无线温度测量系统设计
电力系统无线测温方案
电力系统无线测温方案一、系统概述本无线测温系统专为电力系统设计，采用先进的无线通信技术和高精度温度传感器，实现对电力设备关键部位温度的实时监测。
系统具备彩色显示功能，直观展示温度数据及状态信息，同时具有灵活可设的参数和方便的操作界面，能广泛应用于变电站、配电室、输电线路等场景。
二、系统组成（一）温度传感器1. 采用高精度、低功耗的数字式温度传感器，测量范围广（-55℃至 125℃），精度可达±0.5℃。
2. 传感器体积小巧，便于安装在各类电力设备的接触点、连接点等部位，如开关柜触头、母线接头、电缆接头等。
（二）无线传输模块1. 基于 ZigBee、LoRa 或蓝牙等无线通信技术，确保数据传输的稳定性和可靠性。
2. 低功耗设计，延长传感器的使用寿命。
（三）数据集中器1. 负责收集来自各个传感器的温度数据，并进行初步处理和存储。
2. 具备以太网、RS485 等通信接口，可与上位机系统进行数据交互。
（四）上位机软件1. 基于 Windows 操作系统开发，具有友好的人机界面。
2. 彩色显示界面，以直观的图表、曲线等形式展示温度数据及变化趋势。
3. 支持灵活的参数设置，如报警阈值、采集周期、通信频率等。
4. 具备数据存储和查询功能，可保存历史温度数据，便于后续分析和追溯。
三、系统功能（一）实时温度监测1. 系统实时采集各监测点的温度数据，更新频率可根据实际需求设置。
2. 在彩色显示屏上实时显示各监测点的温度值，并以不同颜色区分正常、预警和报警状态。
（二）温度报警功能1. 用户可根据电力设备的运行要求，灵活设置温度报警阈值。
2. 当监测点温度超过阈值时，系统立即发出声光报警，并在显示屏上突出显示报警信息。
3. 支持短信、邮件等方式将报警信息推送至相关人员，确保及时处理异常情况。
（三）数据分析与统计1. 系统对采集到的温度数据进行分析和处理，生成日报表、月报表、年报表等统计报表。
2. 以曲线、柱状图等形式展示温度数据的变化趋势，帮助用户分析设备的运行状况和潜在故障。
基于WiFi的耳标式生猪体温监测系统设计
0引言近年来,在大规模养殖过程中,随着养殖规模与生猪品种的增多,猪的发病率也逐渐增多。
体温是判断生猪疾病的主要生理指标,一般猪感染传染病时,体温会发生明显变化。
体温是诊断生猪疾病重要依据之一,也是给病猪用药的重要依据。
观察生猪的体温变化,有助于对猪病做出判断[1]。
传统的生猪体温测量方式一般使用直肠测温法,此操作方法操作难度大,而且只能单次测量,不能做到对体温数据的实时监测,使得养殖人员无法第一时间对生猪的健康问题做出有效的措施与预防。
随着无线通信技术与物联网技术的发展,在大型养殖场实现智能体温监测是必然的趋势。
因此设计出能实时监测生猪体温的系统,能够尽快发现病畜的早期症状,在疾病大面积爆发之前,实现有效的隔离和控制疾病的传播[2]。
1系统设计思路物联网大致分为应用层、平台层、网络层和感知层四个层面。
平台层使用的是移动OneNET物联网平台;网络层和感知层使用ESP8266作为主控制器和无线通信模块,直连MF54负温度系数(Negative Temperature Coefficient,NTC)热敏电阻集成在猪耳标上;应用层使用基于OneNET云平台技术开发的手机应用。
系统总体设计框架如图1所示。
为避免测量过程中繁杂的布线问题,本设计采用基于WiFi的耳标式生猪体温监测系统设计许宏为,秦会斌,周继军(杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所,浙江杭州310000)摘要:传统生猪体温测量一般使用水银温度计测量生猪直肠温度来确定体温,该方式不能做到对生猪体温的实时监测。
系统设计了一种基于物联网技术的生猪体温监测系统。
采用ESP8266作为主控制器和无线通信模块,温度传感器使用MF54系列的NTC热敏电阻,软硬件上采用非平衡桥电路和平均值滤波法,使得测量数据的精度达到±0.1℃。
因生猪具有活动性,监测节点集成在猪耳标上,通过采集耳腔温度来实现体温的实时监测。
平台层使用移动OneNET物联网平台,开发了移动端应用作为监测系统的显示终端。
zigBee无线温度数据采集系统设计
zigBee无线温度数据采集系统设计于博;丁高林;郑宾【摘要】在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好地解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能达到较高的测量精度。
另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。
因此，在温度采集系统中，采用抗干扰能力强的新型数字传感器和新兴的ZigBee无线传输技术桐结合的方案是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感器DSl8820具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用～总线、可组网等优点，在实际应用中得到了良好的测温效果，另外通过为系统添加新的测量手段，无线技术能够帮助其改进流程。
%In the traditional analog signal distance temperature measuring system, we need to solve the problem of load error compensation, multimetering cut error and amplifying circuit of zero drift and so on, get higher measurement accuracy. In addition, electromagnetic environmentof ordinary local monitoring, there are stronger interference signal, analog temperature signal is easy to be interferenceed so that produce measurement error ,so affect the measurement accuracy. Therefore, in the temperature acquisition system, the most effective scheme is taking use of the scheme which combines the higher antijamming capability of new type of digital sensor with burgeoning ZigBee wireless transmission. The new type digital temperature sensor volume, higher accuracy, applying to further voltage, adopting to one-wire bus, in practical application we obtain favorable effect of temperature measuring. On measurment means,wireless technology is able to improve the technological process. DS18B20 possesses smaller and Network Connection, the side through add new 【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】4页(P38-41)【关键词】ZigBee;无线传输;新型数字温度传感器;DS18820【作者】于博;丁高林;郑宾【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TP2740 引言工业无线技术被称为工业控制领域的革命性技术，是继现场总线之后的又一个热点技术，是降低自动化成本、提高自动化系统应用范围的最有潜力的技术，也是未来几年工业自动化产品新的增长点。
