阅读说明：本技术 一种测温采集器及测温监控方法 (Temperature measurement collector and temperature measurement monitoring method ) 是由 祖贵东 陈辉 邹峰 潘博 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种测温采集器及测温监控方法,包括上壳(4)、主板(5)、电池(7)、天线(9)、进线端(20)、下壳(12),上壳(4)和下壳(12)将各个部件密封安装在其内部,并由电池(7)进行独立供电,其中,进线端(20)用于连接若干条测温线缆,每条测温线缆上设置有分布于待测温区域内的若干个测温传感器；主板(5)上设置ZigBee模块来与外部控制端进行连接,接收控制指令、数据参数进行工作,并向外无线传输温度采集数据。本发明测温采集器及测温监控方法,可实现通信距离500米以上,至少支持40个测温点的温度采集,可设置温度上报周期,采集的温度变化量超过预警值或粮食温度过高时都会触发粮温报警,从而实现粮情监控的自动化。(The invention discloses a temperature measurement collector and a temperature measurement monitoring method, which comprise an upper shell (4), a main board (5), a battery (7), an antenna (9), a wire inlet end (20) and a lower shell (12), wherein each component is hermetically installed in the upper shell (4) and the lower shell (12), and is independently powered by the battery (7), the wire inlet end (20) is used for connecting a plurality of temperature measurement cables, and each temperature measurement cable is provided with a plurality of temperature measurement sensors distributed in a temperature measurement area; set up the zigBee module on mainboard (5) and come to be connected with external control end, receive control command, data parameter and carry out work to outside wireless transmission temperature data collection. The temperature measurement collector and the temperature measurement monitoring method can realize the communication distance of more than 500 meters, at least support the temperature collection of 40 temperature measurement points, can set the temperature reporting period, and can trigger the grain temperature alarm when the collected temperature variation exceeds the early warning value or the grain temperature is too high, thereby realizing the automation of grain condition monitoring.)

一种测温采集器及测温监控方法

技术领域

本发明涉及一种测温采集器及测温监控方法。

背景技术

传统的温度数据采集方式多为人工采集或有线采集，节点一般釆用有线连接方式，布线繁琐，扩展性和可移植性较差，尤其对于像粮仓这样的广阔空间环境中的温度釆集,如果釆用有线方式，其成本和功耗都比较高，存在安装困难、维护困难的问题，并且在使用时对环境要求较高。

中国专利201621431605.7，记载了一种基于DS18B20的多点测温采集仪，由单片机控制系统、电源管理电路、单总线驱动器、存储单元、通道片选板和通信电路构成，电源管理电路、存储单元和通信电路连接单片机控制系统，单片机控制系统连接单总线驱动器，单总线驱动器连接通道片选板，通道片选板连接温度传感器DS18B20。

该多点测温采集仪仍然是采用串并联的有线连接形式，解决了现场温度传感器采集的部分问题，降低了温度传感器采集的部分成本。但是其整体仍然存在布线难、维护难、成本和功耗都比较高等问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种使用方便、成本低、功耗小的测温采集器，本发明的另一个目的是提供一种实施上述测温采集器的测温监控方法。

为实现上述目的，本发明一种测温采集器，包括上壳4、主板5、电池7、天线9、进线端20、下壳12，上壳4和下壳12将各个部件密封安装在其内部，并由电池7进行独立供电，其中，进线端20用于连接若干条测温线缆，每条测温线缆上设置有分布于待测温区域内的若干个测温传感器；主板5上设置 ZigBee模块来与外部控制端进行连接，接收控制指令、数据参数进行工作，并向外无线传输温度采集数据。

进一步，所述天线9通过SMA座30与所述主板5相互连接，所述上壳4 上设置有一体制成的上固定座31，上固定座31包括由加强栅板32形成的基座以及由其延伸形成的半圆柱型内凹上固定口43，上固定口的端面上设置有定位凹槽33；所述下壳12上设置有一体制成的下固定座42，下固定座42包括由加强栅板32形成的基座以及由其延伸形成的半圆柱型内凹下固定口44，下固定口的端面上设置有定位柱34；所述上壳4与下壳12压合后，定位柱34与定位凹槽33相互定位，使得所述上固定口与下固定口整体形成固定口，所述天线9的外端将固定在所述固定口内。

进一步，所述上壳4的上侧边设置有凸出的第一安装部35，第一安装部 35上设置有第一通孔36，所述SMA座30穿过第一通孔36后固定安装于所述上壳4的上侧边上；所述下壳12相对位置设置有第一凹槽37，所述第一安装部35与第一凹槽37相互配合定位安装固定。

