專利名稱：基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度監(jiān)測(cè)控制儀，具體涉及一種基于單片機(jī)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)
視控制裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，目前在溫度控制領(lǐng)域，主要是對(duì)設(shè)備(如冷庫(kù)、冰柜等)溫度的現(xiàn)場(chǎng)控 制和人工現(xiàn)場(chǎng)操作。而這對(duì)于大型的食品儲(chǔ)存加工儲(chǔ)存工廠，設(shè)備越來(lái)越多，分布也越來(lái)越 離散，需要對(duì)各設(shè)備的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)督管理和自動(dòng)控制，單一的、各自獨(dú)立的溫度 監(jiān)測(cè)控制裝置已不能適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的需求。迫切需要一種能遠(yuǎn)程對(duì)多個(gè)設(shè)備溫度實(shí)現(xiàn)監(jiān) 測(cè)控制的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控裝置。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)迅速崛起，借助通 信技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度的遠(yuǎn)程檢測(cè)控制也成為一種可能。溫度遠(yuǎn)程監(jiān)控是指采用網(wǎng)絡(luò)化溫度控制 儀通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備的溫度進(jìn)行監(jiān)視和控制，完成對(duì)分散設(shè)備的溫度控狀態(tài) 監(jiān)測(cè)控制及設(shè)備的診斷維護(hù)、故障處理等功能。借助于網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè) 設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和快速集中獲得現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程 控制；通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控，技術(shù)人員無(wú)須親臨現(xiàn)場(chǎng)就可以監(jiān)視并控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及溫度參 數(shù)，以維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行，從而減少值守工作人員，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端的無(wú)人或少人值守，達(dá) 到減員增效的目的?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控大多采用計(jì)算機(jī)的上位機(jī)軟件監(jiān)控或采用網(wǎng)絡(luò) 溫度傳感器采集遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控方式，采用計(jì)算機(jī)上位機(jī)單獨(dú)監(jiān)控方式，成本高，且要有人專 門技術(shù)人員操作和有人值守；采用網(wǎng)絡(luò)溫度傳感器采集再集中監(jiān)控技術(shù)，由于信息采集線 路長(zhǎng)，環(huán)境有干擾，存在溫度信號(hào)采集不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)。上述溫度監(jiān)控都不能實(shí)現(xiàn)電話撥號(hào)語(yǔ) 音遠(yuǎn)程報(bào)警功能，成本高，自動(dòng)化程度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服上述不足之處，提供一種基于單片機(jī)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān) 測(cè)控制裝置，具有雙電源模式，成本較低，溫度信號(hào)采集準(zhǔn)確，遠(yuǎn)程報(bào)警等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀，包括殼體、設(shè)置在所述殼體內(nèi)的硬件電路 以及固化在硬件上的軟件組成，其中所述硬件電路包括電源電路、人機(jī)接口電路、通信單元 電路、信號(hào)輸出電路、數(shù)據(jù)處理電路、電話報(bào)警電路；電源電路為其他電路提供電源，所述電 源電路包括單相線性變壓器、單相整流濾波電路、蓄電池電源和電源管理芯片，所述單相線 性變壓器輸出兩路電源， 一路電源供通信單元電路，另一路電源供數(shù)據(jù)人機(jī)接口電路、數(shù)據(jù) 處理電路和報(bào)警電路。本發(fā)明的電源電路采用交流市電電源和蓄電池復(fù)合供電方式，可以 在市電斷電和故障時(shí)，基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀都能正常工作，提高溫度監(jiān)控的可 靠性和適用性。人機(jī)接口電路包括按鍵電路和顯示電路，通過(guò)按鍵設(shè)定裝置的工作參數(shù)；顯 示電路由字符型液晶顯示屏，顯示相關(guān)狀態(tài)信息；本發(fā)明的通訊電路采用半雙工的RS485 串口和RS232串口兩種通訊方式，通過(guò)RS485串口可實(shí)現(xiàn)和多終端溫度采集控制裝置進(jìn)行