无线测温系统解决方案
无线测温系统解决方案（一）我国电力系统发展现状分析目前我国电力系统正向着大电网、高可靠性、高自动化水平方向迅猛发展，电网运行自动化、智能化的监控水平已成为我国电力系统发展的关键问题。
高压配电开关柜是配电系统中的重要设备，承担着开断和关合电力线路等重要作用，但在长期运行过程中，开关的触点、母线及出线连接等部位因氧化腐蚀或因紧固螺栓松动等原因至使接触电阻增大，在高负荷运行情况下，连接点发热并形成恶性循环，且发热点温度无法监测，最终导致连接部位温度过高甚至烧毁，造成事故停电。
近年来，电力系统已发生多起因设备过热而发生火灾和大面积停电事故。
据统计分析，我国每年发生的电力事故，有40%是由高压电气设备过热所致;而在采用高压开关柜和电力电缆的供电系统中，有70%以上的电缆运行故障是因为连接部位接触电阻变大、过负荷等引起接头温度过高所致。
因此，对高压开关柜连接点的温度变化进行实时监测及预警是非常必要的。
（二）各种高压温度测量设备系统比较：（三）无线测温系统的优点：一、安全性高：它通过采用先进的数字温度传感器，避免了传感器输出模拟信号的传输受到电场、磁场的干扰。
二、可靠性高：通过采用先进的扩频通讯、数据纠错、自适应调频技术，有效地保证了数据无线传输的可靠性;另外，无线射频传感技术不受震动以及外界灰尘的影响，测温精度高。
三、智能化水平高：在常规模式下，温度值以分钟间隔进行采集并传输到监控中心，当发生突发事件导致温度升高到报警阈值或温度升速增快时，温度测量节点将进入快速反应状态，持续以秒为间隔密集采集温度并传输报警，从而避免错过任何可能的温升事故。
四、安装方便：无线温度传感器体积小、没有接线，可以很方便地安装在开关触头、电缆接头等安装空间狭小的被测点上。
五、免调试：通电即可使用，无需调试，特别适合停电时间短、安装工期紧的改造项目。
（四）高压开关柜无线测温系统的工作原理基于无线测温技术的高压开关柜温度监测系统首先通过无线温度传感器感测设备表面温度，然后通过电磁波将温度信号传输至无线温度监测仪，再通过网络将无线温度监测仪连接至中心监测计算机来实现无线测温。
基于单片机的多点无线温度监控系统
基于单片机的多点无线温度监控系统1. 引言1.1 研究背景在现代社会，温度监控系统在各个领域中发挥着重要作用，例如工业生产、环境监测、医疗保健等。
随着科技的不断发展，基于单片机的多点无线温度监控系统逐渐成为一种趋势。
研究背景部分将深入探讨这一领域的发展现状，以及存在的问题和挑战。
目前，传统的有线温度监控系统存在布线复杂、安装维护困难等问题，限制了其在一些特定场景下的应用。
而无线温度监控系统以其布线简便、实时监测等优势逐渐被广泛应用。
目前市面上的产品多数存在监测范围有限、数据传输不稳定等问题，迫切需要一种更为稳定、可靠的无线温度监控系统。
本文将基于单片机技术设计一种多点无线温度监控系统，旨在解决现有系统存在的问题，提高监测范围和数据传输稳定性。
通过对单片机、温度传感器、通信模块等关键部件的选择和设计，构建一套高性能的无线温度监控系统，为相关领域的应用提供更好的技术支持和解决方案。
1.2 研究意义无线温度监控系统的研究意义在于提高温度监控的效率和精度，实现对多个点位的远程管理和监控。
通过使用单片机技术，可以实现对多个温度传感器的同时监测和数据传输，使监控过程更加智能化和便捷化。
这对于各种需要严格控制温度的场合如实验室、制造业、医疗行业等具有重要意义。
无线温度监控系统的研究也有助于推动物联网技术的发展，为智能家居、智能城市等领域打下基础。
通过建立稳定、高效的多点无线温度监控系统，不仅可以提高生产效率，降低能耗，提升产品质量，还可以有效预防事故发生，保障人员安全。
研究基于单片机的多点无线温度监控系统具有重要的现实意义和应用前景。
1.3 研究目的本文旨在设计并实现基于单片机的多点无线温度监控系统，通过对温度传感器采集的数据进行处理和传输，实现对多个监测点的实时监控。
具体目的包括：1. 提高温度监控系统的便捷性和灵活性，使监控人员可以随时随地实时获取监测点的温度数据，为及时处理异常情况提供有力支持；2. 降低监控系统的成本，利用单片机和无线通信模块取代传统的有线连接方式，减少线缆布线成本和维护成本；3. 提升监控系统的稳定性和可靠性，通过精心选型与设计，以及合理的系统实现过程，确保系统能够持续稳定地运行，并提供准确可靠的数据；4. 探索未来监控系统的发展方向，从实际应用情况出发，进一步优化系统性能，并为未来无线温度监控系统的研究和应用奠定基础。
基于51单片机和CC1101的无线温度监控系统设计
基于51单片机和CC1101无线温度监控系统设计前言目前，科学技术的发展日新月异，单片机等大规模集成电路的进步与发展，温度监控技术的应用越来越广泛。
在传统微机化的温度监控系统中，均是以有线方式来实现温度监控。
传统的温度监控系统，其突出的问题是由于有线通信，线缆传输连线麻烦，需要特制接口，颇为不便,且实用性不强,成本高，造成系统的普及性降低，同时也带来了制作繁琐，外围电路复杂的缺点。
近年来，随着各种单片机及无线收发芯片的出现与推广，使得基于CC1101的无线温度监控系统的实现成为可能。
温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。
伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多，也越来越重要。
但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。
这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。
利用无线技术实现数据传输比使用传统的有线电缆有不可比拟的优点，如可移动性、方便灵活性等多方面都更能满足人们的实际需要。
实现无线数据传输的方法多种多样，使用高频无线电技术、激光技术、红外技术等等均能满足无线传输要求。
本设计是以宏晶科技推出的STC89C52RC单片机作为控制核心，提出以DS18B20的单线分布式温度采集与控制系统,通过CC1101无线收发模块收发信息。
监控点将接收到主控点的信息后，经过一些处理，然后相应的监控点将采集并发送数据给主控点。
主控点通过串口将收到的温度信息回馈到上位机（PC机），从而远程实现对整个系统的检测与控制。
一．总体方案设计温度监控系统有着共同的特点：测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等。
若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、A/D 转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。
基于单片机的无线温度检测器设计_任务书
毕业设计（论文）任务书电子信息与电气工程系（院）2013届题目基于单片机的无线温度检测器设计学生姓名 ***** 学号 200902020005 专业自动化年级班 2009级2班指导教师 ****** 职称讲师填写日期：2013 年1月18日设计（论文）依据本课题研究的主要内容是针对检测领域的现状，以及组建无线检测系统的实际需要，提出了一种基于射频通信技术的解决方案，研究和开发一种新型无线检测系统来实现传感器的温度数据采集和无线数据传输，从而达到检测的目的。
现阶段，无线测温仪在国内外许多研究领域得到了广泛的应用。
柯兆盛，郭树旭，刘宝琦，凌子松，李英博利用nRF401芯片做的无线传输远程测温系统，在测量端使用24位高精度的模数转换器实现温度参数的模数转换，精度可达到0．5℃。
