本發(fā)明屬于溫度傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種基于m-bus接口通信的溫度傳感裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前，溫度傳感器常見的通信接口采用rs-485、i2c通信接口，但需要內(nèi)置電源，這會使得溫度傳感器的體積會成倍增加；若采用電源外置，則需敷設(shè)電源線，但此時又會引起強(qiáng)弱電交叉敷設(shè)，在配電設(shè)備中嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行安全。

熱力公司的工作往往需要測試室內(nèi)溫度，若采用電源外置，則需在樓道單獨(dú)設(shè)置電源，并敷設(shè)電源線到戶內(nèi)，存在協(xié)調(diào)難度大，施工破壞墻體等弊端；若采用無線內(nèi)置電池方式，則存在通信成功率低，需經(jīng)常換電池。

截止目前，沒有一種接線簡便、通信可靠的一種方案，解決譬如熱力公司大規(guī)模遠(yuǎn)程采集室內(nèi)多點(diǎn)溫度、配電設(shè)備每個接觸點(diǎn)的溫度，對超過給定溫度的點(diǎn)主動上報(bào)，以用于供熱的溫度迅速調(diào)節(jié)和配電設(shè)備異常預(yù)防性處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出了一種基于m-bus接口通信的溫度傳感裝置，采用m-bus通信可使得布線簡單，施工方便，可擴(kuò)張性強(qiáng)，可用于配電柜(箱)的設(shè)備、銅排、電纜接點(diǎn)的智能檢測，為客戶配電設(shè)備遠(yuǎn)程在線檢測、智能診斷和專業(yè)化運(yùn)維提供硬件支撐和方式、方法。

本發(fā)明采用下面的技術(shù)方案：

一種基于m-bus接口通信的溫度傳感裝置，包括溫度傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元、a/d轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)處理單元；所述溫度傳感單元的輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集單元和a/d轉(zhuǎn)換單元傳輸至數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元用于測算由溫度傳感單元獲取的溫度數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理單元還連接有通信單元和顯示單元；所述通信單元具有m-bus接口，用于將數(shù)據(jù)處理單元的輸出通過m-bus接口與服務(wù)器進(jìn)行通信，并通過m-bus接口為溫度傳感裝置連接電源。

進(jìn)一步的，所述溫度傳感單元包括溫度傳感器和電橋電路，所述電橋電路具有n路獨(dú)立工作的電橋，每個電橋接入一個溫度傳感器，溫度傳感器將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集單元具有多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和與多路轉(zhuǎn)換開關(guān)相連的采樣電路，通過程控多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)異步測量多點(diǎn)溫度。

進(jìn)一步的，在所述數(shù)據(jù)采集單元和a/d轉(zhuǎn)換單元之間還設(shè)有采樣保持器。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)處理單元包括cup和數(shù)據(jù)存儲單元，cpu將由溫度傳感單元獲取的信號測算轉(zhuǎn)換為被測點(diǎn)的溫度；所述數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)存儲有多路轉(zhuǎn)換開關(guān)序號和時標(biāo)，分別用于遠(yuǎn)采和補(bǔ)抄。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)處理單元還具有與cpu相連的溫度預(yù)警裝置，所述溫度預(yù)警裝置將每個時間點(diǎn)采集的溫度數(shù)據(jù)與溫度閾值比較，若大于溫度閾值，啟動報(bào)警。

進(jìn)一步的，所述顯示單元包括通信指示燈和報(bào)警指示燈，通信指示燈用于指示通信的狀態(tài)或通信異常；報(bào)警指示燈通過改變顏色，分別指示溫度正常、溫度異常、溫度嚴(yán)重異常，供現(xiàn)場檢修指示。

本發(fā)明還提供了一種技術(shù)方案：

一種基于m-bus接口通信的溫度傳感方法，對多個溫度待測點(diǎn)順序獲取溫度數(shù)據(jù)，所述溫度數(shù)據(jù)通過m-bus接口與服務(wù)器進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，一個溫度待測點(diǎn)對應(yīng)一路溫度傳感單元；獲取任一溫度待測點(diǎn)的模擬信號，進(jìn)行采樣保持；當(dāng)處于采樣狀態(tài)時，將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)；當(dāng)處于保持狀態(tài)時，跟蹤保持前一次采樣結(jié)束時刻的瞬時模擬信號，直到進(jìn)入下一次采樣狀態(tài)為止。

