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摘要:随着蓝牙技术运用的也来越广泛,特别是在仪器里的运用已经很成熟,本文利用蓝牙技术实现了温场领域检测仪器从有线到无线的转变,从而达到了使用更简洁方便,检测稳定性更高的目的。
关键词:蓝牙;温场;检测
引言
随着工业的飞速发展,对温度的控制及检测越来越重要,温度稳定性、波动性是环境试验设备的重要参数,对于环境试验设备的温度检测有其重要意义。传统温场自动检测系统采用热电阻或热电偶对设备进行检测存在着接线复杂、检测失准等问题,使用起来也不是很简洁方便。采用蓝牙技术传输技术,实现了從有线到无线的转变,数据传输抗干扰能力强,系统也大大的简化,仪器携带方便,从而使用灵活,对环境设备的温场检测就更加变的简单,检测准确度也得到提高。
1系统设计
根据《环境试验设备温度、湿度校准规范》的规定,容积小于2立方米的温度试验设备需要布置9个温度检测点,大于2立方米的温度试验设备需布置15个温度检测点。传统温场自动检测系统主要由温度温度传感器(主要选用为Pt100)、恒流源、AD转换器、显示部分等组成,缺点就是对温度传感器稳定性要求很高,温度传感器需要补偿导线接入AD转换器会因接触电阻影响检测精度,如下图所示:
本文设计的采用数字温度传感器及基于蓝牙技术传输数据温场自动检测系统与上图所示传统温场自动检测系统优点在于:减少很多电路接线、直接输出数字信号、抗干扰能力强、检测精度更高,克服了因需要布置大量传感器而需要接大量的补偿导线的麻烦。系统主要由数字温度传感器、单片机、蓝牙、电脑组成,如下图所示:
2硬件设计
2.1数字温度传感器ADT7420
ADT7420是一款4mmX4mm的LFCSP封装的高精度的数字温度传感器,它的额定工作范围-40℃至+150℃,它内置一个带隙温度基准源、一个温度传感器、一个16位ADC,用来监控温度并转换成数字,分辨力为0.0078℃,精度为0.2℃。ADT7420保护工作电压为2.7V至5.5V。ADT7420使用16位ADC以0.0078℃分辨力对温度进行检测及数字化处理。传感器主要通过一个∑→△(电荷平衡型模数转换器)进行数字化处理,∑→△调制器包括一个输入采样器、一个求和网络、一个积分器、一个比较器、1位ADC。以下为∑→△调制器及ADT7420图:
2.2单片机及蓝牙芯片模块CC2540
CC2540低功耗蓝牙模块是基于TI公司CC2540芯片开发的具有射频功能的蓝牙模块,具有抗干扰能力强、传输距离远、功耗低、体积小等特点。它包括一个高性能、低功耗的微控制器内核8051、一个低功耗蓝牙RF收发器、一个128/256KB FLASH储存器。典型CC2540电路如下图:
2.3系统简单结构图
ADT7420的1SCL脚I2C时钟输入,需要上拉电阻10KΩ;2SDA串行数据输出;11GND数字地;12VDD电源。数据处理CC2540外接2个晶振、接ADT7420串行数据输入处理、外置天线与作为数据收集器的CC2540蓝牙通信,经串行通信与PC连接,从而实现温度指标的显示、处理及上传等功能。整个温场自动检测系统结构图如下:
3软件设计
3.1蓝牙协议栈
CC25404.0蓝牙协议栈分两部分:主机、控制器,主机和控制器通常分开实现。协议栈采取分层的方式实现,主机部分包括逻辑链路控制和自适应协议层、安全管理层、属性协议层等,控制器部分包括物理层、主机控制接口层及链路层。上层可以调用下层提供的函数来实现功能的需要。如下图所示:
3.2温场数据采集流程图
DT7420与CC2540组成数据采集模块,CC2540与电脑就组成数据处理单元,数据采集模块与数据处理单元相互利用蓝牙通信传输数据与命令,这样组成的温场自动检测系统就能很好的满足《环境试验设备温度、湿度校准规范》的要求。多组数据采集单元采集的数据经存储、蓝牙传输给数据处理单元,数据处理单元经存储、计算、显示等处理做出检测结果。具体流程如下图所示:
4结语
DT7420与CC2540组成数据采集模块,CC2540与电脑就组成数据处理单元,数据采集模块与数据处理单元相互利用蓝牙通信传输数据与命令,这样组成的温场自动检测系统就能很好的满足《环境试验设备温度、湿度校准规范》的要求,能对一般的环境试验设备进行检测,从而实现了对温场的无线检测,避免了传统温场检测系统的需接入大量补偿导线的弊端,从而提高了检测效率。
参考文献
