本發(fā)明涉及無線測溫領(lǐng)域，尤指一種智能節(jié)能式高效無線測溫方法及其裝置。

背景技術(shù)：

如圖1所示，為現(xiàn)有無線測溫產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)有無線測溫產(chǎn)品多由無線測溫終端、無線數(shù)據(jù)匯集裝置和后臺監(jiān)控系統(tǒng)組成。且終端通訊地址多為前期出廠寫入不能根據(jù)現(xiàn)場需求靈活設(shè)定，為了節(jié)約能源降低消耗，其主要是借助無線測溫終端按預(yù)設(shè)的固定周期主動上傳測量數(shù)據(jù)至無線數(shù)據(jù)匯集裝置，并由無線數(shù)據(jù)匯集裝置再將數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

這種方式存在的主要缺陷是測溫周期固定、不能根據(jù)需求靈活配置終端通訊地址和測溫方案，不能實現(xiàn)快速實時溫度報警預(yù)警功能。而且如果將上傳周期縮短則會導(dǎo)致功耗迅速增大，因而降低了電池的使用壽命年限，而上傳周期長則會導(dǎo)致不能快速及時預(yù)警、報警，只能等待設(shè)定周期延時結(jié)束才可發(fā)出報警預(yù)警信號。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之一在于供一種自動喚醒式智能超低功耗無線測溫方法，其次本發(fā)明另一目的在于提供電源開關(guān)可在功能模塊不使用時切斷其供電達到更加節(jié)能的效果的方案。另外欲使終端通訊地址的靈活配置可方便現(xiàn)場施工和后期維護。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種智能節(jié)能式高效無線測溫方法，應(yīng)用于無線測溫裝置，其特征在于，該無線測溫裝置設(shè)有溫控觸發(fā)單元，當(dāng)檢測溫度達到溫控觸發(fā)單元設(shè)定的溫度時,溫控觸發(fā)單元發(fā)出觸發(fā)信號喚醒mcu(微處理器單元)，以測量溫度檢測報警及時將所測數(shù)據(jù)上傳。

本發(fā)明還提供了一種智能節(jié)能式高效無線測溫裝置，包括溫度測量終端和溫度顯示控制裝置，所述溫度測量終端設(shè)有溫控觸發(fā)單元，該溫控觸發(fā)單元于溫度達到溫控觸發(fā)單元設(shè)定的溫度時,發(fā)出觸發(fā)信號喚醒mcu,以測量溫度將所測數(shù)據(jù)上傳。

溫控觸發(fā)單元是由溫控開關(guān)或由溫度敏感元件組成的電路，其電路輸出端口連接至mcu的外部觸發(fā)輸入端口以便當(dāng)溫控開關(guān)或由溫度敏感元件組成的電路受溫度的影響產(chǎn)生變化時電路輸出端口產(chǎn)生相應(yīng)的電平變化觸發(fā)mcu實現(xiàn)超溫自動喚醒功能

較佳的：

所述無線測溫裝置設(shè)有地址配置模式觸發(fā)單元，所述地址配置模式觸發(fā)單元的觸發(fā)方式可為上電復(fù)位觸發(fā)或按鍵觸發(fā)。

該無線測溫裝置包括溫度測量終端和溫度顯示控制裝置，該溫度測量終端能接收并存儲溫度測量終端傳送的配置信息并根據(jù)該配置信息配置溫度測量終端地址。

其還包含步驟：

(1)溫度測量終端系統(tǒng)初始化；

(2)打開溫度傳感器供電,采集溫度傳感器數(shù)據(jù),然后關(guān)閉溫度傳感器供電；

(3)對比溫度設(shè)定閾值判斷處理報警，確定定時休眠時間；

(4)打開無線模塊供電,進入偵聽狀態(tài),如收到裝置指令執(zhí)行步驟(5),如果偵聽超時執(zhí)行步驟(6)；

(5)通過無線通訊模塊發(fā)送數(shù)據(jù)到顯示控制裝置，并且通過通訊管理裝置上傳至后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)；

(6)關(guān)閉無線通訊模塊供電,使無線測溫終端進入休眠狀態(tài)；

(7)定時休眠結(jié)束，喚醒裝置執(zhí)行步驟(2)。

溫度測量終端的地址配置時的步驟為：

在顯示控制裝置端：

1)操作溫度顯示控制裝置使其進入配置模式,填寫配置信息并按確認(rèn)鍵確定配置，

2)溫度顯示控制裝置開始發(fā)送配置幀，

3)配置幀發(fā)送完成，溫度顯示控制裝置進入偵聽狀態(tài),等待溫度測量終端回復(fù),如果等待超時執(zhí)行步驟2),如果溫度測量終端回復(fù)確認(rèn)幀則提示配置完成繼續(xù)執(zhí)行步驟4)，

