[发明专利]一种智能分层实时地温监测仪

权利要求书

1.一种智能分层实时地温监测仪，其特征在于包括仪表盘和地温计竖杆，所述仪表盘的一面连接地温计竖杆，对应面设有设置按键、调整按键、确认按键和若干显示面板，所述仪表盘内部设有采样模块、时钟模块、显示模块、存储模块、SIM卡电路模块、按键模块、电源模块、单片机，所述采样模块、时钟模块、显示模块、存储模块、SIM卡电路模块、按键模块均与单片机信号传输连接，电源模块与采样模块、时钟模块、显示模块、存储模块、SIM卡电路模块、按键模块、单片机的电源输入端连接提供电源，所述显示模块信号连接显示面板，所述地温计竖杆内部设有若干温度传感器，所述温度传感器间隔分布在地温计竖杆内部，所述温度传感器均与单片机信号传输连接。

2.根据权利要求1所述的智能分层实时地温监测仪，其特征在于所述温度传感器设有5个，分别为R1—R5，温度传感器R1—R5上分别连接有接线端子J1A、J2A、J3A、J4A、J5A；

所述单片机为单片机U6，所述单片机U6为单片机IAP15W4K61S4；

所述采样模块包括恒流源芯片U13、U14、U15、U16、U17，运算放大器U1A、U1B、U2A、U2B、U3A，所述恒流源芯片U13的引脚3连接5V电源，引脚2连接电阻R6后连接引脚1，引脚1为恒流源输出引脚，引脚1连接接线端子J1B的引脚2，接线端子J1B的引脚2经过R11后连接运算放大器U1A的输入正端，运算放大器U1A的输出端经R13，R12分压后连接到U1A的输入负端，接线端子J1B引脚1接地，运算放大器U1A的输出端通过电阻R26连接所述单片机U6的引脚P12，接线端子J1B连接所述接线端子J1A；

所述恒流源芯片U14的引脚3连接5V电源，引脚2连接电阻R7后连接引脚1，引脚1为恒流源输出引脚，引脚1连接接线端子J2B的引脚2，接线端子J2B的引脚2经过R14后连接运算放大器U1B的输入正端，运算放大器U1B的输出端经R16，R15分压后连接到U1B的输入负端，接线端子J2B引脚1接地，运算放大器U1B的输出端通过电阻R27连接所述单片机U6的引脚P13，接线端子J2B连接所述接线端子J2A；

所述恒流源芯片U15的引脚3连接5V电源，引脚2连接电阻R8后连接引脚1，引脚1为恒流源输出引脚，引脚1连接接线端子J3B的引脚2，接线端子J3B的引脚2经过R17后连接运算放大器U2A的输入正端，运算放大器U2A的输出端经R19，R18分压后连接到U2A的输入负端，接线端子J3B引脚1接地，运算放大器U2A的输出端通过电阻R28连接所述单片机U6的引脚P14，接线端子J3B连接所述接线端子J3A；

所述恒流源芯片U16的引脚3连接5V电源，引脚2连接电阻R9后连接引脚1，引脚1为恒流源输出引脚，引脚1连接接线端子J4B的引脚2，接线端子J4B的引脚2经过R20后连接运算放大器U2B的输入正端，运算放大器U2B的输出端经R22，R21分压后连接到U2B的输入负端，接线端子J4B接地引脚1，运算放大器U2B的输出端通过电阻R29连接所述单片机U6的引脚P15，接线端子J4B连接所述接线端子J4A；

所述恒流源芯片U17的引脚3连接5V电源，引脚2连接电阻R10后连接引脚1，引脚1为恒流源输出引脚，引脚1连接接线端子J5B的引脚2，接线端子J5B的引脚2经过R23后连接运算放大器U3A的输入正端，运算放大器U3A的输出端经R25，R24分压后连接到U3A的输入负端，接线端子J5B接地引脚1 ，运算放大器U3A的输出端通过电阻R30连接所述单片机U6的引脚P16，接线端子J5B连接所述接线端子J5A；

