一種糧食烘干設(shè)備效能無線監(jiān)測數(shù)據(jù)收發(fā)裝置制造方法
【專利摘要】一種糧食烘干設(shè)備效能無線監(jiān)測數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，采用以stc公司的89c52為核心的單片機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)不同應(yīng)用要求的溫濕度采集及數(shù)據(jù)發(fā)送；采用WRN-122熱電偶配合MAX6675K型熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)高溫段溫度采集；采用TLC2543高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器配合零漂移rail?to?rail運(yùn)算放大器AD8554實現(xiàn)PT100及精敏電阻橋電路的搭建，從而進(jìn)行塔內(nèi)分層溫度檢測；采用SHT75高精度溫濕度傳感器實現(xiàn)常溫段溫濕度采集；采用以UTC4432無線芯片為核心的射頻模塊實現(xiàn)烘干塔工作效能檢測發(fā)送器與數(shù)據(jù)終端間的通信以及數(shù)據(jù)傳輸。有效地解決了傳統(tǒng)糧食烘干裝置工作效能檢測裝置類型冗余、工作布線困難等問題，提供了多用途糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)采集及無線發(fā)送裝置。
【專利說明】一種糧食烘干設(shè)備效能無線監(jiān)測數(shù)據(jù)收發(fā)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)發(fā)送裝置，特別涉及一種應(yīng)用于糧食烘干設(shè)備工作效能監(jiān)測的數(shù)據(jù)發(fā)送裝置。
技術(shù)背景
[0002]目前應(yīng)用于糧食烘干設(shè)備工作效能的檢測裝置一般由數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)發(fā)送器、數(shù)據(jù)集中器等幾方面組成。其采集的數(shù)據(jù)類型包括熱爐溫度檢測、烘干塔內(nèi)分層溫度檢測及出風(fēng)口溫濕度檢測；其數(shù)據(jù)發(fā)送往往采用485通信協(xié)議的遠(yuǎn)距離布線傳輸；并采用電腦終端作為數(shù)據(jù)集中器。但該類數(shù)據(jù)檢測裝置普遍存在種類冗余、集成度低、現(xiàn)場布線混亂安全隱患高等問題，如何安全高效的實現(xiàn)糧食烘干設(shè)備工作效能的相關(guān)指標(biāo)檢測與數(shù)據(jù)傳輸成為亟待解決的問題之一。目前在核心期刊與專利查詢中均未發(fā)現(xiàn)與此發(fā)明類似的設(shè)備介紹。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)糧食烘干裝置工作效能檢測裝置類型冗余、工作布線困難等問題，提供了多用途糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)采集及無線發(fā)送裝置。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn):
[0005]采用以stc公司的89c52為核心的單片機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)不同應(yīng)用要求的溫濕度采集及數(shù)據(jù)發(fā)送；
[0006]采用WRN-122熱電偶配合MAX6675K型熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)高溫段溫度采集；
[0007]采用TLC2543高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器配合零漂移rai I to rai I運(yùn)算放大器AD8554實現(xiàn)PT100及精敏電阻橋電路的搭建，從而進(jìn)行塔內(nèi)分層溫度檢測；
[0008]采用SHT75高精度溫濕度傳感器實現(xiàn)常溫段溫濕度采集；
[0009]采用以UTC4432無線芯片為核心的射頻模塊實現(xiàn)烘干塔工作效能檢測發(fā)送器與數(shù)據(jù)終端間的通信以及數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]本發(fā)明還有這樣一些特點(diǎn):
[0011]在于將熱爐溫度檢測、烘干塔內(nèi)分層溫度檢測及出風(fēng)口溫濕度檢測等常規(guī)糧食烘干設(shè)備效能檢測裝置集成化的實現(xiàn)在一個數(shù)據(jù)采集器。
[0012]采用大功率無線抗干擾射頻模塊實現(xiàn)超遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。
[0013]安裝方便，便于調(diào)試。
[0014]體積小，內(nèi)置電源，也可外接電源。
[0015]續(xù)航能力強(qiáng)，可適用于各種惡劣天氣。
[0016]密封性好，抗腐蝕風(fēng)化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1糧食烘干設(shè)備工作效能檢測系統(tǒng)組成圖；[0018]圖2糧食烘干設(shè)備工作效能檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組成圖；
[0019]圖3糧食烘干設(shè)備工作效能檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送器的組成圖；
[0020]圖4效能檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送器塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集模塊的電路原理圖；
[0021]圖5糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送器程序流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明如下:
[0023]結(jié)合圖1，該發(fā)明專利采用無線射頻裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集器檢測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，同時為了實現(xiàn)多用途數(shù)據(jù)采集，該發(fā)明涉及三種類型的數(shù)據(jù)采集，分別為:將熱爐溫度檢測
