一种基于单片机的半导体吸收式温控设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于单片机的半导体吸收式温控设备，解决现有测温方式无法实现远距离测温以及成本较高的问题。该基于单片机的半导体吸收式温控设备中，CMOS驱动电路与半导体吸收测温光纤传感器、单片机连接，将半导体吸收测温光纤传感器采集的数据传输给单片机；显示模块与单片机连接，用于显示实时测温数据；RS485驱动电路、以太网电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作；4‑20mA模拟量电流输出电路与单片机连接，用于输出每通道测温数据对应的4‑20mA模拟量电流值；继电器驱动电路与单片机连接，用于对外围设备实现继电保护；EEPROM存储模块与单片机连接，用于设备配置信息存储及缓存寄存器数据；SD存储模块与单片机连接，用于存储历史测温数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的半导体吸收式温控设备
本技术涉及温控设备，具体涉及一种基于单片机的半导体吸收式温控设备，应用于电力系统中变压器自动温度检测控制。
技术介绍
变压器、开关柜等高压电气设备，是发电和输变电系统的关键设备，产品的安全可靠性和使用寿命，对整个输变电系统的安全可靠运行和寿命是至关重要的，而设备运行温度是影响其可靠性和使用寿命的最大因素。所以实时监控设备运行温度，对于提高设备的安全运行，延长设备寿命，提高设备的经济效益具有非常重要的意义。目前，电力系统中变压器、开关柜等设备测温，多采用的是基于荧光技术的温控设备。但是，基于荧光技术的测温，在实际应用中随着光纤距离的增加，激发光的信号变弱，使得对电路的要求极高，无法实现远距离测温，同时目前市场上多使用ARM芯片，采用复杂的系统进行开发，成本相对较高。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有测温方式无法实现远距离测温以及成本较高的问题，提供一种基于单片机的半导体吸收式温控设备。为实现以上技术目的，本技术的技术方案如下：一种基于单片机的半导体吸收式温控设备，包括单片机、CMOS驱动电路、显示模块、RS485驱动电路、4-20mA模拟量电流输出电路、继电器驱动电路、EEPROM存储模块、SD存储模块和以太网电路；所述CMOS驱动电路分别与半导体吸收测温光纤传感器、单片机连接，将半导体吸收测温光纤传感器采集的数据传输给单片机；所述显示模块与单片机连接，用于显示实时测温数据；所述RS485驱动电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作；所述4-20mA模拟量电流输出电路与单片机连接，用于输出每通道测温数据对应的4-20mA模拟量电流值；所述继电器驱动电路与单片机连接，用于对外围设备实现继电保护；所述EEPROM存储模块与单片机连接，用于设备配置信息存储及缓存寄存器数据；所述SD存储模块与单片机连接，用于存储历史测温数据；所述以太网电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作。进一步地，所述继电器驱动电路采用光耦隔离驱动电路。进一步地，所述单片机为32位单片机PIC32MX795。进一步地，所述RS485驱动电路为双路且具有4级EMC防护的RS485驱动电路。进一步地，所述SD存储模块采用大容量的工业TF卡。进一步地，所述EEPROM存储模块采用IIC接口芯片。进一步地，所述显示模块为8x32位的八段数码显示管。进一步地，所述以太网电路的PHY芯片采用DP83848芯片，接口为RJ45-100。与现有技术相比，本技术技术方案具有如下优势：1.本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备使用常用低廉单片机实现自动控制功能，使得设备成本较低。2.本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备设置有RS485驱动电路和以太网电路，可实现计算机远程读取等操作，进而可实现远距离测温。3.本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备设置有SD存储模块，可实现测温过程历史数据的长期保存。4.本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备使用光耦隔离驱动继电器代替机械式继电器，用于实现隔离保护。5.本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备实现测量通道对应的4-20mA模拟量电流输出，可适用于不同的现场接口。附图说明图1为本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备的组成示意图；图2为本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备的运行流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术的内容作进一步详细描述。本技术提供一种半导体吸收式光纤温控设备，该设备是基于单片机应用的温控设备，将单片机控制、继电器控制、4-20mA模拟输出控制集于一体，进而实现低成本的、可远距离测量的光纤温控。如图1所示，本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备，包括单片机、CMOS驱动电路、显示模块、RS485驱动电路、4-20mA模拟量电流输出电路、继电器驱动电路、EEPROM存储模块、SD存储模块和以太网电路，以上各模块和各电路均为现有。