1、JJF1033-2003《环境试验设备温度、濕度校准规范》 国家质量监督检验检疫总局发布 2003
2、《低功耗蓝牙技术原理与应用》 陈灿峰 北京航天航空大学出版社 2013
关键词:蓝牙;温场;检测
引言
随着工业的飞速发展,对温度的控制及检测越来越重要,温度稳定性、波动性是环境试验设备的重要参数,对于环境试验设备的温度检测有其重要意义。传统温场自动检测系统采用热电阻或热电偶对设备进行检测存在着接线复杂、检测失准等问题,使用起来也不是很简洁方便。采用蓝牙技术传输技术,实现了從有线到无线的转变,数据传输抗干扰能力强,系统也大大的简化,仪器携带方便,从而使用灵活,对环境设备的温场检测就更加变的简单,检测准确度也得到提高。
1系统设计
根据《环境试验设备温度、湿度校准规范》的规定,容积小于2立方米的温度试验设备需要布置9个温度检测点,大于2立方米的温度试验设备需布置15个温度检测点。传统温场自动检测系统主要由温度温度传感器(主要选用为Pt100)、恒流源、AD转换器、显示部分等组成,缺点就是对温度传感器稳定性要求很高,温度传感器需要补偿导线接入AD转换器会因接触电阻影响检测精度,如下图所示:
本文设计的采用数字温度传感器及基于蓝牙技术传输数据温场自动检测系统与上图所示传统温场自动检测系统优点在于:减少很多电路接线、直接输出数字信号、抗干扰能力强、检测精度更高,克服了因需要布置大量传感器而需要接大量的补偿导线的麻烦。系统主要由数字温度传感器、单片机、蓝牙、电脑组成,如下图所示:
2硬件设计
2.1数字温度传感器ADT7420
ADT7420是一款4mmX4mm的LFCSP封装的高精度的数字温度传感器,它的额定工作范围-40℃至+150℃,它内置一个带隙温度基准源、一个温度传感器、一个16位ADC,用来监控温度并转换成数字,分辨力为0.0078℃,精度为0.2℃。ADT7420保护工作电压为2.7V至5.5V。ADT7420使用16位ADC以0.0078℃分辨力对温度进行检测及数字化处理。传感器主要通过一个∑→△(电荷平衡型模数转换器)进行数字化处理,∑→△调制器包括一个输入采样器、一个求和网络、一个积分器、一个比较器、1位ADC。以下为∑→△调制器及ADT7420图:
2.2单片机及蓝牙芯片模块CC2540
CC2540低功耗蓝牙模块是基于TI公司CC2540芯片开发的具有射频功能的蓝牙模块,具有抗干扰能力强、传输距离远、功耗低、体积小等特点。它包括一个高性能、低功耗的微控制器内核8051、一个低功耗蓝牙RF收发器、一个128/256KB FLASH储存器。典型CC2540电路如下图:
2.3系统简单结构图
ADT7420的1SCL脚I2C时钟输入,需要上拉电阻10KΩ;2SDA串行数据输出;11GND数字地;12VDD电源。数据处理CC2540外接2个晶振、接ADT7420串行数据输入处理、外置天线与作为数据收集器的CC2540蓝牙通信,经串行通信与PC连接,从而实现温度指标的显示、处理及上传等功能。整个温场自动检测系统结构图如下:
3软件设计
3.1蓝牙协议栈
CC25404.0蓝牙协议栈分两部分:主机、控制器,主机和控制器通常分开实现。协议栈采取分层的方式实现,主机部分包括逻辑链路控制和自适应协议层、安全管理层、属性协议层等,控制器部分包括物理层、主机控制接口层及链路层。上层可以调用下层提供的函数来实现功能的需要。如下图所示:
3.2温场数据采集流程图
DT7420与CC2540组成数据采集模块,CC2540与电脑就组成数据处理单元,数据采集模块与数据处理单元相互利用蓝牙通信传输数据与命令,这样组成的温场自动检测系统就能很好的满足《环境试验设备温度、湿度校准规范》的要求。多组数据采集单元采集的数据经存储、蓝牙传输给数据处理单元,数据处理单元经存储、计算、显示等处理做出检测结果。具体流程如下图所示:
4结语
DT7420与CC2540组成数据采集模块,CC2540与电脑就组成数据处理单元,数据采集模块与数据处理单元相互利用蓝牙通信传输数据与命令,这样组成的温场自动检测系统就能很好的满足《环境试验设备温度、湿度校准规范》的要求,能对一般的环境试验设备进行检测,从而实现了对温场的无线检测,避免了传统温场检测系统的需接入大量补偿导线的弊端,从而提高了检测效率。
参考文献
1、JJF1033-2003《环境试验设备温度、濕度校准规范》 国家质量监督检验检疫总局发布 2003
2、《低功耗蓝牙技术原理与应用》 陈灿峰 北京航天航空大学出版社 2013