)相比較，本系統(tǒng)極大程度上減少了成本；此外，市場上大多數(shù)一體機(jī)和筆記本電 腦沒有RS232串口，USB串口轉(zhuǎn)換電路給應(yīng)用此系統(tǒng)的筆記本電腦用戶帶來了方便；本系統(tǒng) 人機(jī)交互界面友好，美觀，操作簡單，易于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0036]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受 上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用 于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的采集系統(tǒng)為下位機(jī)(I)同時采集多路 溫度信息后傳遞給上位機(jī)(2)進(jìn)行處理；所述的下位機(jī)(I)為單片機(jī)(5)通過多路模擬選擇開關(guān)(4)分別連接多個溫度測量單 元(3)獲取溫度信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的下位機(jī)(I)同時 設(shè)有復(fù)位電路(6)、晶振電路(7)接入單片機(jī)(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的下位機(jī)(I)設(shè)有 直流電源模塊(8 )為整個下位機(jī)(I)供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)(5)通過 USB轉(zhuǎn)串口電路與上位機(jī)(2 )通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機(jī)(5)的型 號為 STC12C5A60S2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫度測量單元(3)采用的溫度傳感器的型號為DS18B20。
【文檔編號】G01K7/00GK203432700SQ201320538099
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】許鋼, 林園勝, 郝玲玲, 胡天水, 李遠(yuǎn)軍, 周偉峰, 周鵬 申請人:安徽工程大學(xué)