该半导体吸收式温控设备采用低成本的单片机为控制单元，单片机连接所集成的所有驱动电路，用于整体设备的运行及驱动逻辑控制。CMOS驱动电路分别与半导体吸收测温光纤传感器和单片机连接，将半导体吸收测温光纤传感器采集的数据传输给单片机；显示模块(包括按键)与单片机相连，用于显示实时测温数据，按键操作用于显示设备运行状态信息，修改设备参数如地址等信息。RS485驱动电路与单片机连接，用于设备通讯，实现计算机远程读取操作。4-20mA模拟量电流输出电路与单片机连接，用于输出每通道测温数据对应的4-20mA模拟量电流值。继电器驱动电路与单片机连接，根据通道温度的测量情况对外围设备实现继电保护的自动控制；EEPROM存储模块与单片机连接，用于设备配置信息存储及缓存寄存器数据；SD存储模块与单片机连接，用于存储历史测温数据；以太网电路与单片机连接，用于设备通讯，实现计算机远程读取操作。RS485驱动电路和以太网电路可实现不同接口的远程通讯。在本技术实施例中，单片机具体可为32位单片机PIC32MX795，单片机PIC32MX795程序编写采用MPLABXIDE软件工具进行。继电器驱动电路为光耦隔离驱动电路，采用光耦隔离由单片机直接驱动继电器，共有9路继电器电路。单片机通过SPI接口控制4-20mA模拟量电流输出电路输出对应测量温度的模拟电流值。RS485驱动电路为双路且具有4级EMC防护的RS485驱动电路，此种设置可增强485接口的抗干扰能力，两路设计的目的是丰富接口量。SD存储模块采用1GB大容量的工业TF卡。EEPROM存储模块采用1Mb的IIC接口芯片，易驱动操作。显示模块为8x32位的八段数码管，每四位为一组信息显示框，按键采用四个按键实现相关设置操作。以太网电路的PHY芯片采用DP83848芯片，接口为RJ45-100。CMOS驱动电路选用独立的MCU进行控制驱动，实现对通道驱动光源的控制，及经半导体吸收后的光谱采集，将采集数据通过通用UART接口传输给单片机。本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备使用常用低廉单片机实现自动控制功能，使得设备成本较低。同时，该温控设备设置有RS485驱动电路和以太网电路，可实现计算机远程读取等操作。本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备设置有SD存储模块，可实现过程历史数据的长期保存。同时，该基于单片机的半导体吸收式温控设备使用光耦隔离驱动继电器代替机械式继电器，用于实现隔离保护作用。本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备实现测量通道对应的4-20mA模拟量电流输出，可适用于不同的现场接口。如图2所示，本技术基于单片机的半导体吸收式温控设备的工作过程如下：步骤一、光纤温控设备接入半导体吸收测温光纤传感器；步骤二、继电器驱动电路连接外围所需控制装置；步骤三、4-20mA模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：包括单片机、CMOS驱动电路、显示模块、RS485驱动电路、4-20mA模拟量电流输出电路、继电器驱动电路、EEPROM存储模块、SD存储模块和以太网电路；/n所述CMOS驱动电路分别与半导体吸收测温光纤传感器、单片机连接，将半导体吸收测温光纤传感器采集的数据传输给单片机；/n所述显示模块与单片机连接，用于显示实时测温数据；/n所述RS485驱动电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作；/n所述4-20mA模拟量电流输出电路与单片机连接，用于输出每通道测温数据对应的4-20mA模拟量电流值；/n所述继电器驱动电路与单片机连接，用于对外围设备实现继电保护；/n所述EEPROM存储模块与单片机连接，用于设备配置信息存储及缓存寄存器数据；/n所述SD存储模块与单片机连接，用于存储历史测温数据；/n所述以太网电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：包括单片机、CMOS驱动电路、显示模块、RS485驱动电路、4-20mA模拟量电流输出电路、继电器驱动电路、EEPROM存储模块、SD存储模块和以太网电路；
所述CMOS驱动电路分别与半导体吸收测温光纤传感器、单片机连接，将半导体吸收测温光纤传感器采集的数据传输给单片机；
所述显示模块与单片机连接，用于显示实时测温数据；
所述RS485驱动电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作；
所述4-20mA模拟量电流输出电路与单片机连接，用于输出每通道测温数据对应的4-20mA模拟量电流值；
所述继电器驱动电路与单片机连接，用于对外围设备实现继电保护；
所述EEPROM存储模块与单片机连接，用于设备配置信息存储及缓存寄存器数据；
所述SD存储模块与单片机连接，用于存储历史测温数据；
所述以太网电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作。


2.根据权利要求1所述基于单片机的半导体吸收式温控设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文松，雷慧慧，
申请(专利权)人：西安和其光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61