[实用新型]低功耗无线数字温度自动监测系统

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及自动监测技术，特别涉及一种低功耗无线数字温度自动监测系统。

背景技术

最近几年，我国电力供需矛盾十分突出，尤其是迎峰度夏期间，造成夏季电力缺口的重要原因是大量使用空调形成用电负荷高峰，冬季负荷高峰中，空调也扮演了重要角色。随着社会经济生活水平提高，这一矛盾也日益突出。合理控制空调温度，可以大大削减空调峰值电力负荷，在缓解电力紧张局势的同时可以节约大量的电力建设投资，另外，它还可以减少二氧化硫、二氧化碳对大气环境的污染。

因此，国务院办公厅发出《关于严格执行公共建筑空调温度控制标准的通知》规定，在用电高峰来临前夕要求严格执行公共建筑空调温度控制标准，认真落实空调节能管理措施。然而在很多城市都存在“限温令”难以落实的问题，因此，“限温”不能仅靠自觉，必须有一些监测和约束的措施才能真正进行落实，而靠工作人员持温度计进行监测的方式效率太低，所以非常需要一种高效率的方法来实现对整个城市室内空调温度的实时监测。

现行的无线温度自动监测方案中，由于选用的多是模拟信号的温度传感器和2.4GHz频段的无线数据传送，所以在实际应用中会出现温度测量不准确、无线信号盲区较多以及温度采集系统功耗较大等问题。

发明内容

本实用新型提出了一种低功耗无线数字温度自动监测系统，其目的就是为了解决测温精度不高，无线信号盲区多和温度采集模块功耗大等问题，实现对环境温度变化的自动监测。

本实用新型的技术解决方案

本系统主要包括无线数字测温终端、无线数据集中器和无线温度监测设备。所述的无线数字测温终端的主要部件至少包含有无线数传模块、天线、数字温度传感器、单片机、电源管理模块、锂电池。其中无线数传模块和天线相连，和无线数据集中器进行无线通信；单片机和数字温度传感器相连，采集并发送温度数据；锂电池作为整个测温终端的总电源，给无线数传模块、单片机和数字温度传感器供电；电源管理系统是用来对锂电池的过充或过放进行保护。本实用新型每一个无线数字测温终端安装在系统中每个测温点的位置。

所述的无线数据集中器的主要部件至少包含有2个无线数传模块、2根天线、数字温度传感器、单片机、电源管理模块、外部电源。其中无线数传模块和天线相连，分别和无线数字测温终端、无线温度监测设备进行无线通信；单片机和数字温度传感器相连，采集温度数据且处理无线通信的相应的操作；外电源为各个部件提供安全可靠的工作电源。

所述的无线温度监测设备部件至少包含有带串口的监测计算机、无线数传模块、天线、外电源。其中无线数传模块和天线相连，再通过串口和监测计算机连接，负责和无线数据集中器进行数据通信；外电源为各个部件提供安全可靠的工作电源。

上面这几部分相互连接关系构成了本系统的整体结构框架。

本实用新型进一步解决方案：

1).本实用新型的所有部件都是经过各种试验后才确定的，单片机选用的是低功耗的MSP430F149IPM、无线数传模块选用的是ADF7021-N低功耗窄带收发器、数字温度传感器选用的是DS18B20、通信串行接口芯片选用的是ADM3312EA、电源稳压芯片选用的是SP6205、天线选用是475MHz频段的天线。

2).本实用新型所使用的无线通信频率是470-510Mhz，发射功率50mW，该频段为国家无线电管理局规定的民用无线电计量仪表使用频段。

3).本实用新型的无线数据集中器和无线温度监测设备的外电源设计为开关电源适配器，无线数字测温终端的电源设计为带过充和过放功能的可充电的锂电池。

4).本实用新型的无线数字测温终端采集的温度信息通过无线数据集中器自动转发到监测设备，通过合理规划测温终端和集中器的频率和位置，减少信号盲区，提高系统可靠性。

5).本实用新型的无线数字测温终端的单片机和无线数传模块在非温度采集时间内都是休眠状态，终端的耗电很小，它的内部锂电池充满后，可以连续工作2年以上的时间。

本实用新型的有益效果：

1).本系统结构简单，安装和维护方便。

2).本系统选用了功耗低、精度高的数字温度传感器，大大减少了利用人工或模拟温度传感器测温造成的误差。

3).本系统的无线频段使用的是计量仪表使用频段，无线系统抗干扰能力强，盲区少，可靠性高。

4).本系统实现了数据逐级转发的通信机制，数据传输可靠性和稳定性大幅提高。

5).本系统实现了监测终端的休眠机制，极大降低了系统功耗，监测终端无需外接电源即可长时间可靠有效的工作。