(12)实用新型专利
(10)授权公告号(10)授权公告号 CN 204422072 U (45)授权公告日(45)授权公告日 2015.06.24
(21)申请号 201520150274.9(22)申请日 2015.03.17
(73)专利权人太原市同心得科贸有限公司
地址030006 山西省太原市高新区产业路
48号新岛科技园C座418室(72)发明人李利明 王兴 段永强 白墅洁
李宝金(74)专利代理机构河南大象律师事务所 41129
代理人尹周(51)Int.Cl.
G01J 5/00(2006.01)G08C 19/00(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
权利要求书1页 说明书3页 附图4页
(54)实用新型名称
基于STM32的红外温度传感器(57)摘要
本实用新型涉及一种基于STM32的红外温度传感器，包括温度采集单元，数据处理单元，RS485数据传输单元，电压信号输出单元以及数据显示单元，温度采集单元把采集到的温度信号转化为电信号传送到数据处理单元，经数据处理单元转化处理后将信号传送给RS485数据传输单元和电压信号输出单元，并且转化为RS485信号和电压信号，从而把信号传送出去，同时数据处理单元把数据发送给数据显示单元进行温度值的显示。本实用新型具有体积小、成本低、精度高、无接触以及信号远距离传输等特点，可实现在其视场范围内对难以接触区域或危险区域进行实时、连续的温度测量，有效降低了作业时的危险系数。 C N 2 0 4 4 2 2 0 7 2 U CN 204422072 U
权 利 要 求 书
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1.一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：包括
温度采集单元，用于将采集到的温度信号转化为电信号发送给数据处理单元；数据处理单元，以STM32为核心处理器，用于对接收到的电信号进行处理转化为RS485信号与电压信号并将该处理后的信号发送给RS485数据传输单元和电压信号输出单元；
RS485数据传输单元，用于接收数据处理单元发送的RS485信号并将该信号通过RS485总线进行传输；
电压信号输出单元，用于接收数据处理单元发送的电压信号并将该信号通过SPI总线进行传输；以及
数据显示单元，用于接收数据处理单元发送的处理信号并进行显示。2.根据权利要求1所述的一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：所述RS485数据传输单元采用MAX3485的通讯芯片。
3.根据权利要求2所述的一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：所述MAX3485的第1引脚RXD与STM32的第31引脚 UART_RXD连接，用于将RS485总线的数据转换为串行数据发送给STM32； MAX3485的第2引脚CE与第3引脚DE连接到STM32的第29引脚PA8上，用于通过STM32的引脚PA8控制RS485总线的收发数据； MAX3485的第4引脚TXD与STM32的第30引脚UART_TXD连接，用来接收STM32的串行数据发送到RS485总线； MAX3485的第6引脚A和第7引脚B与RS485总线连接，用于数据的远程传输。
4.根据权利要求1所述的一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：所述温度采集单元采用MLX90614的采集芯片。
5.根据权利要求4所述的一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：所述MLX90614的第1引脚SCL与STM32的第42引脚PB6连接，用于对I2C总线提供时钟信号；MLX90614的第2引脚SDA与STM32的第43引脚PB7连接，用于作为I2C总线的数据引脚进行数据传输。
6.根据权利要求1所述的一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：所述电压信号输出单元采用DAC7512的输出芯片。
7.根据权利要求6所述的一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：所述DAC7512的第4引脚Din与STM32的第17引脚PA7连接，用于输出数字信号到DAC7512；DAC7512的第5引脚SCLK与STM32的第15引脚PA5连接，用于为SPI总线提供时钟信号；DAC7512的第6引脚SYNC与STM32的第14引脚PA4连接，用于通过该引脚使DAC7512正常工作。
8.根据权利要求1所述的一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：所述数据显示单元采用HT1621的显示芯片。