3組網(wǎng)，實(shí)時(shí)采集終端設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并可向終端設(shè)備發(fā)出控制指令，完成數(shù)據(jù)交換
實(shí)現(xiàn)溫度控制的一體化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化管理；通過(guò)RS232串口可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控儀器與計(jì)算機(jī)
的連接，在計(jì)算機(jī)上位機(jī)上通過(guò)監(jiān)控軟件可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控；遠(yuǎn)程終端設(shè)備上設(shè)有溫度
傳感器，溫度傳感器通過(guò)RS485串口接入監(jiān)控儀器，當(dāng)遠(yuǎn)程終端設(shè)備的溫度越限或出現(xiàn)異
常時(shí)，監(jiān)控儀器根據(jù)設(shè)定的相關(guān)參數(shù)來(lái)決定啟動(dòng)報(bào)警電路，當(dāng)遠(yuǎn)程終端設(shè)備溫度出現(xiàn)異常
時(shí)，可向設(shè)定的電話號(hào)碼進(jìn)行撥號(hào)語(yǔ)音報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程電話報(bào)警功能。 本發(fā)明采用單片機(jī)為控制核心，由軟件編程實(shí)現(xiàn)各功能模塊。軟件包括按鍵指令
模塊、顯示模塊、通信模塊和主功能處理模塊；按鍵指令模塊主要是對(duì)輸入按鍵或指令進(jìn)行
檢測(cè)掃描；數(shù)據(jù)采集處理模塊、電話語(yǔ)音報(bào)警模塊、通信模塊采用半雙工的RS485串口和
RS232串口兩種通訊方式，實(shí)現(xiàn)所述監(jiān)控儀的組網(wǎng)和智能化計(jì)算機(jī)管理測(cè)控系統(tǒng)；顯示部
分采用寬溫、高亮的字符型液晶顯示；主要功能處理部分主要完成溫度數(shù)據(jù)處理、外部事件
進(jìn)行分析、響應(yīng)和處理、報(bào)警，并管理整個(gè)監(jiān)控儀的所有輸入輸出單元。 與現(xiàn)有的溫度測(cè)控技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是改變了傳統(tǒng)的溫度控制方式， 將傳統(tǒng)的溫度測(cè)控技術(shù)與先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電話語(yǔ)音技術(shù)完美的結(jié)合起來(lái)，采用一臺(tái)監(jiān)控 儀實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)終端溫度的測(cè)控，可減少值守人員、改善人工作業(yè)環(huán)境、提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程語(yǔ)音報(bào)警。該產(chǎn)品用于溫度控制，還可以用于濕度測(cè)控、環(huán)境等測(cè)控領(lǐng)域，也 可用于不便人工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)測(cè)控的場(chǎng)合。本發(fā)明具有使用方便、高效、經(jīng)濟(jì)可靠。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2為本發(fā)明的產(chǎn)品面板示意圖。
圖3為本發(fā)明的產(chǎn)品的后視圖。
圖4為本發(fā)明的通信連接的組網(wǎng)方式示意圖。
圖5為本發(fā)明的交流電源電源供電部分電原理圖。
圖6為本發(fā)明蓄電池的電源充供電部分電原理圖。
圖7為本發(fā)明模擬電話撥號(hào)功能的部分電原理圖。
圖8為本發(fā)明通訊單元部分電原理圖。 圖9a_圖9d為本發(fā)明基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀監(jiān)視顯示示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步理解，使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與 功效易于明白，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。 參照?qǐng)Dl，本發(fā)明包括MCU核心控制單元與各模塊電路單元，MCU核心控制單元采 用單片機(jī)Atmegal6實(shí)現(xiàn)；電源部分采用雙輸出單相線性變壓器和6V可充電蓄電池組成雙 電源供電；通信單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的RS485串口通信模塊；報(bào)警部分由撥號(hào)芯片HT9200和 語(yǔ)音芯片ISD1420組成；存儲(chǔ)芯片采用24CL16存儲(chǔ)芯片；時(shí)鐘芯片采用RX8025 ;液晶顯示 由顯示控制芯片和電源供電部分組成，可顯示字符信息。 