專利名稱：一種無線實時溫度監(jiān)測記錄方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線實時溫度監(jiān)測記錄裝置，可以實現(xiàn)低溫冷凍貨物的自動 溫度檢測，屬于無線傳感器技術領域。
技術背景目前各種低溫冷凍貨物溫度監(jiān)測使用的設備，均采用簡單的溫度計設備。也 就說，只能顯示當前的溫度，而不能自動記錄整個運輸和倉儲過程中的溫度，也 不能將溫度記錄通過無線的方式傳輸?shù)诫娔X中去，上述設備都存在著溫度信息無 法保存和傳輸?shù)娜毕荨?發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種工作穩(wěn)定，無線數(shù)據傳輸?shù)膶崟r溫度監(jiān)測記錄方法。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術方案是提供一種無線實時溫度監(jiān)測記錄方 法，其特征在于，其方法為第一步，將溫度監(jiān)測記錄器安裝在需要監(jiān)測溫度的低溫冷凍貨物箱上，每個溫 度監(jiān)測記錄器都有用以識別不同的貨物的唯一固定的2字節(jié)長度的機 號，無線數(shù)據接收器裝置分別安裝在冷凍倉庫的各個出入口，無線數(shù) 據接收器裝置和電腦通過網絡連接，每個無線數(shù)據接收器也有唯一的通訊地址，用于確定所安裝的不同出入口； 第二步，使用C語言，編制程序，運行在電腦上；第三步，溫度監(jiān)測記錄器間隔五秒鐘采集一次當前溫度記錄并保存，然后通過 無線射頻方式發(fā)送一次信息，當安裝有溫度監(jiān)測記錄器的低溫冷凍貨 物箱，經過安裝有無線數(shù)據接收器的倉庫出入口時，無線數(shù)據接收器 接收到溫度監(jiān)測記錄器發(fā)來的信息后，通過無線方式發(fā)送要求溫度監(jiān) 測記錄器上傳溫度記錄的命令；第四步，溫度監(jiān)測記錄器接收到無線數(shù)據接收器發(fā)來的數(shù)據上傳命令信息后，把存儲的所有溫度記錄信息發(fā)送到無線數(shù)據接收器； 第五步，無線數(shù)據接收器接收到的全部溫度記錄信息，將通過有線方式，傳送到 電腦主機。所述的溫度監(jiān)測記錄器裝置由天線、無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、 數(shù)據處理單元、溫度傳感器、數(shù)據存儲單元和電池組成，數(shù)據處理單元分別與溫 度傳感器、無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、數(shù)據存儲單元和電池連接，無 線射頻Radio Frequency收發(fā)單元與天線連接，電池分別與無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、溫度傳感器和數(shù)據存儲單元連接。所述的無線數(shù)據接收器裝置由天線模塊、無線射頻Radio Frequency收發(fā)單 元、數(shù)據處理單元、數(shù)據存儲單元、實時時鐘單元、電源管理單元和RS485通訊 接口單元組成，數(shù)據處理單元分別與無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、數(shù)據 存儲單元、實時時鐘單元、電源管理單元和RS485通訊接口單元連接，無線射頻 Radio Frequency收發(fā)單元與天線模塊連接，電源管理單元和RS485通訊接口單 元連接，無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元與天線連接，電源管理單元分別與 無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、數(shù)據存儲單元、實時時鐘單元和RS485 通訊接口單元連接。本發(fā)明的溫度監(jiān)測記錄器安裝在需要監(jiān)測溫度的低溫冷凍貨物箱上，無線數(shù) 據接收器設于倉庫的出入口，安裝有溫度監(jiān)測記錄器的低溫冷凍貨物箱在運輸?shù)?過程中，溫度傳感器每隔一段時間采集一次當前溫度數(shù)據，并保存在存儲單元中， 當溫度監(jiān)測記錄器通過倉庫出入口時，出入口旁邊安裝的內部同樣有2. 4GHz無 線射頻模塊的無線數(shù)據接收器通過無線射頻通訊方式收到溫度監(jiān)測記錄器所發(fā) 送的溫度記錄信息，無線數(shù)據接收器同時將溫度記錄信息保存并通過RS485通訊 接口將溫度記錄信息上傳至監(jiān)測和數(shù)據管理中心的電腦上。本發(fā)明的優(yōu)點是使安裝有溫度監(jiān)測記錄器的低溫冷凍貨物箱通過安裝有無 線數(shù)據接收器的倉庫出入口通道時，運輸過程中的溫度記錄實時完成傳輸，使得 低溫冷凍貨物在傳輸過程中的溫度控制與監(jiān)測的方便性明顯提高。