进一步，所述上壳4的下侧边设置有凸出的第二安装部38，第二安装部 38上设置有第二通孔39，所述进线端20穿过第二通孔39后固定安装于所述上壳4的下侧边上；所述下壳12相对位置设置有第二凹槽40，所述第二安装部38与第二凹槽40相互配合定位安装固定。

进一步，所述电池7和主板5并排固定安装在所述上壳4上，所述电池7 安装在电池盒6内、并通过两个电池固定件15固定安装在所述上壳4上，电池固定件15包括内凹的固定腔以及设置在其两侧的螺钉固定支耳28，一侧的螺钉固定支耳28固定后将同时压装在所述主板5上，起到同时固定所述电池7 和主板5的作用。

进一步，所述上壳4上设置有3个导光孔23，导光孔23内安装有导光柱10，导光孔23外表面覆盖有PVC贴膜24；导光柱10分别与所述主板5上的电源指示灯、系统工作状态指示灯、温度采集指示灯相连通，通过导光柱10来向外显示指示灯的亮光；所述上壳4上还设置有电源开关按键25和温度采集按键27，所述下壳12上设置有复位按键26；三种按键均采用橡胶材质制成，来形成与上壳之间的密封。

进一步，所述上壳4边缘端面设置有凹槽21，所述下壳12的边缘端面设置有凸缘22，凹槽21内设置有密封圈19，所述上壳4与下壳12压合后，凸缘22将压紧在凹槽21内，并紧密压住密封圈19，来达到密封的目的。

进一步，所述上壳4的内壁上设置有由若干条加强筋41形成的网格单元，所述电池7通过所述电池盒6固定在网格单元上；所述上壳4的内壁上设置有若干个螺钉安装柱，所述主板5通过螺钉固定安装在螺钉安装柱上。

一种实施上述测温采集器的测温监控方法，具体为：

1)在待测温区域布置若干条测温线缆，每条测温线缆上设置若干个测温传感器；

2)安装测温采集器，每个测温采集器上至少接入10条测温线缆；

3)测温采集器通过ZigBee模块与后端服务器平台组网连接；

4)设置测温采集器的温度采集的时间间隔、温度上报的时间间隔；

5)设置测温采集器的温度预警值；

6)控制测温采集器工作，温度采集指示灯亮起，采集完成后，指示灯熄灭，可通过后端服务器平台查看温度数据；

7)当采集的温度处于温度预警值范围内时，处于正常工作状态；当采集的温度超出温度预警值范围时，后端服务器平台将报警提示。

进一步，所述待测温区域为粮仓，所述测温传感器埋在粮食里进行测温。

进一步，所述温度预警值为-40℃～80℃，所述测温采集器的温度采集精度为0.0625℃、0.125℃、0.25℃或0.5℃。

进一步，所述测温采集器的参数设置、工作过程均可通过后端服务器平台进行远程通讯控制。

本发明测温采集器及测温监控方法，可实现通信距离500米以上，至少支持40个测温点的温度采集，可设置温度上报周期，采集的温度变化量超过预警值或粮食温度过高时都会触发粮温报警，从而实现粮情监控的自动化。