進(jìn)一步的，當(dāng)處于采樣狀態(tài)時，判斷溫度數(shù)據(jù)是否超過溫度閾值，若超過溫度閾值，則啟動報(bào)警，同時通過m-bus通信上傳至服務(wù)器中的越限事件存儲裝置。

本發(fā)明的工作原理：

數(shù)據(jù)處理單元控制數(shù)據(jù)采集單元的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，先將第一路溫度傳感單元接入數(shù)據(jù)采集元，并連接采樣保持器，穩(wěn)定后采樣保持，然后啟動a/d轉(zhuǎn)換單元，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過串口傳到數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元將采集到的數(shù)值轉(zhuǎn)換為溫度，并判斷溫度是否超過溫度閾值，若超過啟動報(bào)警裝置，并立即向配變終端主動上報(bào)越限事件，所有采集數(shù)據(jù)和事件全部加時標(biāo)本地保存，然后數(shù)據(jù)處理單元控制數(shù)據(jù)采集單元的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，將第二路溫度傳感單元接入，進(jìn)入下一測量點(diǎn)數(shù)據(jù)采集。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明基于m-bus接口通信的溫度傳感裝置，具有較高的可靠性，布線簡單，施工方便，可擴(kuò)張性強(qiáng)，可以用于配電柜(箱)的設(shè)備、銅排、電纜接點(diǎn)的智能檢測，與配電監(jiān)控終端配合使用，可實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備的故障發(fā)生前的提前感知、故障智能最小化切除，既節(jié)省施工、運(yùn)維成本，又進(jìn)一步提高設(shè)備的安全性能，為客戶配電設(shè)備遠(yuǎn)程在線檢測、智能診斷和專業(yè)化運(yùn)維提供硬件支撐和方式、方法。同時該裝置可用于供熱客戶室內(nèi)測溫，食品加工、化工領(lǐng)域溫度檢測與控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工作原理框圖。

圖1中：1、溫度傳感單元，2、數(shù)據(jù)采集單元，3、a/d轉(zhuǎn)換單元，4、數(shù)據(jù)處理，5、顯示單元，6、通信單元。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、路件和/或它們的路合。

本發(fā)明的一種典型實(shí)施例是一種基于m-bus接口通信的溫度傳感裝置，如圖1所示，

包括溫度傳感單元1、數(shù)據(jù)采集單元2、a/d轉(zhuǎn)換單元3和數(shù)據(jù)處理單元4；所述溫度傳感單元的輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集單元和a/d轉(zhuǎn)換單元3傳輸至數(shù)據(jù)處理單元4，數(shù)據(jù)處理單元用于測算由溫度傳感單元獲取的溫度數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理單元還連接有通信單元5和顯示單元6；所述通信單元具有m-bus電路，用于將數(shù)據(jù)處理單元的輸出通過m-bus通信上傳到服務(wù)器，并為溫度傳感裝置提供電源。

溫度傳感單元1由溫度傳感器、電橋電路成，溫度傳感器經(jīng)端子接入電橋電路，本實(shí)施例中的電橋電路具有16路獨(dú)立工作的電橋，每個電橋接入一個溫度傳感器，溫度傳感器將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，每一路的輸出端與數(shù)據(jù)采集單元2的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)控制每一路溫度傳感器順序測量，采樣電路在多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制下工作。通過程控多路轉(zhuǎn)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)一個裝置異步測量多點(diǎn)溫度。