圖1為一種無線實時溫度監(jiān)測記錄裝置；圖2為一種溫度監(jiān)測記錄器結構示意圖； 圖3為溫度監(jiān)測記錄器數(shù)據處理單元示意圖； 圖4為無線數(shù)據接收器示意圖； 圖5為無線數(shù)據接收器數(shù)據處理單元示意圖； 圖6為溫度監(jiān)測記錄器通訊示意圖； 圖7為無線數(shù)據接收器通訊示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。 實施例如圖1所示，為一種無線實時溫度監(jiān)測系統(tǒng)結構示意圖， 一種無線實時溫度 監(jiān)測記錄裝置由溫度監(jiān)測記錄器和無線數(shù)據接收器組成，溫度監(jiān)測記錄器安裝在 需要監(jiān)測溫度的低溫冷凍貨物箱上，無線數(shù)據接收器設于倉庫的出入口，每個無 線數(shù)據接收器和電腦通過網絡連接。如圖2所示，為溫度監(jiān)測記錄器結構示意圖，所述的溫度監(jiān)測記錄器裝置由 天線、無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、數(shù)據處理單元、溫度傳感器、存儲 單元和電池組成，數(shù)據處理單元分別與溫度傳感器、無線射頻Radio Frequency 收發(fā)單元、存儲單元和電池連接，無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元與天線連 接，電池分別與無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、溫度傳感器和數(shù)據存儲單 元連接。天線屬于印刷偶極子天線，該天線具有尺寸小、易于電路集成等特點，該天 線工作頻率為2.4GHz，帶寬450MHz，天線整體大小為20*1. 5腿；本發(fā)明采用電池供電方式，因此電池使用壽命對于產品的實際應用起到關鍵 的作用，通過電源管理單元，將使得系統(tǒng)的大部分時間處于休眠狀態(tài)。每隔5 秒自動喚醒后采集一次溫度數(shù)據，并且發(fā)送2. 4GHz無線射頻信號后接受無線數(shù) 據接收器的應答，如果有應答，則上傳數(shù)據，工作結束后立即切換到休眠狀態(tài)。溫度監(jiān)測記錄器RF收發(fā)單元采用了調制方式為GFSK的2. 4GHz芯片，主要 技術特點如下-(1) GFSK調制/解調方式；(2) 數(shù)據傳輸速率可設置為250k-lMb/s;(3) 所需外圍元件極少；(4) 芯片內可校準電壓為1.9 —3. 6V;該芯片在2. 4GHz ISM頻段通信，即使很靠近無線局域網(WLAN)、藍牙和微波 爐也能提供清晰、可靠的通信，250k-lM Mbps數(shù)據速率使它的數(shù)據傳輸時間、 等待時間縮短并減小了干擾，增加了電池壽命，該芯片提供完整的2. 4GHz無線 電解決方案。如圖3所示，為溫度監(jiān)測記錄器數(shù)據處理單元示意圖，所述的溫度監(jiān)測記錄 器數(shù)據處理單元由數(shù)據處理芯片、系統(tǒng)晶振、程序下載接口、數(shù)據接口和復位單 元組成，數(shù)據處理芯片分別與系統(tǒng)晶振、程序下載接口、數(shù)據接口和復位單元連 接。溫度監(jiān)測記錄器數(shù)據處理單元使用的微處理器為美國TI公司的MSP430F123 單片機，具有強大處理能力的MSP430單片機是一個16位的單片機，采用了精 簡指令集(RISC)結構，具有豐富的尋址方式(7種源操作數(shù)尋址、4種目的 操作數(shù)尋址)、簡潔的27條內核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及 片內數(shù)據存儲器都可參加多種運算；還有高效的査表處理指令；有較高的處理速 度，在8MHz晶體驅動下指令周期為125 ns ，這些特點保證了可編制出高效率 的源程序。在運算速度方面，MSP430單片機能在8MHz晶體的驅動下，實現(xiàn)125ns的 指令周期。16位的數(shù)據寬度、125ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能 實現(xiàn)乘加)相配合，能實現(xiàn)數(shù)字信號處理的某些算法。MSP430系列單片機的中 斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時靈活方便。當系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時， 用中斷請求將它喚醒只用6ps 。超低功耗的MSP430單片機之所以有超低的功 耗，是因為其在降低芯片的電源電壓及靈活而可控的運行時鐘方面都有其獨到之 處。主要技術特點如下(1) 低工作電壓范圍1.8 V —3.6 V;(2) 超低功耗活動模式200 "A at 1 MHz， 2.2 V;待機模式0.7UA;關閉(RAM Retention): 0. 