THI-700L红外温度计的通信协议分析及自动测量系统的构建

　　0 引言

　　在科学研究及工程项目过程中，经常需要对环境的温度进行非接触式监测，并对监测数据予以记录。THI-700L 是一种非接触式红外测温计，带有 PC 端控制软件，但该软件不能进行二次开发，难以集成到其他测控系统中。为此，笔者开发了一款控制软件，满足了应用要求。本文分析了该温度计的通信协议，并构建了其基于 LabVIEW 的温度自动监测系统。该系统具备自动测量被测物体温度，以多种方式显示测量值，并具备灵活存储测量数据的功能。

　　1 原理介绍

　　1.1 THI-700L 温度计简介

　　THI-700L( 日本TASCO) 是一款非接触式红外温度计，它可独立工作，也可通过RS-232 接口由 PC 机控制工作。

　　温度计附属软件具有实时显示、波形显示及数据存储等功能，其软件主界面如图1 所示。

　　因该软件不能进行二次开发，给应用带来不便，为使温度计便于集成到其他测控系统中，需要另开发一款控制软件。

　　1.2 自动测量系统的构建

　　自动测量系统由 THI-700L 温度计、接口转换器及 PC 端控制软件组成。其中，构建过程中的主要工作是编写 PC 端控制软件。软件的输入应包括温度计刷新时间、配置参数与串口设置等; 软件的输出包括测量温度的实时值、变化曲线及极值等数据。另外，软件还应具备数据存储、警告报错功能，设计框架结构如图2 所示。

　　2 协议分析与系统构建

　　2.1 协议分析

　　协议获取是温度计控制的前提，设计获取方案如图3 所示。

　　温度计通过 RS-232 与PC 实现通信，逻辑分析仪获取温度计与附带软件间的传输数据，分析控制命令与响应数据间的对应关系后可得温度计的通信协议。PC 端串口通过RS-232-RJ-45 转换器与温度计连接。考虑到逻辑分析仪中的 UART 插件具有直接解析ASCII 码的功能，但仅支持TTL 电平，故在实验中加入了 USB-TTL 转换器与 TTL-RS-232 转换器，硬件连接如图4 所示。

　　搭建完实验平台后，PC 便可与温度计通信。在通信起始阶段，PC 发送控制命令< 0xD，0xA，0xD，0xA，0xD，0xA，0xD，0xA > ( 0xD 为回车符，0xA 为换行符) 。因温度计接收到该命令后会从关机状态转为开机，故可知该命令为温度计的唤醒命令，截取的命令符如图5 所示。

　　发送唤醒命令后，PC 发送温度计型号获取命令。若硬件连接正确，PC 会收到温度计型号，并据此判断通信正常。通信正常后，PC 发送停止测量命令停止温度计测量，然后发送配置命令配置温度计参数，与此同时会收到温度计的确认信息。配置参数后，PC 每隔一段时间发送温度求取命令来获取当前温度。最后，PC通过发送结束命令结束与温度计的通信。