分布式多点位无线测温系统及其应用

　　随着我国国民经济的发展,土木工程建设也发展得极为迅猛。由于大型混凝土浇铸时,浇铸后的水泥水化热不易散发,造成结构内外温差较大,进而造成浇铸体的温度裂变问题,用传统的测温方法既费事费时,精度不高,测量也不方便。本文针对这一问题研究和设计了一种新型的基于无线数据传输的多点位远程温度监控系统,系统采用下位机实现智能测温、上位机实现温度信息的智能化管理。

　　本系统并不是连续工作的,实际的应用要求系统定时进行数据采集,所以系统采用定时方式控制AD转换模块、传感器模块的电源供给,同时控制多路模拟转换开关,顺序控制各路温度传感器信号的输入。AD转换的结果暂存于存储器中,下位机主循环查询接收到是正确的命令之后,将数据传输给上位机作进一步的处理。有线和无线之间的切换通过跳线设置完成,总体框图如图1所示。

　　1　硬件平台组成

　　下位机负责进行数据采集和临时存储,并通过无线收发机(或者RS485网络)经上位机的通信模块和PC机进行数据通信,由PC机完成最终的数据转换、存贮、分析、显示及报表打印等功能。在多点位测量时,通过无线收发机模块TDX230 (或者RS485网络),组成网络化测控系统。上位机通信模块硬件电路结构比较简单,下面着重就下位机的一些主要模块进行介绍。

　　数据转换模块设计　ICL7109是双积分型AD, 12 b数据输出挂靠在单片机的8 b数据总线上,其地址和数据存储器统一编码。其连接电路如图2所示,和通常的连接方法相比,主要区别是其参考电压通过内部的引脚电压分压得到:由于REFOUT和VDD之间的电压为2.8 V,通过一个电阻分压即可接回AD作为其AD转换的参考电压,由于ICL7109内部参考电压引脚输入端含一个电压跟随器,因此电阻分压不会造成阻抗不匹配问题。

　　无线传输子系统设计　无线传输按基带信号的形式可以分为2大类:模拟信号传输和数字信号传输。基于数字传输的强抗干扰性,本系统采

用数字传输的模块TDX230。TDX230是一款半双工通讯的集收发于一体的无线通信模块,为与有线通信网络统一,下位机采用485接口模块。由于本系统的数据量不大,波特率选为1 200。该模块有多个工作频段可供选择,本系统的工作频段为230 MHz,在实际的应用中系统的工作频点可作跳线设置(有256个频点可供选择),这为将来系统扩展提供了方便。

　　单片机的232 485转换采用SN75176,由于是半双工,在实际通信时采用软件来控制数据的发送和接收,由于SN75176和TDX230的收发控制信号刚好相反,为了使程序在任何一种通信方式不用做修改,在硬件设计时,加了一个反相。数据采集模块同时预留了有线和无线接口,通信方式的切换通过硬跳线设置完成。系统默认的状态为接收状态,以及对上位机的命令做出反应。