1pA;(3) 超快1 u s內從待機模式喚醒；(4) 16-Bit RISC指令體系，65ns指令周期；(5) 基本時鐘模塊結構 —內部頻率高達16MHz 一 32-kHz晶體振蕩器 一高頻晶振可達16MHz —共振器一外部時鐘源；(6) 16-Bit Timer_A (帶3捕獲/比較寄存器)；(7) 片內比較器，可用于模擬信號比較或可用于斜邊A/D轉換；(8) 串行在線編程，無需外部編程電壓，可編程的安全熔絲代碼保護。 如圖4所示，為一種無線數(shù)據接收器裝置結構示意圖，所述的無線數(shù)據接收器裝置由天線模塊、無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、數(shù)據處理單元、數(shù)據 存儲單元、實時時鐘單元、電源管理單元和RS485通訊接口單元組成，數(shù)據處理 單元分別與無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、數(shù)據存儲單元、實時時鐘單元、 電源管理單元和RS485通訊接口單元連接，無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元 與天線模塊連接，電源管理單元分別與無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、數(shù) 據存儲單元、實時時鐘單元和RS485通訊接口單元連接。天線模塊是由微帶天線和PCB板組成，該天線具有低剖面、易于電路集成等 特點。主要技術特點如下(1)該天線工作頻率為2.4GHz,帶寬400MHz,天線大小為35*40*1. 5 ■;(1) PCB板采用的是聚四氟乙烯高頻板，此PCB板具有低介電常數(shù)、高Q 值等特點；(2) 最終設計的天線增益可達到5dBi，極化形式為垂直極化，水平面、垂 直面3dB波瓣寬度在65度_70度之間，前后比可大于16dB。RF收發(fā)單元采用了調制方式為GFSK的2. 4GHz芯片，主要技術特點如下(1) GFSK調制/解調方式；(2) 數(shù)據傳輸速率可設置為250k-lMb/s;(3) 所需外圍元件極少；(4) 芯片內可校準電壓為1.9一3.6V。該芯片在2. 4GHz ISM頻段通信，即使很靠近無線局域網(WLAN)、藍牙和微波 爐也能提供清晰、可靠的通信，250k-1M Mbps數(shù)據速率使它的數(shù)據傳輸時間、 等待時間縮短并減小了干擾，增加了電池壽命，該芯片提供完整的2. 4GHz無線 電解決方案。RS485通訊接口單元由RS485接口、抗干擾模塊、通訊芯片，光耦隔離芯片 組成，通訊芯片與數(shù)據處理單元連接。如圖5所示，為無線數(shù)據接收器數(shù)據處理單元示意圖，所述的無線數(shù)據接收 器單元由數(shù)據處理芯片、系統(tǒng)晶振、程序下載接口、數(shù)據接口和復位單元、實時 時鐘晶振和上拉電阻組成，數(shù)據處理芯片分別與系統(tǒng)晶振、程序下載接口、數(shù)據 接口、復位單元、實時時鐘晶振和上拉電阻連接。數(shù)據處理芯片與溫度監(jiān)測記錄裝置一樣為TI公司的MSP430系列單片機， 型號是MSP430F169，具有強大處理能力的MSP430單片機是一個16位的單片機， 采用了精簡指令集(RISC)結構，具有豐富的尋址方式(7種源操作數(shù)尋址、4 種目的操作數(shù)尋址)、簡潔的27條內核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存 器以及片內數(shù)據存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令；有較高的 處理速度，在8MHz晶體驅動下指令周期為125 ns 。這些特點保證了可編制出 高效率的源程序。如圖6、圖7所示，為本發(fā)明通訊流程圖，使用C語言，編制程序，運行在 電腦上，分別對應溫度監(jiān)測記錄器和無線數(shù)據接收器，在運輸中使用時，溫度監(jiān) 測記錄器安裝在需要監(jiān)測溫度的低溫冷凍貨物箱上，每個溫度監(jiān)測記錄器都有唯 一固定的2字節(jié)長度的機號，用以識別不同的貨物。無線數(shù)據接收器裝置分別安 裝在冷凍倉庫的各個出入口，無線數(shù)據接收器裝置和電腦通過網絡連接，每個無 線數(shù)據接收器也有唯一的通訊地址，用于確定所安裝的不同出入口。溫度監(jiān)測記錄器間隔五秒鐘采集一次當前溫度記錄并保存，然后通過無線射頻方式發(fā)送一次 信息，當安裝有溫度監(jiān)測記錄器的低溫冷凍貨物箱，經過安裝有無線數(shù)據接收 器的倉庫出入口，無線數(shù)據接收器接收到溫度監(jiān)測記錄器發(fā)來的信息后，通過無 線方式發(fā)送要求溫度監(jiān)測記錄器上傳溫度記錄的命令。溫度監(jiān)測記錄器接收 到無線數(shù)據接收器發(fā)來的數(shù)據上傳命令信息后，把存儲的所有溫度記錄信息發(fā)送 到無線數(shù)據接收器。無線數(shù)據接收器接收到的全部溫度記錄信息，將通過有線方 式，傳送到電腦主機。