附图说明

图1为本发明测温采集器拆解后的结构示意图；

图2为本发明测温采集器另一工作状态结构示意图；

图3为上壳主视图；

图4为上壳后视图；

图5为上壳侧视图；

图6为上壳立体图；

图7为下壳主视图；

图8为下壳后视图；

图9为下壳侧视图；

图10为下壳立体图；

图11为主板主视图；

图12为主板立体图；

图13为SMA座立体图；

图14为进线端主视图；

图15为进线端立体图；

图16为天线立体图；

图17为电池固定件主视图；

图18为电池固定件立体图；

图19为上壳硅胶按键主视图；

图20为上壳硅胶按键立体图；

图21为上壳与下壳对接状态下的局部放大图；

图22为主板上元件位置图；

图23为主板电路原理图；

其中附图标记为：

不锈钢U型码1，PVC管2，硅胶防水塞3，上壳4，主板5，电池盒6，电池7，铜螺母8，天线9，导光柱10，上壳硅胶按键11，下壳12，进线铜螺母 13，上壳铜螺母14，电池固定件15，不锈钢固定片16，下壳铜螺母17，下壳硅胶按键18，密封圈19，进线端20，凹槽21，凸缘22，导光孔23，PVC贴膜 24，电源开关按键25，复位按键26，温度采集按键27，螺钉固定支耳28，固定腔29，SMA座30，上固定座31，加强栅板32，定位凹槽33，定位柱34，第一安装部35，第一通孔36，第一凹槽37，第二安装部38，第二通孔39，第二凹槽40，加强筋41，下固定座42，上固定口43，下固定口44，螺钉安装柱 45。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1至图23所示，本发明一种测温采集器，包括不锈钢U型码1，PVC 管2，硅胶防水塞3，上壳4，主板5，电池盒6，电池7，铜螺母8，天线9，导光柱10，上壳硅胶按键11，下壳12，进线铜螺母13，上壳铜螺母14，电池固定件15，不锈钢固定片16，下壳铜螺母17，下壳硅胶按键18，密封圈19；上壳4和下壳12将各个部件密封安装在其内部，并由电池7进行独立供电。

电池7和主板5并排固定安装在上壳4上，即，电池7安装在上壳4的左半部分，主板5安装在上壳4的右半部分。上壳4的内壁上设置有由若干条加强筋41形成的网格单元，电池7安装在电池盒6内，再通过电池盒6和电池固定件15固定在网格单元上。电池固定件15包括内凹的固定腔29以及设置在其两侧的螺钉固定支耳28，固定腔29的内凹形状与电池形状相适配，电池 7的端部固定在固定腔29内。一侧的螺钉固定支耳28固定到上壳4上后，其将同时压装在主板5的侧边上，起到同时固定电池7和主板5的作用。上壳4 的内壁上设置有若干个螺钉安装柱45，主板5通过螺钉固定安装在螺钉安装柱 45上。PVC管2是配合测温采集器使用的一种方式，测温采集器可以固定在墙上可以固定一根PVC管或者钢管插在粮面上，也可以临时用哪里都不固定。

上壳4上设置有3个导光孔23，导光孔23内安装有导光柱10，导光孔23 外表面覆盖有PVC贴膜24；导光柱10分别与主板5上的电源指示灯、系统工作状态指示灯、温度采集指示灯相连通，工作时，通过导光柱10来向外显示相应指示灯的亮光，从而来指示相应的工作状态。如电源指示灯亮，表示电源已经接通，测温采集器可以开始工作；系统工作状态指示灯亮，表示处于通讯状态、与后端服务器平台处于连接状态或者是其他工作模式状态；温度采集指示灯亮表示测温采集器正在进行各个传感器的温度采集状态。上壳4上还设置有电源开关按键25和温度采集按键27，下壳12上设置有复位按键26。电源开关按键25与主板5上的电源开关连通，开启电源开关按键25，电池7将对测温采集器的整体部件进行供电，本发明中通过采用独立的电池7，使用中不需要单独设置电源线，方便了测温采集器的使用，扩大了测温采集器的使用场景，同时也包装了使用的安全性。电池7有独立的充电口、充电单元对其进行充电。

电源开关按键25和温度采集按键27上覆盖有上壳硅胶按键11，复位按键 26上覆盖有下壳硅胶按键18，上壳硅胶按键11的两个键体采用一体制成。上壳硅胶按键11和下壳硅胶按键18均采用橡胶材质制成，其相当于是密封帽，使得电源开关按键25和温度采集按键27与上壳4之间形成密封，使得复位按键26与下壳12之间形成密封。

上壳4边缘端面设置有凹槽21，下壳12的边缘端面设置有凸缘22，凹槽 21内设置有密封圈19，上壳4与下壳12压合后，凸缘22将压紧在凹槽21内，并紧密压住密封圈19，并通过上壳铜螺母14、下壳铜螺母17、不锈钢固定片 16以及安装相应的螺钉来达到整体密封固定的目的。螺钉的安装孔处还设置有硅胶防水塞3，从而达到进一步的防水密封作用。

天线9通过SMA座30与主板5相互连接，天线9用于数据的传输。本发明中，主板5上设置ZigBee模块来与外部控制端进行连接，接收控制指令、数据参数进行工作，并向外无线传输温度采集数据。该外部控制端可以是智能终端，如手机、电脑等，也可以是后端服务器平台，该后端服务器平台采用现有的温度监控平台即可。本发明测温采集器一般用于大面积粮仓内的温度监控，需要同时在粮仓内设置若干条测温线缆，每条测温线缆上设置有分布于待测温区域内的若干个测温传感器，测温传感器一般采用DS18B20传感器。若干条测温线缆汇集后，通过进线端20与测温采集器进行连接。