4)一次配置操作完成,溫度顯示控制裝置停止發(fā)送配置幀；

在溫度測量終端：

1)測溫終端施加觸發(fā)信號使溫度測量終端進入地址配置模式，

2)打開無線模塊電源,溫度測量終端進入偵聽狀態(tài),等待接收地址配置幀,如果收到地址配置幀執(zhí)行步驟3)，如果接收超時執(zhí)行步驟4),

3)配置溫度測量終端地址,存儲配置信息，回復(fù)確認(rèn)幀,

4)關(guān)閉無線通訊模塊電源,測溫終端進入定時休眠狀態(tài)。

較佳的：

所述無線測溫終端的功能模塊設(shè)有獨立的受mcu控制的電源開關(guān)。

所述功能模塊包含溫度傳感器和無線通訊模塊。

無線測溫終端還包含、無線通訊模塊、溫度傳感器、電源部分組成；

溫度顯示控制裝置還包含無線通訊模塊、控制輸出、測量輸入、顯示模塊、電源部分及rs485通訊單元，且所述溫度測量終端能偵聽并接收存儲溫度顯示控制裝置發(fā)送的配置幀，以配置溫度測量終端通訊地址及系統(tǒng)運行參數(shù)。各自獨立電源開關(guān)可在功能模塊不被使用時切斷其供電，從而達到更加高效節(jié)能的效果。

該溫度測量終端還包含電量監(jiān)測功能。

借助上述方法，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供了一種自動喚醒式智能超低功耗無線測溫方法，解決了現(xiàn)有無線測溫不能兼顧低功耗和靈活設(shè)定終端參量問題，以及通訊地址靈活配置問題，并實現(xiàn)了快速實時報警及預(yù)警等功能。

附圖說明

圖1現(xiàn)有無線測溫產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明的能節(jié)能式高效無線測溫終端原理結(jié)構(gòu)圖；

圖3本發(fā)明的能節(jié)能式高效無線測溫方法及終端的程序執(zhí)行流程圖；

圖4本發(fā)明的溫度顯示控制裝置原理結(jié)構(gòu)圖；

圖5本發(fā)明的溫度顯示控制裝置程序執(zhí)行流程圖；

圖6本發(fā)明的無線測溫終端一具體實施例的原理圖實例；

圖7本發(fā)明的無線測溫裝置原理示意圖；

圖8本發(fā)明無線測溫系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步具體的說明。

本發(fā)明公開了一種智能節(jié)能式高效無線測溫方法及其裝置，在本發(fā)明的一具體實施例中，相比現(xiàn)有產(chǎn)品，本發(fā)明主要增加了溫控觸發(fā)單元、電源開關(guān)部分、測溫終端地址配置靈活配置、電量監(jiān)測功能。如圖2所示，為本發(fā)明的能節(jié)能式高效無線測溫終端的原理結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的能節(jié)能式高效無線測溫方法及其裝置的程序執(zhí)行流程圖。

其中，溫控觸發(fā)單元的主要作用在于在溫度超過預(yù)設(shè)報警值時可立即發(fā)出觸發(fā)信號喚醒測溫終端而不用等待定時休眠結(jié)束，以便能快速發(fā)送溫度報警信息從而實現(xiàn)及時快速的報警。

而新增的各自獨立電源開關(guān)可在功能模塊不被使用時切斷其供電，從而達到更加節(jié)能的效果。

而終端地址的靈活配置的設(shè)置可方便現(xiàn)場施工和后期維護。

電量監(jiān)測可監(jiān)測電池電量信息在電量不足時及時發(fā)出電量報警信息提示維護管理，避免因無線測溫終端因電量不足造成無法測量，方便維護管理提高了使用的可靠性安全性。

另請參見圖7及圖8，為本發(fā)明無線測溫裝置原理示意圖及由數(shù)組無線測溫裝置相互配合構(gòu)成的一無線測溫系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖。

由上述附圖可清楚知道，本發(fā)明的一種智能節(jié)能式高效無線測溫裝置包括溫度測量終端和溫度顯示控制裝置兩個部分。

其中，能節(jié)能式高效無線測溫終端由mcu、無線通訊模塊、溫度傳感器、溫控觸發(fā)、電源開關(guān)、電源部分組成；如圖4所示，本發(fā)明的溫度顯示控制裝置由mcu(微處理單元)、無線通訊模塊、控制輸出、測量輸入、顯示模塊及電源部分(圖未示)、rs485通訊單元(圖未示)。