權利要求
1.一種無線實時溫度監(jiān)測記錄方法，其特征在于，其方法為第一步，將溫度監(jiān)測記錄器安裝在需要監(jiān)測溫度的低溫冷凍貨物箱上，每個溫度監(jiān)測記錄器都有用以識別不同的貨物的唯一固定的2字節(jié)長度的機號，無線數(shù)據接收器裝置分別安裝在冷凍倉庫的各個出入口，無線數(shù)據接收器裝置和電腦通過網絡連接，每個無線數(shù)據接收器也有唯一的通訊地址，用于確定所安裝的不同出入口；第二步，使用C語言，編制程序，運行在電腦上；第三步，溫度監(jiān)測記錄器間隔五秒鐘采集一次當前溫度記錄并保存，然后通過無線射頻方式發(fā)送一次信息，當安裝有溫度監(jiān)測記錄器的低溫冷凍貨物箱，經過安裝有無線數(shù)據接收器的倉庫出入口，無線數(shù)據接收器接收到溫度監(jiān)測記錄器發(fā)來的信息后，通過無線方式發(fā)送要求溫度監(jiān)測記錄器上傳溫度記錄的命令；第四步，溫度監(jiān)測記錄器接收到無線數(shù)據接收器發(fā)來的數(shù)據上傳命令信息后，把存儲的所有溫度記錄信息發(fā)送到無線數(shù)據接收器；第五步，無線數(shù)據接收器接收到的全部溫度記錄信息，將通過有線方式，傳送到電腦主機。
2. 根據權利要求1所述的一種無線實時溫度監(jiān)測記錄方法，其特征在于，所 述的溫度監(jiān)測記錄器裝置由天線、無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、 數(shù)據處理單元、溫度傳感器、存儲單元和電池組成，數(shù)據處理單元分別與 溫度傳感器、無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、存儲單元和電池連接， 無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元與天線連接，電池分別與無線射頻 Radio Frequency收發(fā)單元、溫度傳感器和數(shù)據存儲單元連接。
3. 根據權利要求2所述的一種無線實時溫度監(jiān)測記錄方法，其特征在于，所 述的數(shù)據處理單元由數(shù)據處理芯片、系統(tǒng)晶振、程序下載接口、數(shù)據接口 和復位單元組成，數(shù)據處理芯片分別與系統(tǒng)晶振、程序下載接口、數(shù)據接 口和復位單元連接。
4. 根據權利要求1所述的一種無線實時溫度監(jiān)測記錄方法，其特征在于，所 述的無線數(shù)據接收器裝置由天線模塊、無線射頻Radio Frequency收發(fā)單、 數(shù)據處理單元、數(shù)據存儲單元、實時時鐘單元、電源管理單元和RS485通 訊接口單元組成，數(shù)據處理單元分別與無線射頻Radio Frequency收發(fā)單 元、數(shù)據存儲單元、實時時鐘單元、電源管理單元和RS485通訊接口單元 連接，無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元與天線模塊連接，電源管理單 元分別與無線射頻Radio Frequency收發(fā)單元、數(shù)據存儲單元、實時時鐘 單元和RS485通訊接口單元連接。
5. 根據權利要求4所述的一種無線實時溫度監(jiān)測記錄方法，其特征在于，所 述的無線數(shù)據接收器數(shù)據處理單元由數(shù)據處理芯片、系統(tǒng)晶振、程序下載 接口、數(shù)據接口和復位單元、實時時鐘晶振和上拉電阻組成，數(shù)據處理芯 片分別與系統(tǒng)晶振、程序下載接口、數(shù)據接口、復位單元、實時時鐘晶振 和上拉電阻連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線實時溫度監(jiān)測記錄方法，其特征在于，將溫度監(jiān)測記錄器安裝在需要監(jiān)測溫度的低溫冷凍貨物箱上，將無線數(shù)據接收器設于倉庫的出入口，每個無線數(shù)據接收器和電腦通過網絡連接。當安裝有溫度監(jiān)測記錄器的低溫冷凍貨物箱通過安裝有無線數(shù)據接收器的倉庫出入口通道時，運輸過程中的溫度記錄實時完成傳輸，本發(fā)明的優(yōu)點是使得低溫冷凍貨物在傳輸過程中的溫度控制與監(jiān)測的方便性明顯提高。
文檔編號G01K1/00GK101308044SQ20081003938
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月23日 優(yōu)先權日2008年6月23日
發(fā)明者曹穎晶, 沈思宇, 王建華, 鈞 馬 申請人:上海軼龍應用軟件開發(fā)有限公司