将数字温度参数以无线的方式发射出去，在接收端应用远程可视化编程系统接收采集数据，并实时完成温度信号处理。
系统对温度信号的采集及时准确，无线技术使温度信号传输方便，远端可视化控制系统使温度参数采集、过程监控更加直观。
高廓，田小建，田宁君利用nRF24E1做的多点无线温湿度测量系统，介绍了基于单片无线收发芯片nRF24E1的短距离无线多点温湿度测量系统的设计思想和实现过程。
系统以嵌入51单片机内核的单片射频收发芯片nRF24E1为核心，采用数字式温度传感器DSl8B20及模拟式湿度传感器HMl500，应用传感技术、无线收发技术及计算机技术，实现多点温度、湿度数据的采集和短距离无线传输。
国内目前研究的热点主要集中在感知环境、智能教室等少数领域，无线传感器网络技术在环境检测上得以应用。
检测技术的发展始终与最新技术的发展息息相关，使用者不断对检测的简便性及实时性提出了更高的要求。
因此必须要更好地、更及时地应用最新技术，这样才能使得远程检测不断地发展，不断地满足人们的需求。
从总体来讲，国内关于传感器网络的研究还处于刚刚起步的阶段，但是由于传感器网络是一种新兴技术，国内与国际水平的差距并不很大，可以预见，传感器网络技术必将随着我国相关技术的发展而逐步完善和成熟，各种功能的传感器网络在不远的将来会广泛地使用在社会的各个领域，及时开展这项对人类未来生活影响深远的前沿科技的研究，对整个国家的社会、经济、国防将有重大的战略意义。
基于ZigBee的冷库温度无线监测系统的设计
基于ZigBee的冷库温度无线监测系统的设计关键词：ZigBee,温度传感器,单片机,串行时钟,射频收发器1 引言冷库是担负农、畜、水产等易腐食品以及饮料和部分工业原料等商品的加工、储藏任务的必要设施,是商品流通中的重要环节。
随着人们生活水平的提高,食品的安全卫生越来越受到人们的重视。
每年技术监督部门都要对全市各冷库食品进行抽检,检查后发现市民每年消费的农产品及其他易腐食品中有很大部分就是因为冷藏、冷冻未达到要求而变质的,因此对冷库温度的实时监测对于贮藏品的质量保证显得尤为重要。
实际中,往往由于监测地点过于分散,分布范围广或由于条件恶劣无人值守,常常给测试工作带来许多困难。
尽管通过电话线亦可以传输数据,但往往事倍功半,且对于通信电缆无法架设的地域来说更是无法进行有线数据传输。
本文设计的多个冷库温度无线监测系统通过基于ZigBee的无线传输技术可以很好的解决上述实际问题。
在本系统中,每个冷库监测单元PC机通过以太网将采集的温度数据发送到监测中心PC机,从而实现对多个冷库温度的实时监测。
其中,单个冷库温度无线监测系统主要由两部分组成:温度数据采集系统(无线终端下位机)和温度数据接收系统(上位机),上位机与下位机为一对多关系,并分别以单片机为控制核心,通过搭建的ZigBee网络平台相联系。
采用的ZigBee无线通信技术具有省电,可靠度、安全性高,高度扩充性,成本低廉等优点,可以很好地满足在冷库温度监控中对传输距离、能耗需求等方面的要求。
2 ZigBee协议规范研究及分析本文设计的冷库温度无线监测系统采用了近年发展起来的ZigBee无线通信技术。
下面将简要介绍ZigBee技术在冷库温度无线监测系统中需要解决的几个主要问题:ZigBee网络拓扑结构、数据传输机制和节能技术。
IEEE802.15.4／ZigBee协议中明确定义了三种拓扑结构:星型结构(Star)、簇树结构(cluster tree)和网状结构(Mesh)[1]。
基于无线通信的实验室温湿度测控系统设计
基于无线通信的实验室温湿度测控系统设计基于无线通信的实验室温湿度测控系统设计一、设计的意义传统的实验室管理中，温湿度的控制测量还是停留在传统的玻璃棒温度计，干湿球湿度计或者双金属温湿度表、毛发湿度表等方法，而本次设计的实验室温湿度测控系统克服了以前靠管理人员手工检查、测量和手工计算温度值和湿度值的误差，有提高了实验室温度和适度的检测速度和检测精度，节省了人力物力，减轻了温湿度管理的工作强度，提高了管理效率，所以这种基于无线通信的实验室温湿度测控系统比原来的单点温度、湿度测量仪器更可靠、实用、精确，能更好为实验室的管理服务。
随着现代科技的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
二、设计的主要内容1、主要目标任务本课题的设计可以使学生熟悉并掌握无线通信系统以及传感器信息采集模块的设计方法，并且通过对硬件电路编程可以锻炼学生的编程能力，掌握单片机的编程技巧。
本课题是利用无线通信技术设计—实验室温湿度测控系统。
2、系统功能实验室设备需要一定的环境因子做后盾，因为仪器的正常运行，需要在适当的环境下。
而实验室的计量设备主要分为长度、重量、质量、品质等测量设备，这些设备平时使用频率较低，不是每天都使用，因此，对设备的合理管理成为实验室的重点。
在国家标准JJF1069-20xx 《法定计量检定机构考核规范》和DI-LAC/AC01:20xx《检测实验室和校准实验能力机构考核规范》中对于实验室中的计量设备的环境都进行了一定的要求以及规范，同时也只有在适当的环境中储存，才能进行延长这些设备的使用寿命，以及保证这些设备的测量精度。
实验设备的主要检测的项目包括生物消毒、灰尘、电磁干扰、辐射、湿度、供电、温度、声级和振级等，以此来进行适应于相关仪器的技术活动。
温湿度的监测在设备中直接影响着它们的使用寿命。
基于NRF905的无线温度采集系统的设计方案
基于NRF905的无线温度采集系统的设计方案
0 引言
在工业生产过程中，温度是最为常见、最为重要的物理工艺参数之一。
随着社会的发展，工业中对温度测量的要求也越来越高，测量数据的范围也
越来越大。
温度采集系统设计时，传感器模块的设计将直接影响着数据的测
量效果，随着测量要求的提高，传感器模块电路的复杂程度也会越来越高，
无疑带来布线的困难和效率的下降，同时存在着易短路，易老化等隐患，给
系统的综合调试和维护带来难度。
与传统的有线通信技术相比，无线传输技
术具有测量精度高、受环境影响小、成本低等优点。
本文将传感器技术与无
线通信技术相结合，实现无线温度采集功能。
1 系统方案设计的原理
无线温度采集系统是一种基于射频技术的无线温度检测装置。
系统中由温度传感器将温度采集后输出的模拟信号逐步送往信号放大电路、低通滤
波器以及A/D转换器（即信号调理电路），然后在单片机的控制下将A/D转
换器输出的数字信号传送到无线收发芯片中，并通过芯片的调制处理后由芯
片内部的天线发送到上位机，在上位机模块中，发送来的数据由单片机控制。
基于CC2530的ZigBee无线组网温度监测系统的设计
基于CC2530的ZigBee无线组网温度监测系统的设计麦军;邓巧茵;万智萍【摘要】Temperature has a very important impact on life, temperature changinginformation must bemonitoring in real-time. This design uses CC2530 chip as the processor plus CC2591 RF front-end consisting of ZigBee protocol for wireless networks;using DHT11 temperature sensor to collected temperature information and analyzed by LPC1114 chip; the main module receives each node transmits temperature data and then transmitted to PCvia RS232 serial port, PC analysis temperature information and then interact data in the form of chart, enabling users to predicted the changes in temperature trends.