一種新型紅外測(cè)溫模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬非接觸式溫度測(cè)量領(lǐng)域，具體地涉及一種新型紅外測(cè)溫模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)中，設(shè)備的溫度在一定程度上能反映出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，特別是煤礦生產(chǎn)中的大型設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。例如，洗煤廠的許多設(shè)備均是常年24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，震動(dòng)比較劇烈，人員靠近檢測(cè)比較危險(xiǎn)也不易測(cè)量。要實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備健康狀況的點(diǎn)檢監(jiān)測(cè)控制需采集包括溫度在內(nèi)的各種環(huán)境參數(shù)。
[0003]傳統(tǒng)的接觸式溫度傳感器需與被測(cè)設(shè)備進(jìn)行充分的熱交換，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后才可能達(dá)到熱平衡，存在著延遲現(xiàn)象，且與振動(dòng)劇烈的設(shè)備或比較隱蔽的設(shè)備不能有效的接觸，存在一定的局限性。深圳市海貝爾電子有限公司推出的HBIR系列紅外溫度探頭，使用方便，反應(yīng)速度快，靈敏度高，測(cè)溫范圍廣，可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)非接觸連續(xù)測(cè)量。
[0004]由于傳統(tǒng)接觸式溫度傳感器存在較大延時(shí)，非接觸式溫度測(cè)量成為工程測(cè)量的重要研究方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型紅外測(cè)溫模塊；本發(fā)明非接觸式溫度測(cè)量，能夠迅速準(zhǔn)確的獲取設(shè)備的溫度，同時(shí)為整個(gè)點(diǎn)檢系統(tǒng)提供可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗煤廠振動(dòng)劇烈或安裝較隱蔽的設(shè)備溫度的測(cè)量。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0007]本發(fā)明一種新型紅外測(cè)溫模塊，包括MCU控制模塊；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是:所述MCU控制模塊輸入端連接紅外溫度傳感器，其中MCU控制模塊的Pl.7 口連接紅外溫度傳感器的CS端口，MCU控制模塊的P0.1 口連接紅外溫度傳感器的DATA端口，MCU控制模塊的Pl.3 口連接紅外溫度傳感器的CLK端口 ；所述MCU控制模塊的輸出端通過(guò)串口線(xiàn)連接溫度數(shù)據(jù)顯示模塊。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述MCU控制模塊采用CC2430，所述CC2430具有8位MCU、128KB可編程閃存和8 KB的RAM，21個(gè)可編程I/O引腳。
[0009]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述紅外溫度傳感器采用HBIR0810，所述HBIR0810由金屬外殼、光學(xué)部件、專(zhuān)用集成電路(ASIC)和微控制器(MCU)組成。
[0010]本發(fā)明的有益效果是。
[0011]本發(fā)明提供了一種新型紅外測(cè)溫模塊，包括紅外溫度傳感器HBIR0810、單片機(jī)CC2430 ;其中從硬件和軟件兩個(gè)方面出發(fā)，所述單片機(jī)CC2430控制的非接觸式測(cè)溫模塊的電路連接、通信協(xié)議和軟件設(shè)計(jì)的具體流程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此模塊的有效性，并且利用此模塊成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗煤廠振動(dòng)劇烈或安裝較隱蔽的設(shè)備溫度的測(cè)量。
[0012]本發(fā)明利用單片CC2430模擬三線(xiàn)SPI與HBIR0810紅外溫度探頭的SPI相連，利用Modbus協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的設(shè)置和傳輸，通過(guò)串口查看相關(guān)數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)洗煤廠關(guān)鍵設(shè)備溫度的在線(xiàn)檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明一種新型紅外測(cè)溫模塊的電路連接框圖。
[0014]圖2是本發(fā)明一種新型紅外測(cè)溫模塊的數(shù)據(jù)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，為本發(fā)明一種新型紅外測(cè)溫模塊的電路連接框圖。圖中，包括MCU控制模塊；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是:所述MCU控制模塊輸入端連接紅外溫度傳感器，其中MCU控制模塊的Pl.7 口連接紅外溫度傳感器的CS端口，MCU控制模塊的P0.1 口連接紅外溫度傳感器的DATA端口，MCU控制模塊的Pl.3 口連接紅外溫度傳感器的CLK端口 ；所述MCU控制模塊的輸出端通過(guò)串口線(xiàn)連接溫度數(shù)據(jù)顯示模塊。
[0016]本發(fā)明所述紅外溫度傳感器采用HBIR系列工業(yè)級(jí)在線(xiàn)式紅外測(cè)溫探頭溫度傳感器HBIR0810。HBIR系列由金屬外殼、光學(xué)部件、專(zhuān)用集成電路(ASIC)和微控制器(MCU)組成。具有先進(jìn)的全數(shù)字化設(shè)計(jì)，多種模擬和數(shù)字信號(hào)輸出方式，低誤差，高精度，短響應(yīng)，大量程，易安裝等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)避免了與被測(cè)對(duì)象的直接接觸、測(cè)量延時(shí)，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。同時(shí)，HBIR系列提供多種距離系數(shù)比3:1、5:1、8:1、10:1、12:1、30:1、50:1等，大大提高了測(cè)量精度、測(cè)量距離，避免了輸出不穩(wěn)定現(xiàn)象。本發(fā)明定制了同步串口通訊模式SPI，0~200° C量程，0.1° (:分辨率，8:1距離系數(shù)比，+3.3￥0(:電壓值等參數(shù)的耶11?0810紅外溫度傳感器。