以下根據(jù)附圖2、3對本發(fā)明的測溫終端詳細(xì)說明如下，

一、超溫自動觸發(fā)喚醒功能的實現(xiàn)：

當(dāng)溫度達到溫控觸發(fā)單元設(shè)定的溫度時,溫控觸發(fā)單元發(fā)出觸發(fā)信號喚醒mcu,以測量溫度檢測報警將所測數(shù)據(jù)上傳,做到及時上傳報警信息的功能。

其中，于一具體實施例中，超溫自動觸發(fā)喚醒功能是溫控開關(guān)或由溫度敏感元件組成的電路，電路輸出端口連接至mcu的外部觸發(fā)輸入端口，當(dāng)溫控開關(guān)或由溫度敏感元件組成的電路受溫度的影響產(chǎn)生變化時電路輸出端口產(chǎn)生相應(yīng)的電平變化觸發(fā)mcu實現(xiàn)超溫自動喚醒功能。

于本實施例中，超溫自動觸發(fā)喚醒采用了硬件實現(xiàn)過程，增強了抗干擾性。

參見圖3，本實施例的測溫終端測溫方法步驟為：

1、溫度終端系統(tǒng)初始化；

2、打開溫度傳感器供電,采集溫度傳感器數(shù)據(jù),然后關(guān)閉溫度傳感器供電；

3、對比溫度設(shè)定閾值判斷處理報警，并確定定時休眠時間；

4、打開無線模塊供電,進入偵聽狀態(tài),如收到裝置指令執(zhí)行步驟5,如果偵聽超時執(zhí)行步驟6，

5、通過無線通訊模塊發(fā)送數(shù)據(jù)到顯示控制裝置，并且可進一步通過通訊管理裝置上傳至后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)；

6、關(guān)閉無線通訊模塊供電,使該測溫終端進入休眠狀態(tài)；

7、當(dāng)定時休眠結(jié)束時喚醒裝置執(zhí)行步驟2。

另參見圖4及圖5，為本發(fā)明的溫度顯示控制裝置原理結(jié)構(gòu)圖及溫度顯示控制裝置程序執(zhí)行流程圖。該溫度顯示控制裝置主要是配合接收溫度測量終端發(fā)出的測溫信號及報警信息。

本發(fā)明具體實施時,本發(fā)明的溫度顯示控制裝置的微處理器單元讀取傳感器接口數(shù)據(jù)，并處理數(shù)據(jù)判斷是否需要控制繼電器輸出，然后通過無線通訊模塊與無線測溫終端進行數(shù)據(jù)通信讀取各個無線測溫終端的溫度信息或發(fā)送配置數(shù)據(jù)到無線測溫終端，并判斷收到的溫度數(shù)據(jù)是否有報警然后通過顯示操作模塊顯示數(shù)據(jù)有報警信息時顯示報警信息，如果報警設(shè)置為報警輸出功能微處理器單元在檢測到有報警時輸出控制信號到繼電器輸出模塊控制繼電器輸出動作完成報警輸出功能，還可通過顯示操作模塊進行配置信息的輸入操作，并將配置信息發(fā)送到微處理器單元存儲。溫度顯示控制裝置還設(shè)有rs485通訊接口，測得的各無線測溫終端的溫度數(shù)據(jù)可通過rs485通訊總線發(fā)送到通訊管理單元由通訊管理單元將數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)溫度測量的智能監(jiān)控管理。

其中，各模塊鏈接情況如下：

1、本發(fā)明的溫度顯示控制裝置的顯示操作模塊的輸出端與微處理單元的輸入端連接，顯示操作模塊的輸入端與微處理單元的輸出端連接；

2、繼電器輸出模塊的控制輸入端與微處理單元的控制輸出端連接，

3、無線通訊模塊的輸出端與微處理器單元的輸入端連接，無線通訊模塊的輸入端與微處理單元的輸出端連接，

4、傳感器接口和微處理器單元的輸入輸出口連接。

二、本發(fā)明的還增加了測溫終端地址配置靈活配置步驟，其包含一溫度測量終端的地址配置裝置，溫度測量終端的地址配置由顯示控制裝置和溫度測量終端共同協(xié)作完成。

