一種糧食烘干設備效能無線監測數據收發裝置制造方法
【專利摘要】一種糧食烘干設備效能無線監測數據收發裝置，采用以stc公司的89c52為核心的單片機系統實現不同應用要求的溫濕度采集及數據發送；采用WRN-122熱電偶配合MAX6675K型熱電偶數字轉換器實現高溫段溫度采集；采用TLC2543高精度模數轉換器配合零漂移rail?to?rail運算放大器AD8554實現PT100及精敏電阻橋電路的搭建，從而進行塔內分層溫度檢測；采用SHT75高精度溫濕度傳感器實現常溫段溫濕度采集；采用以UTC4432無線芯片為核心的射頻模塊實現烘干塔工作效能檢測發送器與數據終端間的通信以及數據傳輸。有效地解決了傳統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備效能檢測數據采集及無線發送裝置。
【專利說明】一種糧食烘干設備效能無線監測數據收發裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種數據發送裝置，特別涉及一種應用于糧食烘干設備工作效能監測的數據發送裝置。
技術背景
[0002]目前應用于糧食烘干設備工作效能的檢測裝置一般由數據采集器、數據發送器、數據集中器等幾方面組成。其采集的數據類型包括熱爐溫度檢測、烘干塔內分層溫度檢測及出風口溫濕度檢測；其數據發送往往采用485通信協議的遠距離布線傳輸；并采用電腦終端作為數據集中器。但該類數據檢測裝置普遍存在種類冗余、集成度低、現場布線混亂安全隱患高等問題，如何安全高效的實現糧食烘干設備工作效能的相關指標檢測與數據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現與此發明類似的設備介紹。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是解決傳統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備效能檢測數據采集及無線發送裝置。
[0004]本發明的目的是這樣實現:
[0005]采用以stc公司的89c52為核心的單片機系統實現不同應用要求的溫濕度采集及數據發送；
[0006]采用WRN-122熱電偶配合MAX6675K型熱電偶數字轉換器實現高溫段溫度采集；
[0007]采用TLC2543高精度模數轉換器配合零漂移rai I to rai I運算放大器AD8554實現PT100及精敏電阻橋電路的搭建，從而進行塔內分層溫度檢測；
[0008]采用SHT75高精度溫濕度傳感器實現常溫段溫濕度采集；
[0009]采用以UTC4432無線芯片為核心的射頻模塊實現烘干塔工作效能檢測發送器與數據終端間的通信以及數據傳輸。
[0010]本發明還有這樣一些特點:
[0011]在于將熱爐溫度檢測、烘干塔內分層溫度檢測及出風口溫濕度檢測等常規糧食烘干設備效能檢測裝置集成化的實現在一個數據采集器。
[0012]采用大功率無線抗干擾射頻模塊實現超遠距離數據傳輸。
[0013]安裝方便，便于調試。
[0014]體積小，內置電源，也可外接電源。
[0015]續航能力強，可適用于各種惡劣天氣。
[0016]密封性好，抗腐蝕風化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1糧食烘干設備工作效能檢測系統組成圖；[0018]圖2糧食烘干設備工作效能檢測數據無線發送器系統網絡的組成圖；
[0019]圖3糧食烘干設備工作效能檢測數據無線發送器的組成圖；
[0020]圖4效能檢測數據無線發送器塔內分層溫度數據采集模塊的電路原理圖；
[0021]圖5糧食烘干設備效能檢測數據無線發送器程序流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明作進一步說明如下:
[0023]結合圖1，該發明專利采用無線射頻裝置實現數據采集器檢測數據的遠距離傳輸，同時為了實現多用途數據采集，該發明涉及三種類型的數據采集，分別為:將熱爐溫度檢測
a、烘干塔內分層溫度檢測b及出風口溫濕度檢測C。裝置通過將熱爐溫度數據采集發送器A、烘干塔內分層溫度數據采集發送器B、出風口溫濕度數據采集發送器C三種數據采集器的數據發送至數據終端機D以實現糧食烘干設備效能的檢測數據的采集。在系統工作時，采用無線通訊方式實現數據終端機與數據發送器進行數據傳輸。
[0024]結合圖2，該發明專利所涉及的應用領域為糧食烘干機工作效能檢測，為保證檢測效果，其在工作狀態下所需的監測點較多。同時為了確保測試精度，系統仍需實現對同一測量點的多傳感器信息進行融合測量。因此，該系統需要放置多個數據采集無線發送器形成一個穩定可靠的監測網絡。該數據采集無線發送器網絡包括2個熱爐溫度數據采集發送器A1、A2其對應的檢測傳感器為al、a2，5個烘干塔內分層溫度數據采集發送器B1、B2、B3、B4、B5 其對應的檢測傳感器為 bl、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9、bl0、bll、bl2、bl3、bl4、bl5，以及4個出風口溫濕度數據采集發送器Cl、C2、C3、C4其對應的檢測傳感器為Cl、c2、c3、c4、c5、c6。在實際測量過程中需將上述共計11個數據采集器放置到對應位置上以實現共計23路不同類型數據的采集。
[0025]結合圖3，為提升電路的適用性，該糧食烘干設備效能檢測數據無線發送器電路設計過程中將各種類型的數據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的傳感器安裝在采集器的相應位置上便可實現數據采集。為此該糧食烘干設備效能檢測數據無線發送器可分為以下模塊:
[0026]1.數據處理模塊，裝置采用STC89C52單片機Ul作為處理芯片，由于該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LM2596U2芯片提供穩定的5V工作電壓。
