一种基于注册机制的多点测温控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于注册机制的多点测温控制系统，包括CPU主控模块、与CPU主控模块连接的ROM外接存储器模块、USB通信电路模块、串口LCD显示电路模块、ID读取电路、系统时钟电路、矩阵键盘电路模块及PC端上位机监控和单总线温度传感器ID管理系统模块。该系统可以根据用户的需求，在上位机或注册电路对传感器ID进行注册或注销，控制测温点数量，实现资源的合理利用；同时通过注册机制能够无需重新固化程序就能及时迅速地更换出现故障、新增或删减传感器，为实际系统维护和管理提供了极大的方便。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及单总线温度传感器多点测温控制系统领域，尤其设计了一种基于注册机制的，方便管理和维护的单总线温度传感器多点测温控制系统。
技术介绍
单总线温度传感器多点测温控制系统无论在工业制造领域还是生活领域中都扮演着重要的角色。与传统的模拟信号远距离温度测量系统相比，该系统避免了引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题、放大电路零点漂移误差等技术问题。譬如抗干扰能力强的数字式单总线温度传感器DS18B20，其造价成本相对低，体积小、精度高，可以直接将温度数据进行编码，且可以只使用单根电缆传输温度数据，通信方便、传输距离远且抗干扰性好，使得该系统得以简化，与传统的温度传感器组成的多点测温系统相比也节省了大量的电缆，且在实际的应用中取得良好的测温效果。因此DS18B20多点测温控制系统具有非常大的应用市场。在产品制造领域中，DS18B20多点测温控制系统已经发挥了巨大作用，广泛地应用于各种电子产品、电器产品的模拟工作环境测试，如很多生产电冰箱的厂家的生产线配套有冰箱温度微机自动检测系统，该系统原理基于DS18B20多点测温控制系统，同时对多台电冰箱降温曲线进行测试来判断电冰箱是否合格等；在工业控制领域中，DS18B20多点测温控制系统也发挥了巨大作用，尤其是在大型粮仓或仓库、酿酒厂、食品加工厂、温室、仪器仪表室等的温度检测和控制，是增加了安全的一种必不可少的措施。单总线温度传感器多点测温控制系统在国内外呈现蓬勃发展的趋势，我国也不例夕卜，DS18B20多点测温控制系统的结构主要有四类一、以单片机为处理核心，每一个I/O 口挂一个DS18B20这种方案设计虽然采样的数据比较快，但是占用很多的I/o 口资源，扩展性不好；二、以单片机为处理核心，用拨动开关编码的形式来选择单总线上相应的传感器工作该设计设计方案的硬件电路设计相对复杂，手动控制远不能满足智能控制的要求，且扩展性受到硬件资源的限制；三、以单片机为处理核心，外接存储器存储保存DS18B20的ID号及对应的位置编号，实现了单总线上传感器的自动控制。但是此类系统在替换新的传感器或新增测温点时，需要重新固化程序即对单片机重新进行编程或重新擦写外部存储器，维护极为不方便，达不到实时的控制的要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于注册机制的多点测温控制系统，它可以根据用户的需求，在上位机或注册电路对传感器ID进行注册或注销，控制测温点数量，实现资源的合理利用；同时通过注册机制能够无需重新固化程序就能及时迅速地更换出现故障、新增或删减传感器，为实际系统维护和管理提供了极大的方便。实现本技术目的的技术方案是一种基于注册机制的多点测温控制系统，包括CPU主控模块、与CPU主控模块连接的ROM外接存储器模块、USB通信电路模块、串口 LCD显示电路模块、ID读取电路、系统时钟电路、矩阵键盘电路模块及PC端上位机监控和单总线温度传感器ID注册管理系统模块等，与现有技术不同的是以ARM芯片为处理核心，通过与上位机通信，引入温度传感器ID注册机制，在更换和增删传感器接点时，只需在上位机或注册电路对传感器ID进行操作。所述的温度传感器采用星型和总线型拓补连接结构。所述的注册机制分为自动注册电路和手动注册电路，自动注册电路由CPU主控模块和CPLD构成，CPLD保证每一个传感器对应确定的一个地址(位置)取值，在监控系统中完成自动注册功能；手动注册电路由串口 IXD显示电路、矩阵键盘电路和主控CPU电路构成，可以通过串口 IXD显示电路显示主控CPU下挂温度传感器的ID，并通过矩阵键盘对ID和位置编码进行一一对应，完成手动注册功能。