%温度对生活有着极其重要的影响,实时监测温度信息的变化成为必须.本设计使用CC2530芯片作处理器加上射频前端CC2591组成ZigBee协议的无线网络通信模块; 使用DHT11温度传感器采集到的温度信息通过LPC1114芯片进行采集并分析;主模块接收各个节点传送回来的温度数据,通过RS232串口传送到上位机,上位机对温度信息进行分析然后把数据以图表的形式进行交互,方便用户查看温度的变化还可预测温度趋势.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(023)022【总页数】5页(P117-121)【关键词】CC2530芯片;ZigBee技术;LPC1114芯片;DHT11温度传感器;实时温度监测【作者】麦军;邓巧茵;万智萍【作者单位】中山大学新华学院信息科学系, 广东广州 510520;中山大学新华学院信息科学系, 广东广州 510520;中山大学新华学院信息科学系, 广东广州510520【正文语种】中文【中图分类】TN919现代生产、生活都与温度息息相关，温度作为人们日常生活指标，影响着人们的行为活动，根据温度高低的不同继而进行应对，温度也影响着各种生命资源的存在，温度是构成地球上多种多样生命的重要因素之一。
基于单片机的多点无线温度监控系统设计-毕业设计
基于单片机的多点无线温度监控系统设计前言在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
其中，温度控制也越来越重要。
在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。
单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。
因此，单片机广泛用于现代工业控制中。
随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。
传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。
因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。
另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。
温度传感器是其中重要的一类传感器。
其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
基于无线传输的热电偶测温系统设计
㊀２０２０年㊀第２期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２０㊀Ｎｏ ２㊀基金项目：领域基金公开项目（６１４０００３０６０１）收稿日期：２０１９－０２－２８基于无线传输的热电偶测温系统设计王㊀军１，张彦军１，梁晓辉２（１．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原㊀０３００５１；２．中国工程物理研究院化工材料研究所，四川绵阳㊀６２１９００）㊀㊀摘要：针对热电偶测量系统远距离进行温度监测时，存在信号干扰㊁布线复杂等问题，设计了一种无线通信的测量系统㊂该系统以ＣＣ３２００为核心，根据ＴＣＰ协议实现了采集端和接收端之间的点对点数据传输㊂采集端对热电偶信号进行调理，调理精度在ʃ１．５ħ之内，把ＡＤ转换数据传给无线发送模块，经接收端转发上传到上位机㊂实验结果表明，无线传输的信号稳定性及可靠性高㊂关键词：热电偶；信号传输；无线通信；信号采集；温度补偿；ＣＣ３２００中图分类号：ＴＰ２７４㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２０）０２－００７５－０４ＤｅｓｉｇｎｏｆＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＷＡＮＧＪｕｎ１，ＺＨＡＮＧＹａｎ⁃ｊｕｎ１，ＬＩＡＮＧＸｉａｏ⁃ｈｕｉ２（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１９００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｖｅｒａｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅｒｅａｒｅｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｓｉｇｎａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｗｉｒｉｎｇ，ａｎｄａｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｔｏｏｋＣＣ３２００ａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄｐｏｉｎｔ⁃ｔｏ⁃ｐｏｉｎｔｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｅｎｄａｎｄｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｅｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＴＣＰｐｒｏｔｏｃｏｌ．Ｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｅｎｄｒｅｇｕｌａｔｅｄｔｈｅｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓｉｇｎａｌ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｓｗｉｔｈｉｎʃ１．５ħ．ＴｈｅＡＤｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｄａｔａｗａｓｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄｔｏｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｍｏｄｕｌｅ，ａｎｄｗａｓｆｏｒｗａｒｄｅｄｔｏｔｈｅｕｐｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｅｎｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｉｇｎａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｒｅｈｉｇｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ；ｓｉｇｎａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｓｉｇｎａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ＣＣ３２０００㊀引言在现代工业生产和科学实验中，经常需要对温度信号进行精确测量，温度测量环境一般都比较恶劣［１－２］㊂热电偶作为无源传感器，不需要额外的供电，同时具有结构简单㊁性能稳定㊁热响应快㊁精确度高等优点［３］，所以在温度测量领域得到广泛应用㊂热电偶本身产生的信号微弱，后续调理和数据远距离传输过程中很容易受干扰㊂传统的做法是将热电偶和测量装置用标称值相同的补偿导线连接［４－５］，或者通过温度变送器把热电偶信号转换成电信号传输［６］，但如果补偿导线过长会造成热电偶信号失真，测量的温度不准确，而且补偿导线和温度变送器都要考虑布线问题㊂而无线通信的方式能够解决上述复杂的布线问题，减少数据传输过程的信号干扰，降低测量成本，实现高速稳定的信号传输［７］㊂因此，设计了一种无线传输的热电偶测温系统［８］㊂１㊀总体设计ＦＰＧＡ具有低功耗㊁集成度高㊁开发周期短㊁低成本㊁高性能等优点㊂本系统选用ＸＣ３Ｓ４００作为主控单元［９－１０］㊂硬件系统包括采集调理模块㊁ＡＤ转换模块㊁ＦＬＡＳＨ存储模块㊁ＣＣ３２００无线通信模块㊂系统总体框图如图１所示㊂首先将热电偶传感器产生的信号传递到调理电路，经过补偿㊁增益调理后，再由ＡＤ转换模块把模拟信号转换为数字信号并将该数字信号传给主控模块进行数字滤波㊁编码处理，最后数据发送到射频电路实现无线通信㊂㊀㊀㊀㊀㊀７６㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ２０２０㊀图１㊀系统流程图２㊀硬件电路设计２．