[0027]2.烘干塔內分層溫度數據采集模塊，裝置采用由TLC2543高精度模數轉換器U4配合AD8554運算放大器U8搭建橋式測溫電路以確定BPT100的電阻值，并通過PT100電阻阻值與溫度間的函數關系確定采集點的溫度信息。為保證系統穩定性，該部分模塊采用REF02U95V基準源芯片作為電壓基準；
[0028]3.出風口溫濕度數據采集模塊，裝置采用U3SHT75溫濕度傳感器實現對溫濕度信息的采集；
[0029]4.熱爐溫度檢測模塊，裝置采用U5MAX6675熱電偶數據采集芯片實現對高溫段的溫濕度采集。
[0030]5.無線數據傳輸模塊，裝置采用U6UTC4432ISM頻段無線芯片實現與系統其它部分間的數據傳輸。[0031]結合圖4，雖然該發明的數據處理模塊51單片機核心電路、出風口溫濕度數據采集模塊SHT75溫濕度采集電路、熱爐溫度檢測模塊MAX6675熱電偶采集電路、無線數據傳輸模塊UTC4432數據無線傳輸電路在該領域的應用并不常見，但其電路在其他領域較為普及，因此其實現難度較低。與此同時裝置的難點在于塔內分層溫度數據采集模塊PT100測溫電路的設計，該裝置采用三線測溫橋電路實現溫度信息采集。電路采用U9REF02基準源芯片，使其管腳6產生5V基準電壓Vref，并將其作為橋電路及模數轉換器的參考電源，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引入端，其短路端分別接在接口 1、2上。采用Rl、R2、V3、Ptl00構成測量電橋其中Rl = R2=3KΩ , R3為200 Ω精密電阻，當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，這個壓差信號經過運放U8AD8554放大后輸出期望大小的電壓信號VO，該信號VO可直接連AD轉換芯片U4TLC2543上。差動放大電路中R4 = R5=1KQ、R6 = R7=30KΩ、放大倍數=R6/R4，運放采用單一 5V供電。R8=1KQ，其在電路中起到穩定電壓的作用。穩壓管D11N4733A的功能為防止電壓超過額定值、保護電路。模數轉換器U4TLC2543的I管腳AINO接入電壓信號V0、14管腳接入參考電壓Vref、13管腳接地、其數字信號所需管腳與U1STC89C52單片機管腳的連接關系為: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04了々0^1^1'接譏的P2.0、15管腳S接Ul的P2.1。Ul通過上述管腳與U4進行數據傳輸數據，并通過運算確定當前PT100所處環境的溫度值。該模塊電路中電容Cl、C2、C3容值為0.1uf，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定輸出電壓的作用。
[0032]結合圖5，該糧食烘干設備效能檢測數據無線發送器流程如下:
[0033]步驟1.系統等待接收采集指令，直到接收到指令時運行步驟2 ；
[0034]步驟2.系統對采集指令進行判斷，以確定當前上位機所需的數據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行程序運算，此時轉至步驟
3、若為B類采集信號則開始對烘干塔內分層溫度數據采集模塊進行程序運算，此時轉至步驟4、若為C類采集信號則開始對出風口溫濕度數據采集模塊進行程序運算，此時轉至步驟5;
[0035]步驟3.系統采集熱電偶數據信息，采集完成后轉至步驟8 ；
[0036]步驟4.系統采集模數轉換器數據信息，記錄當前數值為N，轉至步驟6 ；
[0037]步驟5.系統采集溫濕度傳感器數據信息，采集完成后轉至步驟8 ；
[0038]步驟6.系統運行在標定過程中經過數據擬合出的R=f (N)函數，根據數據N確定當前PT100阻值R，計算完成后轉至步驟7 ；
[0039]步驟7.系統運行基于PT100電阻與溫度工業級標準函數R=f⑴的逆推程序，計算獲得當前PTioo阻值R所對應的溫度值T，計算完成后轉至步驟8 ；
[0040]步驟8，發送處理過的數據信息，返回步驟1，準備再次采樣。
【權利要求】
1.一種糧食烘干設備效能無線監測數據收發裝置，其特征在于由單片機系統，熱電偶數字轉換器，高精度模數轉換器，高精度溫濕度傳感器，射頻模塊組成，其中單片機系統與熱電偶數字轉換器連接，高精度模數轉換器與高精度溫濕度傳感器連接。
2.根據權利要求1所述的一種糧食烘干設備效能無線監測數據收發裝置，其特征是:采用以stc公司的89c52為核心的單片機系統實現不同應用要求的溫濕度采集及數據發送。
3.根據權利要求1所述的一種糧食烘干設備效能無線監測數據收發裝置，其特征是:采用WRN-122熱電偶配合MAX6675K型熱電偶數字轉換器實現高溫段溫度采集。
4.根據權利要求1所述的一種糧食烘干設備效能無線監測數據收發裝置，其特征是:采用TLC2543高精度模數轉換器配合零漂移rail to rail運算放大器AD8554實現PTlOO及精敏電阻橋電路的搭建，從而進行塔內分層溫度檢測。
5.根據權利要求1所述的一種糧食烘干設備效能無線監測數據收發裝置，其特征是:采用SHT75高精度溫濕度傳感器實現常溫段溫濕度采集。
6.根據權利要求1所述的一種糧食烘干設備效能無線監測數據收發裝置，其特征是:采用以UTC4432無線芯片為核心的射頻模塊實現烘干塔工作效能檢測發送器與數據終端間的通信以及數據傳輸。
【文檔編號】G01D21/02GK103473905SQ201310351379
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月13日 優先權日:2013年8月13日
【發明者】李冰, 邢博聞, 費浚純 申請人:哈爾濱恒譽名翔科技有限公司