參看圖2，本發(fā)明殼體正面設(shè)置有一液晶顯示屏1和電源1指示燈2、電源2指示燈3、報(bào)警指示燈4、通信指示燈5。顯示屏顯示終端設(shè)備溫度及設(shè)定溫度及相關(guān)信息；電源 1指示燈2亮?xí)r，表示市電AC220V電源供電正常，反之則無(wú)市電電源供電；電源2指示燈3 的明亮程度，表示蓄電池的電能，最亮表示蓄電池電能充足，反之表示蓄電池電能不足，熄 滅則表示蓄電池未儲(chǔ)存電能或出現(xiàn)異常；報(bào)警指示燈4閃爍時(shí)，表示進(jìn)行電話報(bào)警，反之則 工作正常無(wú)報(bào)警事件；報(bào)警指示燈5閃爍時(shí)，表示和遠(yuǎn)程終端溫度測(cè)控制單元正在進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換通信，反之則無(wú)通信。蜂鳴器6發(fā)出出現(xiàn)報(bào)警事件時(shí)發(fā)出警示音，反正則不響。按鍵 7為編程設(shè)置按鍵，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定及編程時(shí)使用；按鍵8為手/自切換按鍵，按下可實(shí)現(xiàn)手 動(dòng)/自動(dòng)切換；按鍵9為測(cè)試按鍵，可測(cè)試系統(tǒng)工作是否正常及測(cè)試電話報(bào)警；按鍵10為參 數(shù)增加鍵，完成參數(shù)增加功能；按鍵11為參數(shù)減少鍵，完成參數(shù)減功能；按鍵12為取消鍵， 在報(bào)警狀態(tài)下，可取消報(bào)警，在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下，可退出菜單。 參看圖3，在殼體上設(shè)置有RS485串口通訊接口的接線端子A、 B、 COM ;RS232串口 串口 9針接口 ；電話線接線座端口 ；電源接線口及開關(guān)、熔斷保險(xiǎn)盒。設(shè)置RS485串口通訊 接口的接線端子A、 B、 COM以便于監(jiān)控儀與多個(gè)遠(yuǎn)程終端溫度測(cè)控單元進(jìn)行組網(wǎng)。具體組 網(wǎng)時(shí)，可以通過(guò)屏蔽線和阻抗匹配電阻R將若干個(gè)終端溫度測(cè)控單元以線形連接方式組網(wǎng) (參見圖4)，其中阻抗匹配電阻R的阻值約120Q。本發(fā)明的接線方式采用二線制(RS485 串口 A、RS485串口 B)，屏蔽雙絞線組網(wǎng)。通信工作方式為半雙工，通信速波特率為9600bps， 推薦節(jié)點(diǎn)容量32，一臺(tái)監(jiān)控儀最多可監(jiān)控247臺(tái)終端設(shè)備，采用的MODBUS-RTU通訊協(xié)議。 和上位機(jī)連接時(shí)采用RS232串口串口通信線連接，可設(shè)定通信波特率，此功能為選配模塊。
參看圖5，交流電源供電部分包括一個(gè)單相雙輸出線性變壓器，Dl D2、 D3 D4 整流電路，電源管理芯片，濾波電路共同組成。其中交流220V經(jīng)單相線性變壓器降壓，輸出 兩路電壓再經(jīng)整流濾波電路、電源管理芯片后，一路供RS485串口通訊回路使用；另外一路 電源供蓄電池充電，單片機(jī)，液晶顯示及其他電路實(shí)用。本發(fā)明的電源供電部分通訊和主控 模塊分開供電，可以保證網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀正常工作，且實(shí)現(xiàn)兩路電源相互隔離，避免二者 間的相互干擾，從而提高系統(tǒng)的抗干擾性。本發(fā)明還采用蓄電池備用電源供電，參看圖6，蓄 電池做為備用電源使用，在市電正常的情況下，市電經(jīng)電源管理芯片U3、濾波電路對(duì)蓄電池 充電；一旦市電斷電或出現(xiàn)故障時(shí)，蓄電池作為備用電源供電，蓄電池供電經(jīng)繼電器實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)切換，具體為蓄電池輸出端接繼電器常閉觸點(diǎn)，市電電源接繼電器常開觸點(diǎn)，繼電器控 制線圈接市電變壓器整流輸出，當(dāng)市電斷電或故障時(shí)，繼電器常閉觸點(diǎn)閉合，蓄電池向系統(tǒng) 供電；市電正常時(shí)，繼電器動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)市電向系統(tǒng)供電。此設(shè) 計(jì)電路提供了系統(tǒng)的工作可靠性和靈活性。 參看圖7，采用撥號(hào)芯片HT9200實(shí)現(xiàn)電話報(bào)警撥號(hào)功能，由三極管Q1、Q3和電阻電 路組成的模擬摘機(jī)(DAIL)電路，撥號(hào)前完成摘機(jī)功能；由撥號(hào)芯片HT9200和三極管Q2、電 阻、晶振組成的模擬電話撥號(hào)電路，在報(bào)警時(shí)按設(shè)定的號(hào)碼完成撥號(hào)，實(shí)現(xiàn)電話語(yǔ)音報(bào)警。
參看圖8，通信電路采用芯片74LBC184完成485組網(wǎng)通信功能；芯片MAX232完成
和計(jì)算機(jī)上位機(jī)的通信功能。 下面結(jié)合圖7a至圖7d來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀的顯示。
在默認(rèn)狀態(tài)下，本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀的顯示自動(dòng)循環(huán)顯示各設(shè)備的設(shè)備地 址編號(hào)、設(shè)定溫度、實(shí)時(shí)測(cè)量溫度信息，循環(huán)顯示間隔時(shí)間為5s，液晶顯示內(nèi)容及數(shù)據(jù)格式 說(shuō)明如下