１㊀采集调理模块的设计ＡＤ８４９５是热电偶专用补偿参考结点温度的精密仪表放大器，差分输入特性使其具有较高的共模抑制比，降低引线的共模干扰㊂内置温度传感器对热电偶参考结点所处环境的温度变化实时监测以便补偿㊂固定增益放大器放大热电偶的微弱电信号，提供线性输出㊂二级放大部分采用ＯＰ２００ＡＺ构成同相比例放大器㊂调理电路原理图如图２所示㊂图２㊀调理电路原理图㊀㊀热电偶输入信号先经过低通滤波，该滤波器是为了消除ＲＦ信号，如果任其输入到ＡＤ８４９５可能会被整流，表现为温度波动㊂ＡＤ８４９５固定增益１２２．４，为了使输出电压符合ＡＤ转换模块的采集要求，二级放大倍数设为４㊂图２中， ＋ＷＤ 和 －ＷＤ 分别连接热电偶的正极和负极，Ｒ１是阻值１ＭΩ的接地电阻，主要为了实现ＡＤ８４９５的开路检测功能㊂根据ＡＤ８４９５的Ｖｏｕｔ管脚输出的电压可以导出测量温度㊂传递函数如下Ｔ１＝（ＶＯＵＴ－ＶＲＥＦ）／（５ｍＶ／ħ）式中：Ｔ１为测量温度，ħ；ＶＯＵＴ为ＡＤ８４９５的输出电压，ｍＶ；ＶＲＥＦ为ＲＥＦ引脚的输入参考电压，Ｖ㊂主要是在单电源供电时测量负温度使用，本设计中双电源供电，故参考电压引脚接地㊂２．２㊀存储模块的设计由于ＦＰＧＡ内部存储空间有限，所以本设计采用外部ＦＬＡＳＨ存储数据㊂ＦＰＧＡ芯片主要通过查询ＦＬＡＳＨ存储单元的工作状态给其下发读写命令，将数据从ＲＡＭ缓存器传到数据存储器中，实现存储功能㊂图３所示为ＦＬＡＳＨ芯片的电路原理图，为了实现阻抗匹配，该芯片和ＦＰＧＡ通过排阻连接㊂２．３㊀ＣＣ３２００无线通信模块的设计ＣＣ３２００芯片的外围电路原理图如图４所示，其中４０ＭＨｚ的晶振用于提供片内微处理器的振荡时钟，３２．７６８ｋＨｚ的晶振主要为芯片内部定时器和实时操作系统提供时钟源㊂天线部分需要特别注意使用不同的滤波器时，在滤波器和天线之间的电容电感接法图３㊀ＦＬＡＳＨ存储单元的电路原理图不同㊂３㊀软件设计３．１㊀逻辑时序的设计主控芯片ＸＣ３Ｓ４００的主要功能是控制ＡＤ７６０６芯片的时序，以固定的采样率获取热电偶采集的模拟电信号并对其量化处理㊂采样时序如图５所示，ＣＯＮＶＳＴＡ和ＣＯＮＶＳＴＢ短接在一起即图中的ａｄ＿ｃｏｎ⁃ｖｓｔａｂ，所有通道同时采样㊂ａｄ＿ｂｕｓｙ在ａｄ＿ｃｏｎｖｓｔａｂ到达上升沿之后变为逻辑高电平，转换过程开始，直到ａｄ＿ｂｕｓｙ下降沿表示转换数据被存到输出数据寄存器可供读取㊂ｆｉｒｓｔ＿ｄａｔａ在ａｄ＿ｃｓ下降沿脱离三态，与通道对应的ａｄ＿ｒｄ下降沿将ｆｉｒｓｔ＿ｄａｔａ置为高电平，表示输出数据总线可以提供该通道的转换结果㊂３．２㊀无线通信的实现在数据接收设计中，采用中断的方式保证ＣＣ３２００能够及时响应ＵＡＲＴ传来的数据，当ＵＡＲＴ接口收到㊀㊀㊀㊀㊀第２期王军等：基于无线传输的热电偶测温系统设计７７㊀㊀图４㊀ＣＣ３２００外围电路原理图图５㊀ＡＤ采样时序图数据，程序立刻进入中断将接收到的数据缓存并打包等待无线发送㊂发送命令的设计是将中断函数缓存的数据以ＴＣＰ方式转发，同时要配合上位机的指令控制㊂流程图如图６所示㊂图６㊀ＷｉＦｉ实时控制数据流程图４㊀实验结果分析针对本文的设计，在高低温箱中分别测试使用补偿导线和无线通信得到的数据，对比分析两种传输方式的信号稳定性㊂由于高低温箱中的实际温度实时变化，故采用标准铂电阻Ｐｔ１００标定高低温箱中的实际温度㊂无线通信的实验结果如表１所示，每隔１０ħ左右测一次信号，测量的电压信号先经过ＡＤ８４９５放大１２２．４倍，再由二级放大电路放大４倍得到，最后要在上位机软件处理将数据还原为温度格式㊂表１㊀实验测量结果实际温度／ħ测量电压／Ｖ测量温度／ħ误差／ħ－７０．１－０．７４－６８．９１．２－６０．５－０．５８－６０．８－０．３－５０．２－０．４２－５１．７－１．５－３９．５－０．２４－４０．０－０．５－２９．９－０．０７－３０．６－０．７－２０．１０．１０－２０．８－０．７－１０．３０．２９－９．５０．８０．４０．４８－０．９－１．３９．９０．６７１０．５０．６１９．４０．８７２１．３１．９３０．１１．０７２９．３－０．８３９．５１．２７３９．６０．１４９．６１．４８５１．２１．６５９．８１．６９６０．３０．５７０．４１．９０７０．１－０．３８０．３２．１２８０．０－０．３９０．０２．３４９０．１０．１９９．８２．５７１００．６０．８㊀㊀图７（ａ）㊁（ｂ）分别是采用补偿导线和无线在距离㊀㊀㊀㊀㊀７８㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ ２０２０㊀２０ｍ时测量的数据图，图中的趋势线是按设计原理根据理论电压和温度关系绘制的㊂可以看出图７（ａ）由于补偿导线过长引起信号衰减和干扰现象，测量数据较理论值有所下降，波动较大，超出允许误差范围㊂图７（ｂ）通过无线测量的数据和理论值高度契合，结果在允许误差范围内㊂（ａ）（ｂ）图７㊀ＭＡＴＬＡＢ数据分析５㊀结论本文设计的无线通信方式测量热电偶传感器的温度有效地解决了补偿导线过长引起的信号衰减㊁传输过程中强电干扰耦合㊁布线复杂等问题，使得检测操作更加方便灵活㊂从实验数据可知，该方法提高了测量结果的可靠性和精确度㊂参考文献：［１］㊀杨勇，李晶．基于无线传感网络的矿井水质在线监测系统开发与试验［Ｊ］．电子器件，２０１８，４１（１）：２１９－２２４．［２］㊀汪丽燕，阮志煌，蔡东平．无线数据传输的红外测温报警系统设计［Ｊ］．自动化应用，２０１６（１２）：９７；１０３．［３］㊀张洪健，余刃，刘笑凡，等．基于嵌入式的乏燃料干贮存温度监测系统［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０１７，３８（１１）：１３８－１４１．［４］㊀王飞跃．热电偶传感器信号调理与数字采集系统的设计［Ｄ］．太原：中北大学，２０１３．［５］㊀王闯．热电偶温度信号的采集及其标定方法研究［Ｄ］．太原：中北大学，２０１６．［６］㊀盛占石，吴玑琪．基于Ｗｅｂ的温室大棚远程监测系统［Ｊ］．电子器件，２０１４，３７（５）：９２３－９２６．［７］㊀孟晓山，王玉全．常用传感器调理电路优化设计［Ｊ］．电子科学技术，２０１６，３（２）：１０３－１０８．［８］㊀岳晗，裴东兴，张瑜．基于ＣＣ４３０的智能无线温度监测系统设计与校准［Ｊ］．电子器件，２０１４，３７（３）：５０２－５０６．［９］㊀鄢玲玲．基于ＦＰＧＡ的高精度采集转发装置的设计与实现［Ｄ］．太原：中北大学，２０１７．［１０］㊀王婷婷．基于ＳＴＭ３２Ｗ智能环境监控系统的研制［Ｄ］．镇江：江苏科技大学，２０１３．作者简介：王军（１９９５ ），硕士研究生，主要研究方向为传感器测试计量技术㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗａｎｇｊｕｎ＿ｌｃ＠１６３．ｃｏｍ张彦军（１９７５ ），博士，副教授，主要研究方向为测试计量技术与仪器㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：１４３５９５８３６９＠ｑｑ．