上壳4上设置有一体制成的上固定座31，上固定座31包括由加强栅板32 形成的基座以及由其延伸形成的半圆柱型内凹上固定口43，上固定口的端面上设置有定位凹槽33。相应的，下壳12上设置有一体制成的下固定座42，下固定座42包括由加强栅板32形成的基座以及由其延伸形成的半圆柱型内凹下固定口44，下固定口的端面上设置有定位柱34。上壳4与下壳12压合后，定位柱34与定位凹槽33相互定位，使得上固定口43与下固定口44整体形成固定口，天线9的外端将固定在固定口内，以保证天线9安装的牢固性，防止使用中，天线9出现松动、脱落等情况。

上壳4的上侧边设置有凸出的第一安装部35，第一安装部35上设置有第一通孔36，SMA座30上设置有铜螺母8，SMA座30穿过第一通孔36后，通过铜螺母8固定安装于上壳4的上侧边上。下壳12的相对位置设置有第一凹槽37，第一安装部35与第一凹槽37相互配合定位安装固定。

上壳4的下侧边设置有凸出的第二安装部38，第二安装部38上设置有第二通孔39，进线端20上设置有进线铜螺母13，进线端20穿过第二通孔39后，通过进线铜螺母13固定安装于上壳4的下侧边上。

下壳12相对位置设置有第二凹槽40，所述第二安装部38与第二凹槽40 相互配合定位安装固定。

本发明中，如图22所示，主板5中的相关元件情况如下：

本实施例中，测温采集器的技术参数如下：

本发明测温采集器，是一款无线测温采集器，采用zigbee3.0协议，锂亚电池供电，无需外接电源，设备灵活使用，既可以可固定长期使用，也可以随身携带即插即用。可根据业务需求自由接入1-50根测温电缆(DS18B20传感器)，不仅支持粮库现有的老式2线线缆，同时支持新式3线线缆。

测温采集器可灵活设置采集频率，由服务器端下发指令，如粮仓内有库存时，可设定高采集频率，密切监测粮温变化，而粮仓空仓时又可以降低采集频率，以节省功耗。测温采集器还包含震动传感器，设备被移动时触发报警并上报服务器。

一种实施上述测温采集器的测温监控方法，具体为：

1)在待测温区域布置若干条测温线缆，每条测温线缆上设置若干个测温传感器；

2)安装测温采集器，每个测温采集器上至少接入10条测温线缆；

3)测温采集器通过ZigBee模块与后端服务器平台组网连接；

4)设置测温采集器的温度采集的时间间隔、温度上报的时间间隔；

5)设置测温采集器的温度预警值；

6)控制测温采集器工作，温度采集指示灯亮起，采集完成后，指示灯熄灭，可通过后端服务器平台查看温度数据；

7)当采集的温度处于温度预警值范围内时，处于正常工作状态；当采集的温度超出温度预警值范围时，后端服务器平台将报警提示。

本实施例中，待测温区域为粮仓，测温传感器埋在粮食里进行测温。通信距离500米，至少支持40个测温点的温度采集，可设置温度上报周期，采集的温度变化量超过预警值或粮食温度过高时都会触发粮温报警，实现粮情监控的自动化。

本实施例中，测温采集器的温度预警值为-40℃～80℃，测温采集器可以根据业务需要设定采集分辨率，支持温度采集精度为0.0625℃、0.125℃、0.25℃或0.5℃等四个精度。测温采集器的参数设置、工作过程均可通过后端服务器平台进行远程通讯控制，该后端服务器平台采用现有的温度监控平台即可，如采用onenet平台，可以通过onenet平台查看设备是否在线，检查设备状态指示灯是否正常，检查产品电源开关是否打开等等操作，还可以通过平台来支持软件空中升级，。

工作时:

1.设备联网：

设备通电，等待系统状态指示灯稳定后，可通过web端进行设备部署，组网状态指示灯0.5秒间隔闪烁5次后，表示组网成功。

2.温度采集及复位方法：

①、每个设备可接至少10条测温线缆(每个测温线缆4个测温传感器)；

②、当设备组网成功，接好电缆后，按下温度采集按键，温度采集指示灯亮起，几秒后，指示灯熄灭，表示采集完成，可通过业务平台查看温度数据；

③、可通过业务平台下发命令，设置温度采集的时间间隔和温度上报的时间间隔；

④、可通过业务平台下发命令，设置温度预警值；

⑤、复位按键长按10秒，设备恢复出厂设置并退网。