于本發(fā)明一具體實施例中，地址配置幀為0xff0xa50x010xxx0xxx，

幀說明：0xff--幀頭、0xa5--功能碼、0x01--地址、0xxx--校驗數(shù)據(jù)，

溫度測量終端回復(fù)確認(rèn)幀：0xfa0xa50x010xxx0xxx。

具體來說，測溫終端地址配置靈活配置步驟包括：

在顯示控制裝置端操作步驟如下：

1.操作溫度顯示控制裝置使其進入配置模式,填寫配置信息并按確認(rèn)鍵確定配置，

2.溫度顯示控制裝置開始發(fā)送配置幀，

3.配置幀發(fā)送完成，溫度顯示控制裝置進入偵聽狀態(tài),等待溫度測量終端回復(fù),如果等待超時執(zhí)行步驟2,如果溫度測量終端回復(fù)確認(rèn)幀則提示配置完成繼續(xù)執(zhí)行步驟4，

4.一次配置操作完成,溫度顯示控制裝置停止發(fā)送配置幀。

而溫度測量終端地址配置操作步驟如下：

1、使用按鍵觸發(fā)或者上電觸發(fā)使溫度測量終端進入地址配置模式，

2、打開無線模塊電源,溫度測量終端進入偵聽狀態(tài),等待接收地址配置幀,如果收到地址配置幀執(zhí)行步驟3，如果接收超時執(zhí)行步驟4,

3、配置溫度測量終端地址,存儲配置信息，回復(fù)確認(rèn)幀,

4、關(guān)閉無線通訊模塊電源,無線測溫終端進入定時休眠。

溫度測量終端的地址配置綜合順序步驟：

1、溫度顯示控制裝置系統(tǒng)初始化，

2、操作溫度顯示控制裝置進入終端地址配置模式,確認(rèn)配置信息，

3、溫度顯示控制裝置發(fā)送地址配置幀，

4、使用按鍵觸發(fā)或者上電觸發(fā)使溫度測量終端進入地址配置模式，

5、溫度測量終端打開無線模塊電源,進入偵聽狀態(tài),等待接收地址配置幀，如果收到地址配置幀執(zhí)行步驟6，如果接收超時執(zhí)行步驟4,

6、溫度測量終端更新地址配置,存儲配置信息，回復(fù)確認(rèn)幀，

7、溫度顯示控制裝置進入偵聽狀態(tài),等待溫度測量終端回復(fù),如果等待超時執(zhí)行步驟3,如果收到確認(rèn)幀則執(zhí)行步驟8，

8、配置操作完成,溫度顯示控制裝置停止發(fā)送配置幀提示配置完成，

9、溫度測量終端關(guān)閉無線通訊模塊電源,進入定時休眠。

綜合說明如下：

在溫度顯示控制裝置進入發(fā)送地址配置幀后，再觸發(fā)溫度測量終端進入地址配置模式，接收溫度顯示控制裝置發(fā)送的地址配置幀，根據(jù)配置數(shù)據(jù)配置溫度測量終端的地址并存儲地址數(shù)據(jù)回復(fù)確認(rèn)幀，并進入定時休眠狀態(tài)。溫度顯示控制裝置收到確認(rèn)幀停止發(fā)送并提示配置成功，此時地址配置操作完成。

由上可知，本發(fā)明不但可以按照指定周期發(fā)出測溫信息，還可以依據(jù)外界溫度觸發(fā)自動喚醒實現(xiàn)快速高效測溫及預(yù)警報警，而且可通過顯示控制裝置隨時配置調(diào)整數(shù)據(jù)上傳周期及溫度測量終端的通訊地址。

其中，各模塊邏輯關(guān)系如下：

參見圖4，于本發(fā)明的溫度顯示控制裝置的具體結(jié)構(gòu)中，微處理器單元(mcu)設(shè)置有單片機，于本具體實施例中，單片機型號stm32f103rbt6,顯示操作模塊的輸入端與微處理單元的輸出端連接，微處理器單元將通過無線通訊模塊收到的無線測溫終端測得的溫度信息、采集的繼電器輸出狀態(tài)信息等進行現(xiàn)實，顯示操作模塊的輸出端與微處理單元的輸入端連接，用戶可通過顯示操作模塊輸入?yún)?shù)信息如：報警值、延時時間、通訊地址、通訊速率等。

無線通訊模塊的輸出端與微處理器單元的輸入端連接，無線通訊模塊內(nèi)設(shè)置有無線收發(fā)器loratm遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器，用于超長距離擴頻通信，抗干擾性強，能夠最大限度降低電流消耗，無線收發(fā)器芯片型號為sx1278。微處理器單元可通過無線通訊模塊接收無線測溫終端的溫度值，報警信息等數(shù)據(jù)，無線通訊模塊的輸入端與微處理單元的輸出端連接，微處理器單元也可通過無線通訊模塊發(fā)送控制數(shù)據(jù)配置無線測溫終端的運行參數(shù)如地址、報警值、休眠時間等數(shù)據(jù)。