ｃｏｍ（上接第７４页）之间的连接，可实现远程操控机器人作业㊂对比于传统的人工配电网作业，极大地降低了作业强度及作业危险性㊂经测验，本文设计的机器人能快速有效地完成作业任务，为配电网检修领域机器人研究提供了较好的依据㊂参考文献：［１］㊀胡毅．输配电线路带电作业技术的研究与发展［Ｊ］．高电压技术，２００６，３２（１１）：１－１０．［２］㊀潘俊文，李辉，邹德华，等．５００ｋＶ紧凑型同塔双回输电线路感应电压电流的仿真计算［Ｊ］．电力科学与技术学报，２０１５，３０（３）：８４－９０．［３］㊀ＳＡＷＡＤＡＪ，ＫＡＺＵＹＵＫＩＫ．Ａｍｏｂｉｌｅｒｏｂｏｔｆｏｒｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅ⁃ｌｉｖｅｒｙ，１９９１，６（１）：３０９－３１５．［４］㊀范淇元，覃羡烘，李洪毅．基于ＳＴＭ３２的双轮平衡机器人的控制系统设计［Ｊ］．自动化与仪表，２０１８，３３（３）：１８－２１；４１．［５］㊀谢冬雪，唐祯安，蔡泓等．基于ＳＴＭ３２和ＬＴＣ６８０４的电池管理系统设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１８（１０）：６３－６７．［６］㊀白华，林巧婷．基于ＣＡＮ和ＲＦＩＤ的车胎信息采集系统的设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１８（１０）：６８－７１；８０．［７］㊀李斌，赵伟娟．基于ＣＡＮ总线的车载导航主机开机方案的优化［Ｊ］．电子世界，２０１６（１７）：４７－４８．［８］㊀姜庆明，杨旭，甘永梅，等．一种基于光电编码器的高精度测速和测加速度的方法［Ｊ］．微计算机信息，２００４（６）：４８－４９．作者简介：杨翔宇（１９９１ ），硕士研究生，研究领域为电力机器人㊁多关节机械臂控制㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：９２５０４７５１０＠ｑｑ．ｃｏｍ樊绍胜（１９６６ ），博士，教授，硕士生导师，研究领域为电力机器人和仪器仪表㊂。
光纤测温探测系统设计报告
光纤测温探测系统设计报告一、引言光纤测温是一种利用光纤传感技术实现温度测量的方法。
光纤测温探测系统通过光纤传感器将温度信号转化为光强信号，进而进行温度的监测与测量。
本报告将介绍光纤测温探测系统的设计原理、硬件结构、工作过程以及应用领域。
二、设计原理光纤测温探测系统的核心部件是光纤传感器。
光纤传感器通过光纤中的温度敏感材料，如光纤光栅等，将温度转化为光强信号。
光纤传感器中温度敏感材料的特性会随着温度的变化而发生相应变化，进而引起光纤内部射光的散射和吸收，从而改变光的传输和强度。
通过测量光强的变化，可以间接测量温度的变化。
三、硬件结构光纤测温探测系统主要由以下组成部分构成：1. 光源：提供光纤传感器所需的射光源，常用的光源包括激光器、LED 等。
2. 光纤传感器：将温度转化为光信号的器件，根据不同的应用场景，可选择不同类型的光纤传感器。
3. 光纤连接器：连接光源和光纤传感器的光纤连接器，保证信号的传输质量。
4. 光电转换器：将光信号转换成电信号，进行信号放大和滤波等处理。
5. 数据处理单元：接收光电转换器输出的电信号，进行温度信号的解码和处理，通过计算得到温度数值。
6. 显示器：将处理后的温度数值进行显示，以便用户进行观测和监测。
四、工作过程光纤测温探测系统的工作过程如下：1. 光源发出一束光经过光纤传感器输入。
2. 光纤传感器中的温度敏感材料受到温度的影响后，散射和吸收光的强度发生变化。
3. 光强变化的光信号经过光纤传输到光电转换器。
4. 光电转换器将光信号转换成相应的电信号，并进行进一步的信号处理，如放大和滤波。
5. 数据处理单元接收光电转换器输出的电信号，进行温度信号的解码和处理。
6. 处理后的温度数值通过显示器进行显示，供用户进行观测和监测。
五、应用领域光纤测温探测系统广泛应用于以下领域：1. 火灾监测：通过在建筑物内部或火灾多发地点安装光纤传感器，实现对温度的实时监测，及时发现火灾隐患。
2. 电力系统监测：对于电力系统中的高温设备和输电线路，安装光纤传感器进行实时监测，以确保设备运行安全。
基于STM32的无线红外测温系统设计
基于STM32的无线红外测温系统设计吴海兄，丁哲文，陈伟明，杜,云舒，吴倩，蒋一凡，王标(桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林，541004 )摘要：论文基于疫情的需求，设计了一种简易、可靠、实用的红外测温系统，该系统以STM32单片机为核心微处理器，结 合高精度红外测温传感器、OLED 显示器、激光灯、蜂鸣器等外围设备进行设计，并且采用主、从一体的无线蓝牙穿透模块连接单片机和计算机，完成数据的无线传输,以便于记录和处理等。
该系统测量准确、速度快，适用于人员流量大且需要快速数据记录的温度测量场合,如学校、车站、医院等，以及可用于设备远程温度数据监控记录等。
关键词：STM32 ；红外测温；无线传输The design of wireless infrared temperature measuring systembased on STM32Wu Haixong, Ding Zhewen, Chen Weiming, Du Yunshu, Wu Qian, Jiang Yifan, Wang Biao(School of Mechanical and Electrical Engineering, Guilin University of Electronic Technology, GuilinGuangxi, 541004)Abstract :Paper based on the demand of the epidemic, design a simple, reliable, practical infrared temperature measurement system, the system with STM32 MCU as the core processor, combined with high precision, OLED displays, laser infrared measuring temperatore sensor, buzzer and other peripheral equipment design, and, from the integration of wireless bluetooth transmission module is used to connect single chip microcomputer and computer, the data wireless transmission, in order to record and process, etc. The system is accurate and fast, suitable for temperature measurement occasions with large personnel flow and need rapid data recording, such as schools, stations, hospitals, etc., and can be used for remote temperature data monitoring and recording of equipment.Keyword ： STM32;infrared measuring temperature;wireless transmissiono 引言2020年爆发的新型冠状病毒疫情，主要由体温症状 (N 37. 3-C )来发现疑似型冠状病毒感染者，红外测温设备迅 速被应用到医院、车站、超市等各个公共场合，用于发现、排査可能感染者，这正是得益于红外测温非接触性、响应快的特点.与传统接触式测温相比，红外测温具有非接触性、响应 快、灵敏度高、范围广等优势，近些年来发展迅速，便携式红外测温仪已经广泛应用于各个领域，如医疗、工业、农业等。
