一种无线测温系统的设计与实现( 三 ) 为了降低测温系统的安装难度

2.5V基准稳压电路供温度测量电路和电池电压测量电路作电压分压电源使用，并将基准电压输入MCU基准电压输入口，以提供准确的ADC基准电压。电源管理电路3.3V低压差线性稳压器将USB接口提供的电压转化成稳定的3.3V电压，供USB转串口电路、看门狗电路、RF无线传输电路、MCU使用。

文章图片
图6电源管理电路
3软件设计
系统测试温度的方式包括空中匹配和主动上报两种模式。
3.1空中匹配模式
空中匹配模式程序流程如图7所示。

文章图片
图7空中匹配模式程序流程
在从温度感知单元中， MCU对看门狗电路进行操作。温度检测电路将温度传感器所采集的被测物体的温度值保存在MCU中，锂电池电压测量电路测量锂电池的电压并将电压保存至MCU中。 MCU将RF无线传输模块设置为接收模式，接收主温度汇集单元发送的读取信息指令，根据读取指令将锂电池的电压值和被测物体的温度值数据发送至主温度汇集单元，发送完毕后进入睡眠状态。
从温度感知单元在睡眠状态无法接收主温度汇集单元的指令，直到其睡眠周期超时后才能接收和回复，睡眠周期在1～65535s之间可设。主温度汇集单元将被测物体温度值和锂电池电压存储在MCU的Modbus表中以供主机通过USB接口使用Modbus规约读取。
此模式适合移动物体抄读温度数据，如安装主温度汇集单元的巡检机器人、安装主温度汇集单元的手机、人为巡检等。
3.2主动上报模式
主动上报模式程序流程如图8所示。

文章图片
图8主动上报模式程序流程
从温度感知单元进入睡眠超低功耗状态，睡眠周期到达后，模块转为工作状态：①进行看门狗喂狗操作；②温度传感器测量温度；③进行电池电压检测；④模块发送采集的被测物体温度信息和锂电池电量信息。若发送完毕后接收到主温度汇集单元应答，模块进入低功耗睡眠模式。若未收到应答，模块继续发送直至超过重发次数，模块进入低功耗睡眠模式。
此模式适合固定在从模块附近不移动主机，如安装主温度汇集单元的融合终端、安装主温度汇集单元的台式计算机等。
【一种无线测温系统的设计与实现】从温度感知单元与主温度汇集单元之间采用主动上报和空中匹配两种工作方式进行交互，使用灵活，可以有效降低产品的功耗。主机根据获取的锂电池的电压信息，可判断当前从温度感知单元的电量使用情况，现场运维人员根据从温度感知单元电量情况进行维护，如电量低时更换电池或者更换设备。
4产品外形结构设计
4.1从温度感知单元结构
从温度感知单元外形设计为表带形状，方便现场固定安装。温度传感器触头使用引线引出，在安装时可与被测物体测温点贴合更紧密，测试温度更加准确。从温度感知单元共有三种颜色样式，分别为黄、绿、红三色，三种颜色搭配安装，更容易区分且不易出错。从温度感知单元实物如图9所示。

文章图片
图9从温度感知单元实物
4.2主温度汇集单元结构
主温度汇集单元外形为方形盒状结构，天线和USB连接线通过连接器引出，在外部面板上有设备工作状态的指示灯。主温度汇集单元实物如图10所示。