本發(fā)明涉及家電控制領(lǐng)域，具體涉及一種溫度采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，目前市場(chǎng)上的溫度采集產(chǎn)品采用16或12位甚至更低分辨率的ai芯片，配合分立的信號(hào)源及運(yùn)放等搭建的溫度采集電路，且都不具備傳感器差異調(diào)整、自動(dòng)溫度采集能力；這樣的產(chǎn)品溫度采集的精度不高，且極易受到系統(tǒng)噪聲的影響，產(chǎn)生垃圾數(shù)據(jù)；掛載不同的傳感器時(shí)采樣的溫度結(jié)果差異大，不能滿(mǎn)足高精度計(jì)量要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種溫度采集系統(tǒng)及控制裝置，其目的是提供一種溫度采集系統(tǒng)，可根據(jù)傳感器特性自動(dòng)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行調(diào)整，獲得精準(zhǔn)阻值，減少了分離原件的搭建的過(guò)程，抗干擾能力強(qiáng)且體積小。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種溫度采集系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，包括：

電阻采集單元、處理單元、電源管理單元、時(shí)鐘單元、存儲(chǔ)單元和通信單元；

所述電阻采集單元、電源管理單元、時(shí)鐘單元、存儲(chǔ)單元和通信單元分別與所述處理單元連接；

所述電阻采集單元，用于采集其自身探針的電阻阻值；

所述處理單元，用于控制所述電阻采集單元采集其自身探針的電阻阻值，并根據(jù)所述電阻阻值獲取所述電阻采集單元的探針處溫度值；

所述時(shí)鐘單元，用于控制系統(tǒng)中各單元同步工作；

所述存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)；

所述通信單元，用于通過(guò)rs485通信接口與上位機(jī)交互；

所述電源管理單元，用于為系統(tǒng)中各單元提供直流電源。

優(yōu)選的，所述電阻采集單元包括：探針、電流源、采樣電阻、邏輯單元、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器、第一24位△∑adc和第二24位△∑adc；

其中，所述電流源的控制端、第一24位△∑adc的輸出端和第二24位△∑adc的輸出端分別與所述邏輯單元連接，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端與所述第一24位△∑adc的第一輸入端連接，所述第二運(yùn)算放大器的輸出端與所述第一24位△∑adc的第二輸入端連接，所述第一運(yùn)算放大器的正向輸入端經(jīng)所述采樣電阻與所述探針的第一端連接，所述第一運(yùn)算放大器的反向輸入端與其輸出端連接，所述第二運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述采樣電阻和所述探針的第一端的連接點(diǎn)連接，所述第二運(yùn)算放大器的反向輸入端與其輸出端連接，所述第三運(yùn)算放大器的輸出端與所述第二24位△∑adc的第一輸入端連接，所述第四運(yùn)算放大器的輸出端與所述第二24位△∑adc的第二輸入端連接，所述第三運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述采樣電阻和所述探針的第一端的連接點(diǎn)連接，所述第三運(yùn)算放大器的反向輸入端與其輸出端連接，所述第四運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述探針的第二端和com端的連接點(diǎn)連接，所述第四運(yùn)算放大器的反向輸入端與其輸出端連接，所述電流源的輸出端與所述第一運(yùn)算放大器的正向輸入端和所述采樣電阻間的連接點(diǎn)連接。

進(jìn)一步的，所述邏輯單元控制所述電流源輸出電流i，并按下式確定所述探針的電阻阻值r：

r＝u2*rr/u1

上式中，u1為所述電流源輸出電流i經(jīng)過(guò)所述采樣電阻產(chǎn)生的壓降，u2為所述電流源輸出電流i經(jīng)過(guò)所述探針產(chǎn)生的壓降，rr為所述采樣電阻的阻值。

優(yōu)選的，所述處理單元，包括：設(shè)置采樣時(shí)刻i及采樣總時(shí)刻n，按下式確定第i時(shí)刻所述電阻采集單元的探針處溫度值ti：

上式中，a、b、c、d、e和f分別為傳感器校準(zhǔn)參數(shù)，廠商不提供的項(xiàng)設(shè)置為0，ri為第i時(shí)刻探針的電阻阻值。