9.根据权利要求8所述的一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：所述HT1621的第1引脚CS与STM32的第11引脚PA1连接，用于通过该引脚使HT1621正常工作；HT1621的第3引脚WR与STM32的第12引脚PA2连接，用于选择读写信号的方向；HT1621的第4引脚DATA与STM32的第13引脚PA3连接，用于通过引脚发送数据到数字显示屏。
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说 明 书
基于STM32的红外温度传感器
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技术领域
本实用新型涉及一种红外温度传感器，尤其涉及一种远距离数据传输以及对温度值进行连续测量的基于STM32的红外温度传感器，它能够将采集到的温度信号转化为电压信号和RS485信号，并通过传输单元传输出去。
[0001]
背景技术
随着温度传感器的发展，尤其是无接触红外测温技术的成熟应用，使红外测温在工业控制应用中更加安全、方便、可靠以及易于集成。而在已有的工业控制中，涉及红外温度测量、远距离传输以及RS485数据传输还没有得到很好的应用。
[0002]
发明内容
本实用新型的目的在于，针对上述缺陷，提供一种基于STM32的红外温度传感器，可实现无接触红外温度的连续测量与RS485接口数据传输，同时还能满足测量数据的远距离输送。
[0004] 为了达到上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：[0005] 一种基于STM32的红外温度传感器，其特征在于：包括[0006] 温度采集单元，用于将采集到的温度信号转化为电信号发送给数据处理单元；[0007] 数据处理单元，以STM32为核心处理器，用于对接收到的电信号进行处理转化为RS485信号与电压信号并将该处理后的信号发送给RS485数据传输单元和电压信号输出单元；
[0008] RS485数据传输单元，用于接收数据处理单元发送的RS485信号并将该信号通过RS485总线进行传输；
[0009] 电压信号输出单元，用于接收数据处理单元发送的电压信号并将该信号通过SPI总线进行传输；以及
[0010] 数据显示单元，用于接收数据处理单元发送的处理信号并进行显示。[0011] 进一步的，所述RS485数据传输单元采用MAX3485的通讯芯片。[0012] 进一步的，所述MAX3485的第1引脚RXD与STM32的第31引脚 UART_RXD连接，用于将RS485总线的数据转换为串行数据发送给STM32； MAX3485的第2引脚CE与第3引脚DE连接到STM32的第29引脚PA8上，用于通过STM32的引脚PA8控制RS485总线的收发数据； MAX3485的第4引脚TXD与STM32的第30引脚UART_TXD连接，用来接收STM32的串行数据发送到RS485总线； MAX3485的第6引脚A和第7引脚B与RS485总线连接，用于数据的远程传输。[0013] 进一步的，所述温度采集单元采用MLX90614的采集芯片。
[0003]
进一步的，所述MLX90614的第1引脚SCL与STM32的第42引脚PB6连接，用于对I2C总线提供时钟信号；MLX90614的第2引脚SDA与STM32的第43引脚PB7连接，用于作为I2C总线的数据引脚进行数据传输。
[0014]
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CN 204422072 U[0015]
说 明 书
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进一步的，所述电压信号输出单元采用DAC7512的输出芯片。[0016] 进一步的，所述DAC7512的第4引脚Din与STM32的第17引脚PA7连接，用于输出数字信号到DAC7512；DAC7512的第5引脚SCLK与STM32的第15引脚PA5连接，用于为SPI总线提供时钟信号；DAC7512的第6引脚SYNC与STM32的第14引脚PA4连接，用于通过该引脚使DAC7512正常工作。[0017] 进一步的，所述数据显示单元采用HT1621的显示芯片。[0018] 进一步的，所述HT1621的第1引脚CS与STM32的第11引脚PA1连接，用于通过该引脚使HT1621正常工作；HT1621的第3引脚WR与STM32的第12引脚PA2连接，用于选择读写信号的方向；HT1621的第4引脚DATA与STM32的第13引脚PA3连接，用于通过引脚发送数据到数字显示屏。
[0019] 本实用新型的有益效果：本实用新型的红外温度传感器采用MLX90614作为温度采集单元，以STM32为核心处理器，并把温度信号转化为相应的RS485信号和电压信号，然后通过SPI总线控制电压信号输出单元输出0—5V的电压信号以及通过RS485总线进行数据的传输，可实现在其视场范围内对难以接触区域或危险区域进行实时、连续的温度测量，有效降低了作业时的危险系数。此外该传感器具有体积小、成本低、精度高、无接触以及信号远距离传输等特点，可广泛适用于日常生活、农业生产、工业控制和食品安全等方面。附图说明
图1为本实用新型基于STM32的红外温度传感器的结构框图；[0021] 图2为本实用新型基于STM32的红外温度传感器的电气连接图；