基于单片机的无线测温系统设计
科 研
基于 单片机 的无线测 温系统设计
胡 宇
南 京航 空航 天 大学 自动 化 学院 ，江 苏 南京市 ２ １ １ １ ０ ０
摘要 ：社会经济的发展 以及科 学技术 的进 步，促进 了通信技 术的发展 与更新 。对 于单片机 而言，可以充分运 用先进 的科 学技 术 。 有 效设 计 其 无 线 测 温 系 统 ，从 而 实现 无 线通 信 。一 般 而 言 ，在 单 片机 的无 线测 温 系 统设 计 过 程 中 ，可 以利 用传 感 器 来 对 数据进行采 集。并通过 单片机 中反馈 的数据来对 实际的温度值加 以显示 ，如果温度超 出规定 的范 围，单片机的控制蜂鸣器将 会 发出警报 。这样 的设 计方式具有较 强的抗 干扰 能力，较 高的传输速率和 实时监控 系统精度 ，能确保通信 的稳 定性 ，便于人 们 使 用 。 基 于 此 ， 对 单 片机 的 无 线 测 温 系统设 计进 行 了深 入分 析 和 探 讨 。 关键 词 ： 单 片 机 ：无 线 测 温 系统 ：设 计 中 图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ ７ ４ 文 献 标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ６ ７ １ ． ５ ７ ８ ０ （ ２ ０ １ ５ ） １ １ — ０ ０ ３ ９ ． ０ １ 无线测温系统主要是通过无线传感 网络建立测温系统 ， 其包括 的无线传感节 点，能够利用无线通信 有效处理温度 信 息“ 。一般无线 多点测温 系统由无 线收发芯片、温度传感器 以及单片机等部件构成 ，其功耗低 、可靠性高、抗干 扰能力 较强 ，性能稳定 ，电路简单 ，被广泛应用在工农业 以及环境 监测等领域 。 １基 于单 片机 的无 线测 温系统总体设计分析 单 片机 的无线测温 系统主要 由两个分 系统组成 ，分别是 主控接 收以及 测量 发送 ，其 中两个分系统的设计原理如下所 示 。一般 当系统开始运行时 ，测量控制指令主要有主控单元 发送 ，同时测量发送系统可 以以指令为依据 ，对现场温度进 行实时测量 ，然后主控接收分系统可 以利用无线模块接收测 量 的数据 ，并对其进 行分析、保存 以及显示报 警等处理。
电脑无线水温监控系统设计
电脑无线水温监控系统设计摘要：本设计论述了一种以AT89S52单片机为主控制单元，以PC机为操作平台，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统，以LCD12864液晶为显示系统，以NRF905为无线传输系统。
该控制系统可以实时采集当前相关的温度数据，并且可以通过PC机对温度进行控制。
系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。
硬件电路主要包括无线通讯模块、温度采集模块、液晶显示模块、以及单片机系统等。
系统程序主要包括主程序，读出温度采集子程序，计算温度子程序、LCD12864显示子程序以及数据的无线控制和传输的程序等。
关键词：AT89S52单片机DS18B20 NRF905无线通讯1、本系统简介电脑无线水温监控系统是基于单片机AT89S52温度控制系统的设计，我们用电脑作为操作平台，用VB语言设计了很人性化的操作界面，我们可以在界面上随时看到采集到的温度，假如温度过高，我们可以发送特定指令，电脑会自动的运用NRF905无线模块将信号发送到0～300米之内的控制平台上，控制区的单片机会接收到相应的指令，进而对水温度进行处理，并且在控制区，我们也用了LCD12864液晶模块对当前温度以及无线模块的在状态进行显示。
2、硬件设计2.1 系统设计的框架其主要包括：电源模块、无线通讯模块、温度采集模块、液晶显示模块、以及单片机系统。
图1 系统框架2.2 单片机模块在本系统中，控制核心是AT89S52单片机，该单片机为51系列增强型8位单片机，它有32个I/O口，片内含4K FLASH工艺的程序存储器，便于用电的方式瞬间擦除和改写，而且价格便宜，其外部晶振为12MHz，一个指令周期为1μS。
使用该单片机完全可以完成设计任务。
其引脚解读如下：(1)P3.0 TXD、和P3.1 RXD引脚分别是串行口的发送和接收数据引脚。
(2)XTAL1,XTAL2引脚和GND构成了单片机的震荡电路。
(3)P1.0(RS),P1.1（RW）,P1.2（E）控制的是LCD12864时序的引脚(4)P0.0～P0.7是单片机控制液晶模块的引脚，用来传输数据。
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本科毕业论文（设计）题目无线温度测量系统设计专业通信工程作者姓名程丰收学号2011201827单位理工学院指导教师黄慧2015 年 6 月教务处编原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。
除文中已经引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确的方式表明。
本人承担本声明的相应责任。
学位论文作者签名：日期：指导教师签名:日期：１绪论.................................. 错误！未定义书签。
1.1 摘要 ................................................. ２1.2 选题依据和意义 (3)1.3 无线传感器网络技术研究背景及意义 (4)1.4 无线传感器网络技术简介 (5)1.5 未来前景展望 (6)2 ZigBee协议简介 (7)2.1 ZigBee的概述 (8)2.2 ZigBee的网络基础 (9)2.2.1 网络节点类型 (10)2.2.2 网络拓扑形式 (11)2.3 ZigBee的工作模式 (12)3 核心板介绍 (13)3.1 CC2530核心板 (14)3.2 CC2530引脚描述 (11)3.3 温度传感器介绍 (16)3.3.1 DS18B20温度传感器特性 (12)3.3.2 DS18B20管脚介绍 (18)4 系统总体设计 (19)4.1 温度采集模块 (20)4.2 微控制模块............................. 错误！未定义书签。
4.3 无线通信模块 ........................... 错误！未定义书签。
5 系统软件设计 (16)总结.................................... 错误！未定义书签。
参考文献 (18)致谢无线测温系统设计1.1摘要无线传感器网络是一种分布式传感网络，它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。
WSN中的传感器通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。
通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络本设计为了满足对环境温度的检测，进而设计了一种基于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线自组网络。
本设计采用这种方式是因为操作简单方便，兼容性比较强等优点，能够满足我们对于环境温度测量的需求。
本系统的核心芯片为ｃｃ２５３０，温度传感器采用的是ＤＳ１８Ｂ２０，本设计是无线温度测量采用无线组网。
实验中表明，在温度测量过程中，本系统具有灵活组网，测量精确稳定等优点。