a、烘干塔內(nèi)分層溫度檢測b及出風(fēng)口溫濕度檢測C。裝置通過將熱爐溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器A、烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器B、出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器C三種數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)終端機(jī)D以實現(xiàn)糧食烘干設(shè)備效能的檢測數(shù)據(jù)的采集。在系統(tǒng)工作時，采用無線通訊方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)終端機(jī)與數(shù)據(jù)發(fā)送器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0024]結(jié)合圖2，該發(fā)明專利所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域為糧食烘干機(jī)工作效能檢測，為保證檢測效果，其在工作狀態(tài)下所需的監(jiān)測點(diǎn)較多。同時為了確保測試精度，系統(tǒng)仍需實現(xiàn)對同一測量點(diǎn)的多傳感器信息進(jìn)行融合測量。因此，該系統(tǒng)需要放置多個數(shù)據(jù)采集無線發(fā)送器形成一個穩(wěn)定可靠的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。該數(shù)據(jù)采集無線發(fā)送器網(wǎng)絡(luò)包括2個熱爐溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器A1、A2其對應(yīng)的檢測傳感器為al、a2，5個烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器B1、B2、B3、B4、B5 其對應(yīng)的檢測傳感器為 bl、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9、bl0、bll、bl2、bl3、bl4、bl5，以及4個出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器Cl、C2、C3、C4其對應(yīng)的檢測傳感器為Cl、c2、c3、c4、c5、c6。在實際測量過程中需將上述共計11個數(shù)據(jù)采集器放置到對應(yīng)位置上以實現(xiàn)共計23路不同類型數(shù)據(jù)的采集。
[0025]結(jié)合圖3，為提升電路的適用性，該糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送器電路設(shè)計過程中將各種類型的數(shù)據(jù)采樣電路集成在一個整體電路上，對于不同的檢測用途只需將相應(yīng)的傳感器安裝在采集器的相應(yīng)位置上便可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。為此該糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送器可分為以下模塊:
[0026]1.數(shù)據(jù)處理模塊，裝置采用STC89C52單片機(jī)Ul作為處理芯片，由于該所采用芯片的工作電壓為5V，電源輸入端U7電壓為7.4V。故裝置采用電源芯片LM2596U2芯片提供穩(wěn)定的5V工作電壓。
[0027]2.烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集模塊，裝置采用由TLC2543高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器U4配合AD8554運(yùn)算放大器U8搭建橋式測溫電路以確定BPT100的電阻值，并通過PT100電阻阻值與溫度間的函數(shù)關(guān)系確定采集點(diǎn)的溫度信息。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，該部分模塊采用REF02U95V基準(zhǔn)源芯片作為電壓基準(zhǔn)；
[0028]3.出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊，裝置采用U3SHT75溫濕度傳感器實現(xiàn)對溫濕度信息的采集；
[0029]4.熱爐溫度檢測模塊，裝置采用U5MAX6675熱電偶數(shù)據(jù)采集芯片實現(xiàn)對高溫段的溫濕度采集。
[0030]5.無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，裝置采用U6UTC4432ISM頻段無線芯片實現(xiàn)與系統(tǒng)其它部分間的數(shù)據(jù)傳輸。[0031]結(jié)合圖4，雖然該發(fā)明的數(shù)據(jù)處理模塊51單片機(jī)核心電路、出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊SHT75溫濕度采集電路、熱爐溫度檢測模塊MAX6675熱電偶采集電路、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊UTC4432數(shù)據(jù)無線傳輸電路在該領(lǐng)域的應(yīng)用并不常見，但其電路在其他領(lǐng)域較為普及，因此其實現(xiàn)難度較低。與此同時裝置的難點(diǎn)在于塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集模塊PT100測溫電路的設(shè)計，該裝置采用三線測溫橋電路實現(xiàn)溫度信息采集。電路采用U9REF02基準(zhǔn)源芯片，使其管腳6產(chǎn)生5V基準(zhǔn)電壓Vref，并將其作為橋電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參考電源，該芯片的供電電壓VIN為電源輸入端U7電壓。接口 Pl為三線制PT100引入端，其短路端分別接在接口 1、2上。采用Rl、R2、V3、Ptl00構(gòu)成測量電橋其中Rl = R2=3KΩ , R3為200 Ω精密電阻，當(dāng)PtlOO的電阻值和R3的電阻值不相等時，電橋輸出一個mV級的壓差信號，這個壓差信號經(jīng)過運(yùn)放U8AD8554放大后輸出期望大小的電壓信號VO，該信號VO可直接連AD轉(zhuǎn)換芯片U4TLC2543上。差動放大電路中R4 = R5=1KQ、R6 = R7=30KΩ、放大倍數(shù)=R6/R4，運(yùn)放采用單一 5V供電。