基于CAN总线通信的一体式链式温度测量系统的制作方法

基于can总线通信的一体式链式温度测量系统
技术领域
1.本实用新型涉及岩土监测及传感器领域，具体是一种基于can总线通信的一体式链式温度测量系统。


背景技术：

2.河流作为一个完整的生态系统，水库大坝的开发改变了原有河道生态系统，阻断了原有河流的水流连续性，对下游的河流流态、水文情势、水温过程等造成了显著的影响。水库蓄水使水温分层较明显，不同时节水库水温的分层有较大差距，水温是环境评价的重要因子之一，其对水生态系统中的物理、化学和过程起着重要作用。水库水温的时空分布特征及其水温累积影响过程对于评价水利工程建设对环境的影响具有重要意义。对本实用新型研究一种一体式链式水温测量装置来实时测量水库不同高程的水温。
3.中国专利“一种菊花链二线制温度测量系统”(申请号：202021168454.7)提到了一种链式的温度测量装置，装置采用电流模式的模拟量传输信号，其需要信号调制模块将模拟量信号转换为数字信号才能进一步处理，而且温度检测从模块之间的通信方式较繁琐，需要上一级的温度检测从模块打开下位总线开关，才能与下一级温度检测从模块连接，然后进行采样和数据传输，若中间的温度检测从模块故障，整个链路就被迫中断。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种基于can总线通信的一体式链式水温测量装置，通过微处理器和can总线实现不同温度传感器之间的通讯，运用紧凑的电路及结构设计，配合内部钢丝绳和防水套管式结构，使其易于安装及自动化测量。
5.一种基于can总线通信的一体式链式温度测量系统，包括采集通信装置及与采集通信装置采用can通信连接的一体式链式温度测量装置，所述一体式链式温度测量装置包括至少两个通过can通信串联连接的测量单元，各测量单元之间通过电源及通信电缆连接，其中第一个测量单元与采集通信装置通过电源及通信电缆连接；所述采集通信装置包括第一微处理器、与第一微处理器连接的第一can总线通信模块、通信模块、存储芯片、电源模块；所述测量单元包括第二微处理器、与第二微处理器连接的第二can总线通信模块和温度传感器；各测量单元的第二can总线通信模块依次串联连接，第一个测量单元的第二can总线通信模块与采集通信装置的第一can总线通信模块连接。
6.进一步的，所述通信模块包括以太网通信模块、蓝牙通信模块。
7.进一步的，第二微处理器通过spi接口与温度传感器连接，温度传感器按照设置的时间及通信指令采集传感器数据，第二微处理器按照拟定的通信协议解析和封装数据包，当接收到采集通信装置的广播帧后，各测量单元按照广播帧拟定的时间分时上传采集的包含温度数据的数据通信帧。
8.进一步的，测量单元与钢丝绳固定，钢丝绳装入防水套管，防水套管的一头封闭，另一头露出电源及通信电缆，露出的电源及通信电缆与采集通信装置连接，一体式链式水
温测量装置置于水中，采集通信装置安装在岸边。
9.本实用新型具有如下有益效果：
10.1、本实用新型运用温度传感器的分布式设计，解决了水下温度的分层自动化测量；
11.2、本实用新型采用can通信连接所有的温度测量单元，确保通信传输的便利和可靠性；
12.3、本实用新型通过手机app，可现场查看实时及历史数据；
13.4、本实用新型运用微处理器及自身flash等存储芯片作为存储空间，既保证测量数据不丢失，又极大的减小温度测量单元的体积；
14.5、本实用新型采用软链式结构，内部的钢丝绳保证不易断链，外部套管式结构，非测量时类似线缆盘成一卷，便于收纳及运输。
附图说明
15.图1是本实用新型的电路模块框图；
16.图2是本实用新型的电路结构示意图。
17.图中：10—采集通信装置，20—测量单元，11—第一微处理器，12—第一can总线通信模块，13—以太网通信模块，14—蓝牙通信模块，15—存储芯片，21—第二微处理器，22—第二can总线通信模块，23—温度传感器。
具体实施方式
18.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.请参阅图1及图2，为本实用新型基于can总线通信的一体式链式温度测量系统其中一个实施例，包括采集通信装置10及与采集通信装置10采用can通信连接的一体式链式温度测量装置，所述一体式链式温度测量装置包括至少两个通过can通信串联连接的测量单元20，各测量单元20之间通过电源及通信电缆连接，其中第一个测量单元20与采集通信装置10通过电源及通信电缆连接。
20.所述采集通信装置10包括第一微处理器11、与第一微处理器11连接的第一can总线通信模块12、以太网通信模块13、蓝牙通信模块14、存储芯片15、电源模块16。第一微处理器11通过第一can总线通信模块12与一体式链式水温测量装置的第一个测量单元20保持通信，确保各测量单元20的数据准确及时的传输，通过以太网通信模块13与软件系统保持通信，将一体式链式温度测量装置所测的水温数据上传到软件系统，通过与蓝牙通信模块14连接，可操作手机app实时采集水温数据，及查看存储芯片15中的历史数据；电源模块16可提供稳定的电压为各测量单元20提供稳定可靠的电压；存储芯片15可保存装置的配置参数及采集的历史数据，保证数据的可靠性。
21.所述测量单元20包括第二微处理器21、与第二微处理器21连接的第二can总线通
信模块22和温度传感器23。所述温度传感器23用于采集温度数据，并传送至第二微处理器21，各测量单元20的第二can总线通信模块22依次串联连接，第一个测量单元20的第二can总线通信模块22与采集通信装置10的第一can总线通信模块12连接；采集通信装置10通过第一can总线通信模块12将电源模块16的电压提供给各测量单元20的第二can总线通信模块22，进而提供给第二微处理器21；第二微处理器21将温度传感器23采集的温度数据通过第二can总线通信模块22传送至采集通信装置10的第一can总线通信模块12。
22.各测量单元20负责定时采集温度传感器23的读数，以及通过第二can总线通信模块22上传采集到的数据到采集通信装置10，采集通信装置10将数据保存在本地的存储芯片15中，也可通过以太网模块13上传到软件系统，根据现场的布设条件，采集通信装置10中的以太网通信模块13也可替换4g等无线通信模块。
23.每个测量单元20的芯片都选择满足功能的最小封装，这样尽可能地减少每个测量单元20的体积，这样连接好的测量单元20通过与钢丝绳固定，再装入防水套管，防水套管的一头是封闭的，另一头露出电源及通信电缆，露出的电源及通信电缆与采集通信装置20连接，一体式链式水温测量装置将置于水中，采集通信装置10将安装在岸边。
24.每个测量单元20中的第二微处理器21通过spi接口与温度传感器23连接，温度传感器23按照设置的时间及通信指令采集传感器数据，第二微处理器21按照拟定的通信协议解析和封装数据包。当接收到采集通信装置10的广播帧后，各测量单元20按照广播帧拟定的时间，分时上传采集的包含温度数据的数据通信帧，确保数据传输的安全及畅通。
25.本实用新型采用链式结构将温度测量单元进行串联，但电源及通信电缆与温度测量单元是相对独立的，若其中有温度测量单元出现损坏的情况，不会影响整个链路其他测量单元的通信，提高了设备的可靠性。
26.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。