本實(shí)用新型屬于土木工程領(lǐng)域，應(yīng)用于結(jié)構(gòu)安全健康監(jiān)測(cè)行業(yè)，特指一種用于大量溫度采集的采集儀。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代化建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，社會(huì)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和生活環(huán)境意識(shí)的要求也越來(lái)越高。溫濕度的監(jiān)測(cè)和控制已成為生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的技術(shù)。溫度傳感器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍非常廣泛，在結(jié)構(gòu)安全健康監(jiān)測(cè)行業(yè)主要用來(lái)檢測(cè)溫度，是環(huán)境量監(jiān)控不可缺少的部分。目前市場(chǎng)上用于采集溫度傳感器的采集儀一般只能連接一個(gè)溫度傳感器，而項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)一般需要大量的溫度測(cè)試點(diǎn)，部署大量的溫度傳感器后，配置有大量的溫度采集儀，導(dǎo)致了項(xiàng)目監(jiān)測(cè)成本增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于DS18B20的多點(diǎn)測(cè)溫采集儀，每個(gè)通道可以連接8個(gè)溫度傳感器，多點(diǎn)測(cè)溫采集儀的通道數(shù)量可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要配置，提高了部署靈活性，由于減少了溫度采集儀的使用數(shù)量，監(jiān)測(cè)成本下降，推廣了溫度監(jiān)測(cè)的應(yīng)用。

本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種基于DS18B20的多點(diǎn)測(cè)溫采集儀，由單片機(jī)控制系統(tǒng)、電源管理電路、單總線驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)單元、通道片選板和通信電路構(gòu)成，電源管理電路、存儲(chǔ)單元和通信電路連接單片機(jī)控制系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)連接單總線驅(qū)動(dòng)器，單總線驅(qū)動(dòng)器連接通道片選板，通道片選板連接溫度傳感器DS18B20。

單片機(jī)控制系統(tǒng)采用STM32單片機(jī)作為控制單元，STM32單片機(jī)的供電電壓為3.3V，由電源管理電路提供，多點(diǎn)測(cè)溫采集儀外部輸入12V電源，經(jīng)過(guò)多級(jí)降壓后，為系統(tǒng)各個(gè)模塊提供供電電壓。

STM32單片機(jī)通過(guò)I2C總線與單總線驅(qū)動(dòng)器和存儲(chǔ)單元連接，單總線驅(qū)動(dòng)器和存儲(chǔ)單元在I2C總線上分配有不同的器件地址，可以共同使用同一個(gè)I2C總線。片選板連接到單總線驅(qū)動(dòng)器輸入端。現(xiàn)場(chǎng)部署完成后，需要通過(guò)通信電路接口將溫度傳感器內(nèi)部編碼ID存儲(chǔ)至多點(diǎn)測(cè)溫采集儀的存儲(chǔ)單元。當(dāng)采集溫度時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)讀取存儲(chǔ)單元中的溫度傳感器編碼ID，然后通過(guò)I2C總線控制單總線驅(qū)動(dòng)器，單片機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)置搜索算法，通過(guò)搜索算法將查詢到連接在多點(diǎn)測(cè)溫采集儀通道上的溫度傳感器，然后單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)找到的溫度傳感器進(jìn)行采集。單總線驅(qū)動(dòng)器可以控制外部連接的MOSFET器件，用于單總線強(qiáng)上拉，提高單總線負(fù)載能力，同時(shí)，單總線通過(guò)上拉電阻，直接將單總線上拉至電源，這樣，可以在不增加系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)的情況下單個(gè)通道上面連接8個(gè)數(shù)字溫度傳感器。采集前，由STM32單片機(jī)從存儲(chǔ)器件中取出操作數(shù)字溫度傳感器編碼ID，通過(guò)單總線驅(qū)動(dòng)器發(fā)送至單總線上，單總線上掛接的數(shù)字溫度傳感器，自動(dòng)對(duì)比接收的溫度傳感器編碼ID，如果判斷與自己激光刻錄的溫度傳感器編碼ID一致，則選通接收后續(xù)命令，如果判斷不相符，則后續(xù)命令不響應(yīng)，直到下次對(duì)比溫度傳感器編碼ID。通過(guò)單總線驅(qū)動(dòng)器的外部MOSFET器件上拉和單總線的電源強(qiáng)上拉，提高了單總線驅(qū)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)了單通道連接8個(gè)數(shù)字溫度傳感器，同時(shí)，單總線通過(guò)兩種上拉方式，可以使單總線延長(zhǎng)至400米的通信距離，大大提高了通信距離，可以使數(shù)字溫度傳感器分布部署。多點(diǎn)測(cè)溫采集儀可以通過(guò)通道片選板的方式，將通道擴(kuò)展，最多支持32通道，每個(gè)通道可以連接8個(gè)溫度傳感器，一個(gè)多點(diǎn)測(cè)溫采集儀可以采集現(xiàn)場(chǎng)256個(gè)數(shù)字溫度傳感器，節(jié)省了采集成本。

