[发明专利]一种低功耗无线温度传感器

说明书

本发明公开了一种低功耗无线温度传感器，所述无线传感器基于LoRa无线传输模块，所述无线传感器还包括：Pt100温度采集模块、AD7794模数转换器、以及PIC18主控芯片，所述主控芯片按照用户设定的时间间隔工作，处于休眠状态时，LoRa无线传输模块进入休眠状态，处于工作状态时，LoRa无线传输模块发送采集的温度值，发送完成后进入休眠状态；将AD7794模数转换器内部的电流源作为铂电阻和高精密参考电阻激励电源，用于消除激励电流的误差；所述PIC18主控芯片使用3个定时器，Timer3控制启动时间，Timer1控制工作间隔，Timer0控制关机时间。本发明降低了设备的功耗、增加设备的传输距离、实时监控报警、以及采集设备的精度。

技术领域

本发明涉及无线传感技术领域，尤其涉及一种低功耗无线温度传感器。

背景技术

传统的人工温度监测方法多是利用温湿度表，通过定期巡回查看来测量和记录数据，误差大、效率低、而且不能实时监控；采用有线的监控系统，各部件之间连接布线比较困难，移动较为不便，维护成本较高，并且易受周围环境的影响，测量精度不高。

在一些较为恶劣的环境下，比如野外、井下油温等温度测量环境，不适合使用人工和有线设备，此时无线温度传感器就显现出了独具的优势。

目前市场上流行的温度传感器中，精度最高的可达0.2℃左右，无法满足实际应用中的需要。

发明内容

本发明提供了一种低功耗无线温度传感器，本发明降低了设备的功耗、增加设备的传输距离、实时监控报警、以及采集设备的精度，详见下文描述：

一种低功耗无线温度传感器，所述无线传感器基于LoRa无线传输模块，

所述无线传感器还包括：Pt100温度采集模块、AD7794模数转换器、以及PIC18主控芯片，

所述主控芯片按照用户设定的时间间隔工作，处于休眠状态时，LoRa无线传输模块进入休眠状态，处于工作状态时，LoRa无线传输模块发送采集的温度值，发送完成后进入休眠状态；

将AD7794模数转换器内部的电流源作为铂电阻和高精密参考电阻激励电源，用于消除激励电流的误差；

所述PIC18主控芯片使用3个定时器，Timer3控制启动时间，Timer 1控制工作间隔，Timer0控制关机时间。

本发明实施例设计了一种低功耗、高精度的无线温度传感器，设计采用电池供电，将采集的数据使用LoRa模块进行远距离传输到上位机。为了达到设计整体低功耗，主控芯片选用功耗的PIC18。温度传感器采用反应灵明的高精度的Pt100，配合24位的高精度的模数转换器将采集的模拟量转换为数字量，当内部计时器到达用户设定的时间间隔，或外部上传命令到达，PIC18控制LoRa将计算结果透传到指定的上位机。不同批次的电阻在出厂时有电气的差别，同一批次的电阻在不同的环境下的电气特性与给定的温度曲线可能不会完全匹配，根据实际的应用情况在使用前先对电阻的温度曲线进行纠偏，为达到产品的应用性，在系统上电后将RA0端口拉为低电平，系统会根据5个点的温度值进行温度曲线校准。此设计的工作步骤如下：系统上电三分钟等待用户输入采样间隔和开始工作的时间点，以及报警值，然后系统会根据用户的输入初始化系统的工作参数，启动定时器，当定时器Timer3到达定时时间时系统开始启动，每隔Timer1设定的间隔采集一次数据，当到达定时器Timer0设定的时间，系统关机。采集过程时每次Timer1溢出，则控制AD7794的内部10uA的恒流源通过AIN5(-)引脚设输出，电流流经Pt100在AD7794的第三通道两个引脚间产生电压差，根据压差计算出此时的电阻值，根据事先校准好的温度曲线，得出待测物体的温度，将此温度通过LoRa透传到指定的上位机，进行进一步的分析和处理，在采集监测过程中，一旦采集到的温度值一旦超过设定的报警值，则PIC控制报警器报警，提示用户发生异常。

本发明提供的技术方案的有益效果是：