[0022] 图3为本实用新型基于STM32的红外温度传感器的温度采集单元的电气连接图；[0023] 图4为本实用新型基于STM32的红外温度传感器的RS485数据传输单元的电气连接图；
[0024] 图5为本实用新型基于STM32的红外温度传感器的电压信号传输单元的电气连接图；
[0025] 图6为本实用新型基于STM32的红外温度传感器的数据显示单元的电气连接图；[0026] 图7为本实用新型基于STM32的红外温度传感器的RS485数据传输单元的电路结构图。
[0020]
具体实施方式
[0027] 本实用新型的基于STM32的红外温度传感器是一种可实现无接触红外温度测量与RS485接口数据传输的红外温度传感器。[0028] 如图1所示，本实用新型基于STM32的红外温度传感器，包括：RS485数据传输单元U1，温度采集单元U2，电压信号输出单元U3，数据显示单元U4和数据处理单元U7，除此之外，还有电源模块。
[0029] 电源模块为本实用新型的红外温度传感器进行供电，温度采集单元U2将采集到的温度信号转化为电信号发送到数据处理单元U7，经数据处理单元U7对接收到的电信号进行处理后转化为RS485信号与电压信号并将该处理后的信号发送给RS485数据传输单元U1和电压信号输出单元U3进行数据输出，同时数据处理单元U7把数据发送给数据显示单
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元U4进行温度值的显示。
[0030] 本实用新型中温度采集单元U2采用Melexis 公司的MLX90614芯片，数据处理单元U7采用ARM公司最新内核Cortex-M3的32位CPU——STM32，电压信号输出单元U3采用TI公司的DAC7512芯片，RS485数据传输单元U1采用MAXIM公司的MAX3485芯片，数据显示单元U4采用HOLTEK公司的HT1621芯片，电源模块采用LM3100的供电芯片。[0031] 为了更进一步的了解本实用新型的实施方式，下面将结合附图分别介绍本实用新型的温度采集单元U2、RS485数据传输单元U1、电压信号传输单元U3以及数据显示单元U4与数据处理单元U7之间的电气连接方式。[0032] 如图2、3所示，温度采集单元U2采用MLX90614的采集芯片。所述MLX90614的第1引脚SCL与STM32的第42引脚PB6连接，用于对I2C总线提供时钟信号；MLX90614的第2引脚SDA与STM32的第43引脚PB7连接，用于作为I2C总线的数据引脚进行数据传输。[0033] 如图2、4所示，RS485数据传输单元U1采用MAX3485的通讯芯片。所述MAX3485的第1引脚RXD与STM32的第31引脚 UART_RXD连接，用于将RS485总线的数据转换为串行数据发送给STM32； MAX3485的第2引脚CE与第3引脚DE连接到STM32的第29引脚PA8上，用于通过STM32的引脚PA8控制RS485总线的收发数据； MAX3485的第4引脚TXD与STM32的第30引脚UART_TXD连接，用来接收STM32的串行数据发送到RS485总线； MAX3485的第6引脚A和第7引脚B与RS485总线连接，用于数据的远程传输。[0034] 参见图7所示的是RS485数据传输单元U1的电气结构图，SP1为选择端子，此选择端子通过1号引脚连接到MAX3485的6号引脚，同时该选择端子通过2号引脚与匹配电阻R2电阻相连。匹配电阻R2用于RS485总线的阻抗匹配。GJ1、GJ2与TJ1、TJ2均为电压保护元件，可有效防止MAX3485免受雷电浪涌的损坏。R1为限流电阻。U1为MAX3485芯片，该芯片的6号引脚A和7号引脚B分别与RS485总线的RS485_A和RS485_B连接，GJ1与TJ1连接到RS485_B上，GJ2与TJ2连接到RS485_A上。[0035] 如图2、5所示，电压信号输出单元U3采用DAC7512的输出芯片。所述DAC7512的第4引脚Din与STM32的第17引脚PA7连接，用于输出数字信号到DAC7512；DAC7512的第5引脚SCLK与STM32的第15引脚PA5连接，用于为SPI总线提供时钟信号；DAC7512的第6引脚SYNC与STM32的第14引脚PA4连接，用于通过该引脚使DAC7512能够正常工作。[0036] 如图2、6所示，数据显示单元U4采用HT1621的显示芯片。所述HT1621的第1引脚CS与STM32的第11引脚PA1连接，用于通过该引脚使HT1621能够正常工作；HT1621的第3引脚WR与STM32的第12引脚PA2连接，用于选择读写信号的方向；HT1621的第4引脚DATA与STM32的第13引脚PA3连接，用于通过引脚发送数据到数字显示屏。[0037] 本实用新型的红外温度传感器的电源供电主芯片为LM3100，输入电压范围为5V——36V，输出电流可达到1.5A，电源开关频率可达1MHZ。输出电压范围可调，极高的电压利用率。LM3100只需要极少的外部元件，不需要作环路补偿，具有超快速的瞬态响应。为其它测量和控制元件提供了安全可靠的供电电压，从而消除了因市电波动对红外温度传感器性能的影响。
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