关键词： CC2530无线射频芯片；温度监测；ZigBee技术；DS18B20温度传感器Wireless Temperature Measurement System DesignABSTRACTWireless sensor network (WSN) is a kind of distributed sensor network, its ending is can sense and check the sensor of the outside world. Sensor way through wireless communication of the WSN, the flexible network Settings, equipment location can change at any time, can also with the Internet connection cable or wireless way. Through wireless communication mode to form a multiple hopsself-organizing networkThis design in order to meet the environmental temperature detection, and designed a kind of wireless AD hoc network based on ZigBee technology. This design USES this approach because, simple and convenient operation, compatibility is stronger, able to meet our demand for temperature measurement. The core chip of this system for cc2530, temperature sensor USES DS18B20, this design is wireless temperature measurement using wireless network. Experiments show that in the process of temperature measurement, this system with flexible networking, stable measurement precision, etc.process,the system can flexible network．Key words:CC2530；temperature monitoring；ZigBee；DS18B201.2 选题依据和意义根据现在当前通信领域的发展趋势看无线将会逐步取代有线，使用简单快捷的方式传递讯息是通信工程的一个重要的发展目标。
基于这种发展背景，无线传感器网络不断的丰富了我们的生活。
无线网络协议呈现多元化的是伴随着无线网络传感技术的发展，无线局域网、蓝牙技术、无线保真、超宽带以及Zigbee技术等热点技术继出现，都有着各自的技术特点和应用市场。
而ZigBee技术有很多优点比如近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率等，在自动控制和远程控制领域有很好的应用，和许多设备的兼容性也很好。
简而言之，ZigBee 就是一种非常低廉的，功耗非常小的的近距离无线组网通讯技术。
随着现代工业自动化技术的不断进步，ZigBee 无线通信技术的发展也日趋成熟，它被广泛应用在无线传感器网络测量、工农、交通、家居等越来越广泛的领域。
ZigBee 无线通信技术的功耗小、距离近、成本低、布网简易等特点十分适合于要求自动不间断采集数据、局域分布测量、联网数据处理等测量场合。
在日益追求讯息通信和交换的实时，简单，耗能低，传输可靠的信息技术发展方向上，研究Zigbee 技术在无线传感器网络上的应用十分有必要。
另外，我们大学生在校园中更多的是学习理论知识，参加应用实践的的机会比较少，选择ZigBee这种无线组网方式为研究对象是很合理的选择。
一方面是这种技术的实用性比较强，会得到很好的锻炼，另一方面也不会流于表面。
1.3无线传感器网络技术研究背景及意义21世纪以来，全球各种技术的发展呈现了一种井喷模式，各种技术的发展正在改变着我们的生活以及理解世界的方式，网络技术成为了各种发明和各种服务的源泉，而且更多的改变正在蓄势待发，就像望远镜让我们能够感受宇宙，显微镜能够让我们观测微生物一样。
引导人们生活、工作和思维大变革的网络多是采用有线进行的，各种总线技术，局域网技术等有线网络传输质量可以得到很好的保障，随着网络技术的发展以及越来越多的应用在日常生活和经济生活中，网络的安全性也日益得到人们的关注。
有线传输是在网线之间发生的，这样就决定其安全性能是相对高很多的，监听难度增加了许多。
但无线数据传输有很多方面是有线不能比的，那就是无线有很高的移动性和灵活性。
在移动性方面有线通信显然落在了下风，例如布线繁琐、线路故障难以判定、设备更改布局就要更改布线等这些有线网络先天带有的缺点却愈发地明显，有线通信在这些方面不如无线通信优势明显。
这也是有线通信无论如何也比不上的优势，那就是无线通信具有极高的移动性和灵活性。
同时，随着近年来集成电路技术、射频技术的发展，无线通信功能的实现变得越来越简单可行，数据传输效率和可靠性都有了很大的提高，体现出了巨大的发展市场。
在人们追求更高生活质量的今天，人们把目光转向了无线通信上面，一些典型的无线应用产品顺势而生，如：无线智能家电，无线查表，无线点餐，无线数据采集归类，无线设备监控，汽车仪表数据的无线读取等。
人们享受无线信息传输系统带来的便利的同时，又同时针对发展的新的需求而不断探索。
1.4 无线传感器网络技术简介传感器网络系统一般包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。
大量节点都是随机部署在监测区域的，有的是监测区域的内部，有的则是分布在监测区域的附近，网络的形成采用自组织的形式是比较常见的。
传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据有被多个节点处理的可能性，在经过多跳之后路由到汇聚节点，最终通过因特网或者卫星能够到达管理节点。
传感器节点可以分为四个部分：传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块，负责监测区域内信息的采集和数据转换是在传感器模块；负责控制整个传感器节点的操作是在处理器模块，处理器模块的主要功能是存储和处理数据，有些数据是别的节点发过来的；无线通信模块的功能是与其它节点进行无线通信的，还有交换控制信息和收发采集数据等；能量供应模块提的功能是为传感器节点供所需运用到能量。
协议栈还包括三个平台：能量管理、移动管理和任务管理。
这些管理平台可以让传感器节点效的方式协同工作，节省能源。
转发数据是在节点移动的传感器网络中进行的，另外还提供多任务和资源共享的作用。
无线自组网中的节点上是有很多的，有时几十个的，有的时候根据需要也可以达到上百的。
无线自组网顾名思义肯定采用的是无线通信方式，还采用动态组网的多跳的移动性对等网络。
这样可以满足具有服务质量要求的多媒体信息流通过动态路由和移动管理技术传输。
一般情况下是不需要考虑能量问题的，因为节点是可以提供能量的。
传感器网络和无线自组网有很多相似的地方，但两者之间的差别也是巨大的。
传感器网络节点数目相对无线自组网来说是更为庞大的，是监测、控制以及无线通信为一体的网络系统；节点容易受到环境的影响，能量耗尽也会对它照成影响环，更容易出现故障；网络拓扑结构会有发生变化的可能，大多数是因为环境干扰和节点故障；大多数情况下，传感器节点本应是固定不动的。
另外，传感器节点在能量、处理能力、存储能力和通信能力等很多方面都有着局限性。