進(jìn)一步的，所述處理單元，還包括：將n次采樣的溫度值進(jìn)行排序后，按下式實(shí)際探針處溫度值t：

上式中，m為濾波深度設(shè)定值，ti為第i次采樣的溫度值。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的技術(shù)方案，采用先進(jìn)的24位專(zhuān)用溫度芯片及濾波電路，集成了信號(hào)源等外圍單元，可根據(jù)傳感器特性自動(dòng)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行調(diào)整，獲得精準(zhǔn)阻值，溫度計(jì)量精準(zhǔn)，達(dá)到了0.05℃的精度，十分接近真值，減少了分離原件的搭建的過(guò)程，操作簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)采集傳輸穩(wěn)定可靠，響應(yīng)實(shí)時(shí)，抗干擾能力強(qiáng)且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小、緊湊、經(jīng)濟(jì)效果顯著。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種溫度采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中電阻采集單元的電路連接圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供的一種溫度采集系統(tǒng)，如圖1所示，包括：

電阻采集單元、處理單元、電源管理單元、時(shí)鐘單元、存儲(chǔ)單元和通信單元；

所述電阻采集單元、電源管理單元、時(shí)鐘單元、存儲(chǔ)單元和通信單元分別與所述處理單元連接；

所述電阻采集單元，用于采集其自身探針的電阻阻值；

所述處理單元，用于控制所述電阻采集單元采集其自身探針的電阻阻值，并根據(jù)所述電阻阻值獲取所述電阻采集單元的探針處溫度值；

所述時(shí)鐘單元，用于控制系統(tǒng)中各單元同步工作；

所述存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)；

所述通信單元，用于通過(guò)rs485通信接口與上位機(jī)交互；

所述電源管理單元，用于為系統(tǒng)中各單元提供直流電源。

具體的，如圖2所示，探針經(jīng)過(guò)濾波后與24位溫度專(zhuān)用芯片的相連接，邏輯單元自動(dòng)控制電流源的輸出電流i，該電流經(jīng)過(guò)采樣電阻和探針回到芯片內(nèi)部的com端，所述電阻采集單元包括：探針、電流源、采樣電阻、邏輯單元、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器、第一24位△∑adc和第二24位△∑adc；

其中，所述電流源的控制端、第一24位△∑adc的輸出端和第二24位△∑adc的輸出端分別與所述邏輯單元連接，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端與所述第一24位△∑adc的第一輸入端連接，所述第二運(yùn)算放大器的輸出端與所述第一24位△∑adc的第二輸入端連接，所述第一運(yùn)算放大器的正向輸入端經(jīng)所述采樣電阻與所述探針的第一端連接，所述第一運(yùn)算放大器的反向輸入端與其輸出端連接，所述第二運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述采樣電阻和所述探針的第一端的連接點(diǎn)連接，所述第二運(yùn)算放大器的反向輸入端與其輸出端連接，所述第三運(yùn)算放大器的輸出端與所述第二24位△∑adc的第一輸入端連接，所述第四運(yùn)算放大器的輸出端與所述第二24位△∑adc的第二輸入端連接，所述第三運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述采樣電阻和所述探針的第一端的連接點(diǎn)連接，所述第三運(yùn)算放大器的反向輸入端與其輸出端連接，所述第四運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述探針的第二端和com端的連接點(diǎn)連接，所述第四運(yùn)算放大器的反向輸入端與其輸出端連接，所述電流源的輸出端與所述第一運(yùn)算放大器的正向輸入端和所述采樣電阻間的連接點(diǎn)連接。

進(jìn)一步的，所述邏輯單元控制所述電流源輸出電流i，并按下式確定所述探針的電阻阻值r：

r＝u2*rr/u1

上式中，u1為所述電流源輸出電流i經(jīng)過(guò)所述采樣電阻產(chǎn)生的壓降，u2為所述電流源輸出電流i經(jīng)過(guò)所述探針產(chǎn)生的壓降，rr為所述采樣電阻的阻值。

mcu通過(guò)spi口與24位溫度專(zhuān)用芯片通訊，并獲得ntu的阻值r,然后根據(jù)公式②得到對(duì)應(yīng)的溫度值，將n次采樣的溫度值經(jīng)過(guò)f(ti)排序處理后代入公式①遍可得到更加精準(zhǔn)的溫度值，所述處理單元，包括：設(shè)置采樣時(shí)刻i及采樣總時(shí)刻n，按下式確定第i時(shí)刻所述電阻采集單元的探針處溫度值ti：

上式中，a、b、c、d、e和f分別為傳感器校準(zhǔn)參數(shù)，廠商不提供的項(xiàng)設(shè)置為0，ri為第i時(shí)刻探針的電阻阻值。

進(jìn)一步的，所述處理單元，還包括：將n次采樣的溫度值進(jìn)行排序后，按下式實(shí)際探針處溫度值t：

上式中，m為濾波深度設(shè)定值，ti為第i次采樣的溫度值。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。