R8=1KQ，其在電路中起到穩(wěn)定電壓的作用。穩(wěn)壓管D11N4733A的功能為防止電壓超過額定值、保護(hù)電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換器U4TLC2543的I管腳AINO接入電壓信號V0、14管腳接入?yún)⒖茧妷篤ref、13管腳接地、其數(shù)字信號所需管腳與U1STC89C52單片機(jī)管腳的連接關(guān)系為:19管腳EOC接Ul的P3.5、18管腳IOCLK接Ul的P3.6、17管腳DATAINPUT接Ul的P3.7、16管腳04了々0^1^1'接譏的P2.0、15管腳S接Ul的P2.1。Ul通過上述管腳與U4進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)，并通過運(yùn)算確定當(dāng)前PT100所處環(huán)境的溫度值。該模塊電路中電容Cl、C2、C3容值為0.1uf，在電路中起到降噪濾波的作用；電容C4、C5為2.2uf有極性電容，在RER)2電壓輸入輸出端起到穩(wěn)定輸出電壓的作用。
[0032]結(jié)合圖5，該糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送器流程如下:
[0033]步驟1.系統(tǒng)等待接收采集指令，直到接收到指令時運(yùn)行步驟2 ；
[0034]步驟2.系統(tǒng)對采集指令進(jìn)行判斷，以確定當(dāng)前上位機(jī)所需的數(shù)據(jù)類型及所要檢測的采集點(diǎn)；若為A類采集信號則開始對熱爐溫度檢測模塊進(jìn)行程序運(yùn)算，此時轉(zhuǎn)至步驟
3、若為B類采集信號則開始對烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行程序運(yùn)算，此時轉(zhuǎn)至步驟4、若為C類采集信號則開始對出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行程序運(yùn)算，此時轉(zhuǎn)至步驟5;
[0035]步驟3.系統(tǒng)采集熱電偶數(shù)據(jù)信息，采集完成后轉(zhuǎn)至步驟8 ；
[0036]步驟4.系統(tǒng)采集模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)信息，記錄當(dāng)前數(shù)值為N，轉(zhuǎn)至步驟6 ；
[0037]步驟5.系統(tǒng)采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)信息，采集完成后轉(zhuǎn)至步驟8 ；
[0038]步驟6.系統(tǒng)運(yùn)行在標(biāo)定過程中經(jīng)過數(shù)據(jù)擬合出的R=f (N)函數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)N確定當(dāng)前PT100阻值R，計算完成后轉(zhuǎn)至步驟7 ；
[0039]步驟7.系統(tǒng)運(yùn)行基于PT100電阻與溫度工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)R=f⑴的逆推程序，計算獲得當(dāng)前PTioo阻值R所對應(yīng)的溫度值T，計算完成后轉(zhuǎn)至步驟8 ；
[0040]步驟8，發(fā)送處理過的數(shù)據(jù)信息，返回步驟1，準(zhǔn)備再次采樣。
【權(quán)利要求】
1.一種糧食烘干設(shè)備效能無線監(jiān)測數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征在于由單片機(jī)系統(tǒng)，熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，高精度溫濕度傳感器，射頻模塊組成，其中單片機(jī)系統(tǒng)與熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器與高精度溫濕度傳感器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種糧食烘干設(shè)備效能無線監(jiān)測數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征是:采用以stc公司的89c52為核心的單片機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)不同應(yīng)用要求的溫濕度采集及數(shù)據(jù)發(fā)送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種糧食烘干設(shè)備效能無線監(jiān)測數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征是:采用WRN-122熱電偶配合MAX6675K型熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)高溫段溫度采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種糧食烘干設(shè)備效能無線監(jiān)測數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征是:采用TLC2543高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器配合零漂移rail to rail運(yùn)算放大器AD8554實現(xiàn)PTlOO及精敏電阻橋電路的搭建，從而進(jìn)行塔內(nèi)分層溫度檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種糧食烘干設(shè)備效能無線監(jiān)測數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征是:采用SHT75高精度溫濕度傳感器實現(xiàn)常溫段溫濕度采集。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種糧食烘干設(shè)備效能無線監(jiān)測數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征是:采用以UTC4432無線芯片為核心的射頻模塊實現(xiàn)烘干塔工作效能檢測發(fā)送器與數(shù)據(jù)終端間的通信以及數(shù)據(jù)傳輸。
【文檔編號】G01D21/02GK103473905SQ201310351379
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】李冰, 邢博聞, 費(fèi)浚純 申請人:哈爾濱恒譽(yù)名翔科技有限公司