圖7a顯示內(nèi)容表示當(dāng)前監(jiān)控設(shè)備地址為01，自動(dòng)循環(huán)監(jiān)控方式，設(shè)備設(shè)定溫度為 20. 8°C ，當(dāng)前實(shí)時(shí)測(cè)量溫度為20. 8°C 。 圖7b顯示表示當(dāng)前監(jiān)控設(shè)備地址為01，手動(dòng)不循環(huán)監(jiān)控方式，設(shè)備設(shè)定溫度為 20. 8°C ，當(dāng)前實(shí)時(shí)測(cè)量溫度為20. 8°C 。 圖7c顯示表示當(dāng)前監(jiān)控設(shè)備地址為01，自動(dòng)循環(huán)監(jiān)控方式，設(shè)備設(shè)定溫度為 20. 8°C，當(dāng)前實(shí)時(shí)測(cè)量溫度為25. 8°C。下排的顯示信息"Tel"表示電話報(bào)警，"C"表示加 熱，"F"表示送風(fēng)。 圖7d顯示內(nèi)容表示RS485串口通信錯(cuò)誤。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
一種基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀，由殼體和設(shè)置在所述殼體內(nèi)的硬件電路及軟件組成，其中所述硬件電路包括電源電路、人機(jī)接口電路、信號(hào)輸出電路、數(shù)據(jù)處理電路，其特征是硬件電路還包括通信單元電路和報(bào)警電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀，其特征是所述的電源電路采 用交流市電電源和蓄電池復(fù)合供電方式，電源電路包括單相線性變壓器、單相相整流濾波 電路、蓄電池電源和電源管理芯片，所述單相線性變壓器輸出兩路電源， 一路電源供通信單 元電路，另 一路電源供數(shù)據(jù)人機(jī)接口電路、數(shù)據(jù)處理電路和報(bào)警電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀，其特征是在所述殼體 上設(shè)置有RS485串口和RS232串口通訊接口 ，以便監(jiān)控儀和遠(yuǎn)端測(cè)控單元進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng) 絡(luò)遠(yuǎn)程檢控和計(jì)算機(jī)上位機(jī)智能管理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀，其特征在于，在所述殼 體上還設(shè)置有電話線接口 ，以便于與電話線連接，實(shí)現(xiàn)電話報(bào)警，報(bào)警撥號(hào)電路由撥號(hào)芯片 HT9200和三極管、電阻電路組成，模擬電話的撥號(hào)功能。
5. 根據(jù)權(quán)利求1所述的基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀，特征是所述殼體的正面設(shè)置 有液晶顯示屏和電源1指示燈2、電源2指示燈3、報(bào)警指示燈4、通信指示燈；設(shè)置按鍵、手 /自動(dòng)按鍵、+按鍵、-按鍵、取消按鍵；蜂鳴器輸出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀，其特征在于，在所述殼體 的右下側(cè)設(shè)置有電源接線端口和FUSE借口 ，殼體的右上側(cè)設(shè)置有電源開關(guān)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化溫度監(jiān)控儀，其特征在于電源部分采用 雙輸出單相線性變壓器和6V可充電蓄電池組成雙電源供電，報(bào)警部分由撥號(hào)芯片HT9200 和語(yǔ)音芯片ISD1420組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于單片機(jī)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化溫度控制裝置，由殼體和設(shè)置在所述殼體內(nèi)的電源電路、人機(jī)接口電路、通信單元電路、信號(hào)輸出電路、數(shù)據(jù)處理電路、報(bào)警電路電部分組成，其特征在于，將傳統(tǒng)的溫度測(cè)控技術(shù)與先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電話語(yǔ)音技術(shù)完美的結(jié)合起來(lái)，采用一臺(tái)監(jiān)控儀實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)終端溫度的測(cè)控?？蓽p少值守人員、改善人工作業(yè)環(huán)境、提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程語(yǔ)音報(bào)警。本發(fā)明使用方便、高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用可靠，解決目前溫度監(jiān)控領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的需求。
文檔編號(hào)H02J7/34GK101739042SQ20081023540
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者曹豐文, 汪義旺, 郭昕 申請(qǐng)人:蘇州市職業(yè)大學(xué)