[发明专利]一种基于I2C及单总线技术的地温测量系统

说明书

一种基于I²C及单总线技术的地温测量系统，包括分布式地温测量模块、放大器模块、数据采集卡模块、单片机模块、信息处理模块。所述分布式地温测量模块包括多个温度传感器、多个1‑wire主控制器，每一个温度传感器对应连接一个1‑wire主控制器，组成单组地温测量模块。所述放大器模块包括多个放大器单元，每一个放大器单元对应连接一个地温测量模块的1‑wire主控制器。所述数据采集卡模块包括多个数据采集卡单元，每一个数据采集卡单元对应连接一个放大器单元。所述数据采集卡模块连接单片机模块，单片机模块连接信息处理模块。所述多个1‑wire主控制器连接单片机模块，单片机模块和多个1‑wire主控制器以I²C协议进行通信。本发明提可以将测量的深度扩长到100m左右，大大提高了地温测量的工作范围，对地温场研究有一定的参考价值。

技术领域

本发明涉及地温测量技术领域，具体是一种基于I²C及单总线技术的地温测量系统。

背景技术

地温场是地球物理场一种，能反映地下温度的分布，可以直接通过钻孔温度传感器测量而获得。地温场测量应用广泛，不仅可以应用于地热田的调查，还可以通过对地球物理场的温度分布定位地下矿产及地下水的位置，以解决水文地质、矿产开采、地下水及石油开掘等工程方面的问题。

传统地温测量系统采用模拟温度传感器加信号处理电路测量，并通过A/D转换、寄存器、传输线将信号传递给笔记本电脑进行温度场数值分析，该测量系统有着明显的缺点：信号传输过程中易受到干扰，采集的信号有大量的噪声且测量距离有限，微处理器与传感器仅仅只能相隔几米，无法对深层地温场进行测量，获得的测量数据对地下矿产、水文地质及地下水等分布估量效果欠佳，达不到预期目的。随后的学者提出了大量地温测量的改进方法，其中基于单总线的地温测量系统效果较好，相比于传统的方法，该方法的系统结构简单且可以将测量深度扩大至50米左右，大大增加了系统的测量深度，然而其深度仍然不能满足工程需要，无法很好地反演深层地温场。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，即仪器地温测量深度无法达到理想要求，本发明提供了一种基于I²C及单总线技术的地温测量系统，可以将测量的深度扩长到100m左右，大大提高了地温测量的工作范围，对地温场研究有一定的参考价值。

本发明采取的技术方案为：

一种基于I²C及单总线技术的地温测量系统，包括分布式地温测量模块、放大器模块、数据采集卡模块、单片机模块、信息处理模块。

所述分布式地温测量模块包括多个温度传感器、多个1-wire主控制器，每一个温度传感器对应连接一个1-wire主控制器，组成单组地温测量模块，所述多个温度传感器、多个1-wire主控制器一一对应连接，组成多组地温测量模块；

所述放大器模块包括多个放大器单元，每一个放大器单元对应连接一个地温测量模块的1-wire主控制器；多个放大器单元与多组地温测量模块一一对应连接；

所述数据采集卡模块包括多个数据采集卡单元，每一个数据采集卡单元对应连接一个放大器单元，多个数据采集卡单元与多个放大器单元一一对应连接；

所述数据采集卡模块连接单片机模块，单片机模块连接信息处理模块；

所述多个1-wire主控制器连接单片机模块，单片机模块和多个1-wire主控制器以I²C协议进行通信。

所述温度传感器采用超精度温度传感器MAX31725，并将温度信号以I²C方式传入所述的1-wire主控制器。

所述1-wire主控制器采用maxim公司产品DS28E17I²C至1-wire桥接器件。