[0017]所述MCU控制模塊采用CC2430 ;所述CC2430是一個(gè)8位MCU，128KB可編程閃存和8KB的RAM，21個(gè)可編程I/O引腳等豐富片上外設(shè)，并滿(mǎn)足以ZigBee為基礎(chǔ)的2.4GHzISM波段應(yīng)用要求的CC2430，便于本發(fā)明整個(gè)點(diǎn)檢系統(tǒng)的建立和擴(kuò)展。
[0018]本發(fā)明利用CC2430模擬三線(xiàn)SPI傳輸模式通過(guò)ModBus協(xié)議向紅外溫度傳感器發(fā)送請(qǐng)求，等待紅外溫度傳感器做出回應(yīng)，所述CC2430對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別并處理，通過(guò)串口傳至PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)查看。外接+3.3V電源，電路連接簡(jiǎn)單無(wú)需外圍器件。所述CC2430內(nèi)部SPI為四線(xiàn)模式(CS MISO MOSI CLK)，紅外溫度傳感器是三線(xiàn)模式(CS DATA CLK)，無(wú)法直接連接，本發(fā)明采用通用I/O模擬三線(xiàn)SPI，設(shè)置端口 Pl.3為DATA數(shù)據(jù)發(fā)送接收端口，Pl.7為CS主從設(shè)備的選擇，Pl.3為CLK時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與傳感器的連接。
[0019]本發(fā)明紅外溫度傳感器通訊協(xié)議采用ModBus協(xié)議RTU (遠(yuǎn)程終端單元)模式，每個(gè)Sbit字節(jié)包含2個(gè)4bit的十六進(jìn)制字符。數(shù)據(jù)的傳輸需嚴(yán)格按照該協(xié)議的幀格式進(jìn)行。所述Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言，通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)和其它設(shè)備之間可以通信；它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式，控制器根據(jù)從設(shè)備地址，識(shí)別發(fā)來(lái)的消息幀，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。在數(shù)據(jù)傳輸中，ModBus協(xié)議在發(fā)送幀信息之前先發(fā)送1~4個(gè)字節(jié)FEH ；MCU在發(fā)送幀信息之前置CS為高，等待接收模塊數(shù)據(jù)時(shí)置CS為低；MCU置CS為高，等待約6ms，發(fā)送相應(yīng)請(qǐng)求，再將CS置低，模塊回應(yīng)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)；如果運(yùn)行中如果CS —直為低，模塊約每300ms向外輸出一組數(shù)據(jù)。用戶(hù)可根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)分析得到相應(yīng)溫度值。需注意所有數(shù)據(jù)項(xiàng)都先傳送低位字節(jié)，后傳送高位字節(jié)；每次通信都由主機(jī)發(fā)送命令幀開(kāi)始，被請(qǐng)求的從機(jī)根據(jù)控制碼作出響應(yīng)。
[0020] 如圖2所示，為本發(fā)明一種新型紅外測(cè)溫模塊的數(shù)據(jù)流程圖。其中，所述系統(tǒng)的初始化包括主控制器CC2430系統(tǒng)時(shí)鐘，I/O 口模擬3線(xiàn)SPI，計(jì)數(shù)器和串口等設(shè)置和紅外HBIR0810的波特率、ID、響應(yīng)時(shí)間、輻射率相關(guān)參數(shù)設(shè)置兩部分；初始化之后，MCU將向從設(shè)備溫度傳感器發(fā)送請(qǐng)求命令，等待從設(shè)備作答，MCU接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，在溫度數(shù)據(jù)顯示模塊PC機(jī)上顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型紅外測(cè)溫模塊，包括MCU控制模塊；其特征在于:所述MCU控制模塊輸入端連接紅外溫度傳感器，其中MCU控制模塊的Pl.7 口連接紅外溫度傳感器的CS端口，MCU控制模塊的P0.1 口連接紅外溫度傳感器的DATA端口，MCU控制模塊的Pl.3 口連接紅外溫度傳感器的CLK端口 ；所述MCU控制模塊的輸出端通過(guò)串口線(xiàn)連接溫度數(shù)據(jù)顯示模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的一種新型紅外測(cè)溫模塊，其特征在于:所述MCU控制模塊采用CC2430，所述CC2430具有8位MCU、128KB可編程閃存和8 KB的RAM，21個(gè)可編程I/O引腳。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的一種新型紅外測(cè)溫模塊，其特征在于:所述紅外溫度傳感器采用HBIR0810，所述HBIR0810由金屬外殼、光學(xué)部件、專(zhuān)用集成電路(ASIC)和微控制器(MCU)組成。
【專(zhuān)利摘要】一種新型紅外測(cè)溫模塊。本發(fā)明非接觸式溫度測(cè)量，能夠迅速準(zhǔn)確的獲取設(shè)備的溫度，同時(shí)為整個(gè)點(diǎn)檢系統(tǒng)提供可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗煤廠振動(dòng)劇烈或安裝較隱蔽的設(shè)備溫度的測(cè)量。本發(fā)明包括MCU控制模塊；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述MCU控制模塊輸入端連接紅外溫度傳感器，其中MCU控制模塊的P1.7口連接紅外溫度傳感器的CS端口，MCU控制模塊的P0.1口連接紅外溫度傳感器的DATA端口，MCU控制模塊的P1.3口連接紅外溫度傳感器的CLK端口；所述MCU控制模塊的輸出端通過(guò)串口線(xiàn)連接溫度數(shù)據(jù)顯示模塊。
【IPC分類(lèi)】G01J5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105628209
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410618935
【發(fā)明人】李曉波
【申請(qǐng)人】李曉波
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年11月6日