所述时钟模块包括时钟芯片U5、晶振X1、偏置电阻R72-R74和电池BT1，所述时钟芯片U5为芯片DS1302，时钟芯片U5的引脚1连接5V电源，引脚2连接晶振X1的一个引脚，引脚3连接晶振X1的另一个引脚，引脚4接地，偏置电阻R72-R74分别连接在引脚7-5与电源之间，引脚5-7分别连接单片机U6的引脚P52，P53，P24，电池BT1连接在引脚4和引脚8之间;

所述显示模块包括驱动芯片U9、U10、U11、U12和数码管LED1～LED5，所述驱动芯片U9、U10、U11、U12均为芯片74LS07，所述驱动芯片U9、U10、U11、U12内部均包括6组反向驱动器，驱动芯片U9包括反向驱动器U9A、U9B、U9C、U9D、U9E、U9F，反向驱动器U9A、U9B、U9C、U9D、U9E、U9F的输入引脚分别通过电阻R48-R53连接单片机U6的引脚P46、P45、P27、P26、P25、P23，反向驱动器U9A、U9B、U9C、U9D、U9E、U9F的输出引脚分别连接数码管LED1的引脚CE1～CE4、数码管LED2的引脚CE1～CE2，驱动芯片U10包括反向驱动器U10A、U10B、U10C、U10D、U10E、U10F，反向驱动器U10A、U10B、U10C、U10D、U10E、U10F的输入引脚分别通过电阻R54-R59连接单片机U6的引脚P22、P21、P20、P44、P43、P42，反向驱动器U10A、U10B、U10C、U10D、U10E、U10F的输出引脚分别连接数码管LED2的引脚CE3～CE4、数码管LED3的引脚CE1～CE4，驱动芯片U11包括反向驱动器U11A、U11B、U11C、U11D、U11E、U11F，反向驱动器U11A、U11B、U11C、U11D、U11E、U11F的输入引脚分别通过电阻R60-R65连接单片机U6的引脚P41、P37、P36、P35、P34、P33，反向驱动器U11A、U11B、U11C、U11D、U11E、U11F的输出引脚分别连接数码管LED4引脚CE1～CE4、数码管LED5的引脚CE1～CE2，驱动芯片U11包括反向驱动器U12A、U12B，反向驱动器U12A、U12B的输入引脚分别通过电阻R66-R67连接单片机U6的引脚P32、P40，反向驱动器U12A、U12B的输出引脚分别连接数码管LED5的引脚CE3～CE4，数码管LED1-LED5的段码同名端，分别为引脚DP、A、B、C、D、E、F、G分别通过限流电阻R31-R38连接至单片机U6的引脚P07-P00；

所述存储模块包括芯片U7，所述芯片U7为芯片AT24C04，芯片U7的引脚1-4接地，引脚5连接单片机U6的引脚P54，引脚6连接单片机U6的引脚P55，引脚7连接GND，引脚8连接5V电源；

SIM卡电路模块包括SIM卡和偏置电阻R39-R40，SIM卡的引脚RXD连接单片机U6的TXD2，TXD连接单片机U6的RXD2，引脚2-3分别连接偏置电阻R40、R39，引脚1接地，引脚4接5V电源；

按键模块包括按键K1-K3，分别为设置按键K1、调整按键K2、确认按键K3，按键K1-K3的一端接后连接单片机U6的引脚P17，R75为P17的上拉电阻；

电源模块包括蓄电池BT2、电源处理芯片U4、二极管D1、滤波电感L1、电容C11-C15、高精度稳压器U8，所述芯片U4为芯片MC34063，所述芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D1的负极，另一路通过电阻R69连接芯片U4的引脚1，二极管D6的正极通过电源开关S1连接蓄电池BT2的正极端向电源处理模块供电，引脚7和8连接引脚1，电容C11、C12的正极端分别连接在二极管D1的两侧，负极端接地，芯片U4的引脚4接地，引脚3通过电容C13接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U8的电压输入端，二极管D2反接在引脚2和接地端，串接的电阻R70、R71与电容C14、C15并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R70和电阻R71之间，高精度稳压器U8的输出端连接5V电源，电容C16并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端。