專利名稱：糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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。
背景技術(shù)：
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。因此該類數(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
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。一種糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置，它包括熱爐溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、數(shù)據(jù)終端機(jī)、PC機(jī)，其特征是裝置通過將熱爐溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器三種數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)通過無線通訊方式發(fā)送至數(shù)據(jù)終端機(jī)，以實現(xiàn)糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)終端機(jī)和PC機(jī)之間通過串口通信方式進(jìn)行聯(lián)接。所述的糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置，其特征是熱電偶、PT100、SHT75溫濕度傳感器分別安裝在熱爐溫度數(shù)據(jù)采集器、烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集器及出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集器的相應(yīng)位置上，形成穩(wěn)定可靠的檢測網(wǎng)絡(luò)。所述的糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置，其特征是該裝置分為數(shù)據(jù)處理模塊、熱爐溫度檢測模塊、烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集模塊、出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊以及無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，提升了裝置的可移植性。
所述的糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置，其特征是數(shù)據(jù)終端機(jī)將糧食烘干設(shè)備的溫濕度信息通過串口通訊的方式傳送至PC機(jī)(上位機(jī))，PC機(jī)可實時顯示溫濕度信息的監(jiān)測曲線及歷史數(shù)據(jù)列表。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)I.采用以STC89C52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；2.采用熱電偶配合MAX6675K型熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)高溫段溫度采集；
3.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)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；4.采用SHT75溫濕度傳感器實現(xiàn)常溫段溫濕度采集；5.采用以SI4432無線芯片為核心的射頻模塊實現(xiàn)效能檢測發(fā)送器與數(shù)據(jù)終端間的通信。本發(fā)明還有這樣一些特點I.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。2.采用無線抗干擾射頻模塊實現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。



圖I糧食烘干設(shè)備效能檢測系統(tǒng)組成圖；圖2糧食烘干設(shè)備效器烘干能檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組成圖；圖3糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送器的組成圖；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；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。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明如下結(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。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)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)對同一測量點的多傳感器信息融合測量。因此，該系統(tǒng)需要通過安置多個數(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)，以及4個出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器(C1、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22路不同類型數(shù)據(jù)的采集。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I.數(shù)據(jù)處理模塊，裝置采用STC89C52單片機(jī)(Ul)作為處理芯片，由于該電路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7805 (U2)芯片提供穩(wěn)定的5V工作電壓。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B (PT100)的電阻值，并通過PT100電阻阻值與溫度間的函數(shù)關(guān)系確定采集點的溫度信息。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，該部分模塊采用RER)2 (U9) 5V基準(zhǔn)源芯片作為電壓基準(zhǔn)；3.出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊，裝置采用U3 (SHT75)溫濕度傳感器實現(xiàn)對溫濕度信息的采集；4.熱爐溫度檢測模塊，裝置采用U5(MAX6675)熱電偶數(shù)據(jù)采集芯片實現(xiàn)對高溫段的溫濕度采集。5.無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，裝置采用U6(SI4432ISM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。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(SI4432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U9 (REF02)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弓丨A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 =3K Q，R3為200 Q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U8(AD8554)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U4(TLC2543)上。差動放大電路中R4 = R5 = IKQ、R6=R7 = 25. 5KQ、放大倍數(shù)=R6/R4，運(yùn)放采用單一 5V供電。R8 = IKQ，其在電路中起到穩(wěn)定電壓的作用。穩(wěn)壓管D1(1N4733A)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U4(TLC2543)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U1(STC89C52)單片機(jī)管腳的連接關(guān)系為19管腳EOC接Ul的P3. 5、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(DATA0UTPUT)接Ul的P2. O、15管腳()接Ul的P2. I。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. Iuf，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。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)送器流程如下步驟I.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 ；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；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 ；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 ；
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 ；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 ；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 ；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)的逆推程序，計算獲得當(dāng)前PT100阻值R所對應(yīng)的溫度值T，計算完成后轉(zhuǎn)至步驟8 ；
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)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置，它包括熱爐溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、數(shù)據(jù)終端機(jī)、PC機(jī)，其特征是裝置通過將熱爐溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集發(fā)送器三種數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)通過無線通訊方式發(fā)送至數(shù)據(jù)終端機(jī)，以實現(xiàn)糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)終端機(jī)和PC機(jī)之間通過串口通信方式進(jìn)行聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置，其特征是熱電偶、PT100、SHT75溫濕度傳感器分別安裝在熱爐溫度數(shù)據(jù)采集器、烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集器及出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集器的相應(yīng)位置上，形成穩(wěn)定可靠的檢測網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置，其特征是該裝置分為數(shù)據(jù)處理模塊、熱爐溫度檢測模塊、烘干塔內(nèi)分層溫度數(shù)據(jù)采集模塊、出風(fēng)口溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊以及無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，提升了裝置的可移植性。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置，其特征是數(shù)據(jù)終端機(jī)將糧食烘干設(shè)備的溫濕度信息通過串口通訊的方式傳送至PC機(jī)(上位機(jī))，PC機(jī)可實時顯示溫濕度信息的監(jiān)測曲線及歷史數(shù)據(jù)列表。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種糧食烘干設(shè)備效能檢測數(shù)據(jù)無線采集發(fā)送裝置。該裝置在系統(tǒng)構(gòu)成上分為信息采集端、數(shù)據(jù)集中端及數(shù)據(jù)顯示存儲終端三部分，通過對現(xiàn)場多個采集點溫濕度的實時采集與數(shù)據(jù)無線傳輸，達(dá)成對環(huán)境溫濕度信息的全面檢測，并最終在上位機(jī)上實現(xiàn)對不同采集點的溫濕度的精確曲線及數(shù)據(jù)列表顯示。本裝置以STC89C52作為微處理器，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和控制能力，同時該裝置集成了多種硬件電路接口，減小了裝置的體積。此外本發(fā)明采用無線抗干擾射頻模塊實現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，使得裝置的便攜性得到了提高，同時擺脫了工作布線問題的困擾。本發(fā)明還具有測量精度高、穩(wěn)定性好的特點。
文檔編號G08C17/02GK102722970SQ20121013509
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者張?zhí)m勇, 朱梅梅, 李冰, 武洪峰, 白立飛, 邢博文 申請人:哈爾濱恒譽(yù)名翔科技有限公司