所述的监控系统通过USB通信模块与PC端上位机监控及单总线温度传感器ID注册管理系统模块进行通信，PC端上位机监控及单总线温度传感器ID注册管理系统模块开启时，会对监控系统发起获取控制权的请求，正常运行软件后，监控系统的LCD显示电路和矩阵键盘电路会被屏蔽，所有传感器ID的注册、注销操作，均由上位机软件完成，并写入外部存储器中。本技术的有益效果是1、采用了 ARM处理器技术结合RT-Thread操作系统实现数据采集和外围结构的数据通信，实现多任务的协同工作，保证了数据采集、数据通信的精确性和可靠性。2、注册机制的多点测温控制系统采用星型和总线型拓扑连接结构。总线型拓扑结构中，单条IO总线上理论能够接驳128个单总线温度传感器；星型拓扑结构中，每个IO接驳I个单总线温度传感器以对应不同的地址码，从而确定该传感器对应的位置。该系统的拓扑结构，具备很强的温度测量点扩展能力。3、注册机制的多点测温控制系统采用手动注册和自动注册的温度传感器ID管理方式。手动注册模式中，可在ID读取电路中获得传感器ID并进行ID信息和位置的注册，并写入外部存储器；自动注册模式中，可以根据不同的地址编码，完成ID信息和位置的注册，并写入外部存储器。4、于注册机制的多点测温控制系统采用PC端上位机监控及单总线温度传感器ID注册管理系统模块和测温系统自带输入设备进行人机交互，交互方式灵活多样、简单明了。5、注册机制的多点测温控制系统引入注册机制，通过PC端上位机监控可以快速地完成出现故障传感器的更换，使得用户对系统的维护变得更加简单；通过注册或注销ID来控制测温点的数量，使得资源得以有效合理的利用，灵活的扩展性给用户对测量点的管理提供了方便。6、注册机制的多点测温控制系统上位机的监控包括高温或低温报警提醒和出现故障报警提醒，能让用户及时地进行处理，迅速恢复系统的正常工作。7、基于注册机制的多点测温控制系统采用单总线外部供电的方式，既有效避免了传感器因供电不足而带来的转换误差问题，保证了数据的精确性，又延长了数据传输的距离。附图说明图1是本技术基于注册机制的多点测温控制系统原理框图图2是本技术基于注册机制的多点测温控制系统线程示意图具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细说明。如附图1所示本技术基于注册机制的多点测温控制系统原理框图，本专利系统装置共分为五个部分1、CPU主控模块该部分是整个系统的处理核心，负责采集回来的温度数据的处理及传感器ID的识别，然后将相应的信息传输到上位机，并把上位机确认过的信息保存在外接的存储模块；2、自动注册电路该部分用于注册系统中星型联接的传感器ID，将CPU与CPLD相连的地址线与CPLD每个IO 口上的传感器ID —一进行关联，该电路可以自动辨认系统下挂传感器ID所在位置；3、手动注册电路该部分主要用来注册系统中单总线型联接的传感器ID，通过与系统时钟产生电路的时钟进行关联，将检测到传感器ID的时刻与传感器位置进行一一对应；4、ID读取电路该部分主要用于将新增或更换的传感器在远程控制端读ID，并进行离线注册，完成离线注册后，将传感器拿到对应位置进行安装并完成系统后续功能；5、上位机通信该部分主要负责传感器ID的注册管理及监控每一个传感器的工作状态，注册管理包括传感器ID的上报、注册，监控管理包括告警阈值设置、传感器工作状态等;各电路连接方式CPU主控模块I为整个系统的核心部件，ROM存储器2通过I2C协议总线与其连接，时钟电路3通过SPI总线与其连接，USB通信电路通过通用串行总线与其连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于注册机制的多点测温控制系统，包括CPU主控模块、与CPU主控模块连接的ROM外接存储器模块、USB通信电路模块、串口LCD显示电路模块、ID读取电路、系统时钟电路、矩阵键盘电路模块及PC端上位机监控和单总线温度传感器ID管理系统模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于注册机制的多点测温控制系统，包括CPU主控模块、与CPU主控模块连接的ROM外接存储器模块、USB通信电路模块、串口 LCD显示电路模块、ID读取电路、系...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖晶晶，郑志伟，唐智勇，古军海，陈浩，何婷婷，谭浩广，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：实用新型
国别省市：