便携式低功耗温度检测仪设计

摘要便携式低功耗温度检测仪主要由一体化智能温度检测模块、nRF905无线数据收发模块和LCD温度数据显示模块构成。该检测仪具有体积小、易便携、低功耗等特点，能广泛应用于楼宇自动化建设过程中的温度数据采集、仓储房间的温湿度测量及控制等方面。
关键词低功耗；便携；温度检测仪

温度测量被广泛应用于生产生活中，在工业锅炉供暖控制系统运行效果的检查，电力变压器运行状态监控，大中型恒温仓库温度控制等方面都需要对关键点的温度等参数进行实时采集和存储。该测仪系统设备少且简单，投资小对环境要求较低，能自动进行数据采集、分析和处理，并能自动记录与显示结果，可灵活应用于远程电力网监控，油田测井系统，楼宇自动化等领域。

1 系统总体结构设计
便携式低功耗检温度测仪以MSP430F247低功耗单片机为控制CPU，采用一体化智能温度传感器DS18B20作为数据采集模块，利用nRF905无线传输模块进行数据收发，检测仪设有RS232通信接口，可与计算机直接通信，同时可通过无线模块将数据按规定格式发送到上位机，由上位机进行分析及处理；实际采用方案如图1所示。

2 系统低功耗设计方案
按照超低功耗电路系统设计思想，电源电压和时钟频率是系统是否具有低功耗性能的核心，在设计硬件电路和系统软件的初期，需要考虑系统的各项功能；尽量通过编写软件来代替部分硬件电路的功能，例如可通过单片机系统的定时器功能替代时钟芯片等硬件电路来减少系统能耗，用单片机所具有的脉冲计数特性实现计数、检测等功能，另外随着节能降耗技术在实际生产生活中得到广泛推广，不同的单片机厂商都推出了具有低功耗特性的微处理器。其中以TI公司生产的MSP430超低功耗系列应用较为广泛，MSP430超低功耗系列微处理器具有低电压和低频率条件下工作的特点，该系列单片机在低功耗模式下运行电流2μA，在低电源电压范围(1．8～3．6 V)下能正常工作。同时在完整的低功耗电路系统中，外围硬件电路的设计也至关重要，在满足系统检测和控制等指标性能要求的条件下，尽量选用与系统微处理器工作电源相匹配的具有低功耗特性的电子元器件。

3 温度数据采集及传输方式设计
Dalla半导体公司的数字化温度传感器为一线总线式温度传感器，一线总线的特点方便用户组建传感器网络，新一代的DS18B20体积更小，更经济、灵活；其温度测量范围为-55～+125℃；精度为±0．5℃；现场温度以一线总线的数字方式传输，提高系统的抗干扰特性。适合与环境较为复杂的现场温度测量，如：环境控制、设备过程控制、测量类消费电子产品等。DS18B20通过单总线的方式发送和接收各种操作命令；另外该检测系统可以利用DS18B20特有的序列号特点进行扩充，可灵活应用于多点温度测量，将传感器挂在单总线上，分别放在不同的地方检测仪器设备运行温度及恒温厂房温度检测等。