采樣電路還與采樣保持器相連，采樣保持器與a/d轉(zhuǎn)換單元3相連，采樣保持器在邏輯電平的控制下處于“采樣”或“保持”兩種工作狀態(tài)的電路，在采樣狀態(tài)下，電路的輸出跟蹤輸入模擬信號，在保持狀態(tài)下，電路的輸出保持著前一次采樣結(jié)束時刻的瞬時輸入模擬信號，直到進(jìn)入下一次采樣狀態(tài)為止。溫度的變換轉(zhuǎn)換為電阻的變化，電阻的變化表現(xiàn)為電壓數(shù)據(jù)，電壓數(shù)據(jù)保持在采樣保持器中，當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換時保持?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)采集時隨外電路電壓變化而變化，保證采集的準(zhǔn)確性。

a/d轉(zhuǎn)換單元3的輸出端與數(shù)據(jù)處理單元4連接，根據(jù)上述記載電橋電路由16路單獨(dú)工作的電橋組成，每個電橋接入一個溫度傳感器，作為一個橋臂，通過不平衡橋臂檢壓，數(shù)據(jù)處理單元4就可以換算成被測點(diǎn)溫度，并將處理結(jié)果存儲，并通過串口與通信單元連接，將數(shù)據(jù)通過通信單元6傳到配變管理終端，數(shù)據(jù)處理單元4另一路輸出口與顯示單元5連接，將正常工作、報(bào)警信號輸出顯示。

本實(shí)施例中的數(shù)據(jù)處理單元包括cup和數(shù)據(jù)存儲單元，數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)存儲有多路轉(zhuǎn)換開關(guān)序號和時標(biāo)，分別用于遠(yuǎn)采和補(bǔ)抄。

數(shù)據(jù)處理單元還具有與cpu相連的溫度預(yù)警裝置，所述溫度預(yù)警裝置將每個時間點(diǎn)采集的溫度數(shù)據(jù)與溫度閾值比較，若大于溫度閾值，啟動報(bào)警。

顯示單元主要由通信指示燈和報(bào)警指示燈組成，通信指示燈用于指示通信的狀態(tài)或通信異常，報(bào)警指示燈通過改變顏色，分別指示溫度正常、溫度異常、溫度嚴(yán)重異常，以便現(xiàn)場檢修指示。

本發(fā)明基于m-bus接口通信的溫度傳感裝置，具有較高的可靠性，布線簡單，施工方便，可擴(kuò)張性強(qiáng)，可以用于配電柜(箱)的設(shè)備、銅排、電纜接點(diǎn)的智能檢測，與配電監(jiān)控終端配合使用，可實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備的故障發(fā)生前的提前感知、故障智能最小化切除，既節(jié)省施工、運(yùn)維成本，又進(jìn)一步提高設(shè)備的安全性能，為客戶配電設(shè)備遠(yuǎn)程在線檢測、智能診斷和專業(yè)化運(yùn)維提供硬件支撐。同時該裝置可用于供熱客戶室內(nèi)測溫，食品加工、化工領(lǐng)域溫度檢測與控制。

本實(shí)施例的另一實(shí)施例是：

一種基于m-bus接口通信的溫度傳感方法，對多個溫度待測點(diǎn)順序獲取溫度數(shù)據(jù)，將所述溫度數(shù)據(jù)通過m-bus通信上傳到服務(wù)器。

多個溫度待測點(diǎn)中任意一個溫度待測點(diǎn)對應(yīng)一路溫度傳感單元；獲取任一溫度待測點(diǎn)的模擬信號，進(jìn)行采樣保持；當(dāng)處于采樣狀態(tài)時，將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)；當(dāng)處于保持狀態(tài)時，跟蹤保持前一次采樣結(jié)束時刻的瞬時模擬信號，直到進(jìn)入下一次采樣狀態(tài)為止。

當(dāng)處于采樣狀態(tài)時，判斷溫度數(shù)據(jù)是否超過溫度閾值，若超過溫度閾值，則啟動報(bào)警，同時通過m-bus通信上傳至服務(wù)器中的越限事件存儲裝置。

越限事件的存儲時間可以設(shè)定期間，本實(shí)施例中采用保存周期180天。

報(bào)警裝置即采用上一實(shí)施例中的顯示單元中的報(bào)警燈顯示。

采用本實(shí)施例的基于m-bus接口通信的溫度傳感方法，可以實(shí)現(xiàn)異步測量多點(diǎn)溫度，采用采樣狀態(tài)和保持狀態(tài)交替進(jìn)行，可以保證采集的準(zhǔn)確性，在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，采用本方法可實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備的故障發(fā)生前的提前感知，為客戶配電設(shè)備遠(yuǎn)程在線檢測、智能診斷和專業(yè)化運(yùn)維提供硬件支撐和方式、方法。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。