傳感器接口和微處理器單元的輸入輸出口連接，微處理器單元通過傳感器接口讀取溫濕度傳感器的溫濕度信息值。

繼電器輸出模塊的控制輸入端與微處理單元的控制輸出端連接，可通過檢測無線測溫終端通過無線通訊模塊發(fā)送的溫度信息，或者通過傳感器接口測得的溫濕度數(shù)據(jù)判斷是否控制繼電器輸出。

無線測溫終端由控制單元、無線通訊模塊、溫度傳感器、溫控觸發(fā)、電源開關(guān)部分、電源部分組成。

參見圖6，于本具體實施例中，無線測溫終端控制單元由單片機u1(型號為stm8l051f3)，和濾波電容c2、c4組成。濾波電容c2、c4的一端分別接地，另一端分別接u1的4腳、8腳，u1的1腳、2腳分別接無線通訊模塊的11腳、12腳，u1的3腳于溫度觸發(fā)單元u4的2腳連接，u1的5腳、6腳分別與電源開關(guān)部分的電阻r4、r2的一端鏈接，u1的7腳接地，u1的8腳接電源vdd，9腳接vdd，u1的10腳接溫度傳感器u2的2腳，u1的11腳接按鈕s1的一端，u1的12-20腳分別與無線通訊模塊部分無線模塊u3的7-2腳、14-16腳連接。

無線通訊模塊由以sx1278為核心的無線模塊u3、濾波電容c3組成；濾波電容c3一端接地(gnd)另一端接u3的13腳，u3的1腳、8腳、10腳分別接地，9腳接天線，u3的13腳接電源開關(guān)部分t2的3腳，u3的2-7腳分別與控制單元u1的17-12腳連接，u3的11腳、12腳、14腳、15腳、16腳分別與控制單元u1的1腳、2腳、18腳、19腳、20腳連接，無線通訊模塊內(nèi)設(shè)置有無線收發(fā)器loratm遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器，用于超長距離擴頻通信，抗干擾性強，能夠最大限度降低電流消耗，無線收發(fā)器芯片型號為sx1278。微處理器單元可通過無線通訊模塊接收配置幀配置本機地址、報警參數(shù)、休眠時間等信息，還可以接收查詢幀。

電源開關(guān)部分由mos管t1、t2、電阻r1、r2、r3、r4組成；t1、t2均為p溝道m(xù)osfet,型號為ao3401，t1的1腳有兩條支路一條經(jīng)過電阻r1于t1的2腳連接后接系統(tǒng)供電vdd，另一條經(jīng)過電阻r2后于單片機u1的6腳連接，t1的3腳連接溫度傳感器u2的供電3腳。t2的1腳有兩條支路一條經(jīng)過電阻r3于t2二腳連接后接系統(tǒng)供電vdd，另一條經(jīng)過電阻r4后于單片機u1的5腳連接，t2的3腳連接無線模塊u3的供電13腳。

溫度觸發(fā)單元由溫度開關(guān)芯片u4組成，u4的1腳接地，2腳接控制單元u1的3腳，3腳接vdd。芯片u4受溫度影響輸出會發(fā)生變化，在環(huán)境溫度達到器件特征值時輸出電平發(fā)生跳轉(zhuǎn)用來觸發(fā)喚醒單片機進行溫度采集、報警等相應(yīng)動作。

溫度傳感器部分由模擬傳感器熱敏電阻或者數(shù)字傳感器u2，濾波電容c1組成；實例中u2為數(shù)字傳感器型號為ds18b20，u2的1腳接地，2腳為數(shù)據(jù)端接控制單元u1的10腳，3腳為供電端接電源供電部分t1的3腳，c1的一端接地，另一端接u2的3腳。

按鍵觸發(fā)單元s1；s1為無線測溫終端的信號觸發(fā)按鍵用以觸發(fā)地址配置模式啟動，s1的一端接地，另一端接控制單元u1的11腳，

電源部分bt1，所述bt1為高能電池3.6v，bt1的負(fù)端接地，正端接vdd供電。

如圖7、圖8所示，本發(fā)明可以由數(shù)個無線測溫終端配合溫度顯示控制裝置構(gòu)成一個無線測溫裝置，進一步可由數(shù)個無線測溫裝置配合通信管理機及后臺監(jiān)控系統(tǒng)等構(gòu)建成一個無線測溫系統(tǒng)。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進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)利要求范圍當(dāng)中。