本實(shí)用新型解決了大量溫度傳感器采集問(wèn)題，本實(shí)用新型所述的多點(diǎn)測(cè)溫采集儀，通過(guò)內(nèi)置搜索算法和單總線驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以使多點(diǎn)測(cè)溫采集儀接入最多256個(gè)溫度傳感器，解決了現(xiàn)場(chǎng)溫度傳感器采集問(wèn)題，降低了溫度傳感器采集的成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的多點(diǎn)測(cè)溫采集儀示意圖。

圖2是單總線驅(qū)動(dòng)器電路連接圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型。

參照?qǐng)D1，一種基于DS18B20的多點(diǎn)測(cè)溫采集儀，主要由單片機(jī)控制系統(tǒng)(6)、單總線驅(qū)動(dòng)器(4)、溫度傳感器DS18B20(1)、通道片選板(3)、存儲(chǔ)單元(7)，通信電路(8)和電源管理電路(5)等組成。

單片機(jī)控制系統(tǒng)(6)采用STM32單片機(jī)，單總線驅(qū)動(dòng)器(4)通過(guò)I2C總線與STM32單片機(jī)連接，同時(shí)該I2C總線還連接有存儲(chǔ)單元(7)，存儲(chǔ)單元采用EEPROM器件，具有可重復(fù)擦寫(xiě)特性。存儲(chǔ)單元(7)與單總線驅(qū)動(dòng)器(4)在I2C總線擁有不同的器件地址，STM32單片機(jī)可以根據(jù)不同的器件地址進(jìn)行通信。電源管理電路(5)和通信電路(8)直接與單片機(jī)控制系統(tǒng)(6)連接，通信電路(8)采用485總線，將采集的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至控制端。單總線驅(qū)動(dòng)器(4)連接有通道片選板(3)，通道片選板(3)采用4通道一組的模式，即每塊通道片選板(3)有4個(gè)通道，多點(diǎn)測(cè)溫采集儀最多可以配置8塊通道片選板(3)，現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)溫度傳感器DS18B20(1)的實(shí)際部署數(shù)量，靈活配置通道片選板(3)，這樣可以使成本降低。通道片選板(3)連接溫度傳感器DS18B20(1)，溫度傳感器DS18B20(1)與通道片選板(3)通過(guò)單總線(2)連接，每個(gè)通道的單總線(2)最多可以連接8個(gè)溫度傳感器DS18B20(1)。

多點(diǎn)測(cè)溫采集儀現(xiàn)場(chǎng)部署完成后，通過(guò)通信電路(8)將現(xiàn)場(chǎng)連接的所有溫度傳感器DS18B20(1)的內(nèi)部編碼ID存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元(7)中。采集開(kāi)始后，單片機(jī)控制系統(tǒng)(6)首先從存儲(chǔ)單元(7)讀取溫度傳感器DS18B20(1)的編碼ID，然后控制通道片選板(3)，通過(guò)搜索算法，尋找掛載在單總線(2)上面對(duì)應(yīng)的溫度傳感器DS18B20(1)，搜索完成后，STM32單片機(jī)通過(guò)單總線(2)選通該溫度傳感器DS18B20(1)，然后進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)讀取。

單總線驅(qū)動(dòng)器(4)可以控制外部連接的MOSFET器件，用于單總線(2)強(qiáng)上拉，提高單總線負(fù)載能力，同時(shí)，單總線(2)通過(guò)上拉電阻(如圖2所示，單總線有470Ω的上拉電阻，可以提高單總線驅(qū)動(dòng)能力)，直接將單總線上拉至電源，這樣，可以在不增加系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)的情況下單個(gè)通道上面連接8個(gè)數(shù)字溫度傳感器。通過(guò)單總線驅(qū)動(dòng)器(4)的外部MOSFET器件上拉和單總線的電源強(qiáng)上拉，提高了單總線驅(qū)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)了單通道連接8個(gè)溫度傳感器DS18B20(1)，同時(shí)，單總線通過(guò)兩種上拉方式，可以使單總線延長(zhǎng)至400米的通信距離，大大提高了通信距離，可以使溫度傳感器DS18B20(1)分布部署。多點(diǎn)測(cè)溫采集儀可以通過(guò)通道片選板(3)的方式，將通道擴(kuò)展，最多支持32通道，每個(gè)通道可以連接8個(gè)溫度傳感器，一個(gè)多點(diǎn)測(cè)溫采集儀可以采集現(xiàn)場(chǎng)256個(gè)數(shù)字溫度傳感器，節(jié)省了采集成本。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。