李良

【摘要】在眾多的物理量中，溫度應(yīng)用是最為常見的，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)、醫(yī)療衛(wèi)生、培育種苗、工業(yè)生產(chǎn)等各行各業(yè)中，都有溫度監(jiān)控的應(yīng)用，在產(chǎn)品質(zhì)量、工藝流程的保障等方面，溫度監(jiān)測(cè)起到了極為重要的作用。

【關(guān)鍵詞】無線溫度測(cè)量系統(tǒng)溫度計(jì)量環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用

在當(dāng)前的自動(dòng)化行業(yè)中，無線溫度傳感器的應(yīng)用極為廣泛。設(shè)備具備了多個(gè)種類，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、溫度計(jì)量等方面，傳統(tǒng)有線溫度測(cè)溫儀目前已經(jīng)無法滿足上述的使用需求。本論文粗略的闡述了無線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的相關(guān)信息，如組成、特殊環(huán)境下如何應(yīng)用，并總結(jié)了其優(yōu)缺點(diǎn)，最后對(duì)其未來的發(fā)展進(jìn)行展望。對(duì)比傳統(tǒng)的有線通信而言，如下的優(yōu)勢(shì)是無線通信技術(shù)所具備的：首先，以電磁波作為傳輸介質(zhì)，光纖以及電纜不需要被架設(shè)起來，使得傳統(tǒng)運(yùn)輸中固定的周期長、高成本等問題得以避免；其次，是有線通信構(gòu)成的單片機(jī)多機(jī)通信系統(tǒng)，總線上掛接的收發(fā)器的數(shù)量受接地址編碼，收發(fā)器的數(shù)量不受限制；第三，成本、功耗都比較低、體積小、電路簡單等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)在無線通信系統(tǒng)中，其還采用了多字節(jié)的方式。在無線遙控系統(tǒng)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等方面，極為適用[1]。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了許多無線溫度測(cè)量系統(tǒng)，它們具備了許多完善的功能，同時(shí)使用上也極為便捷。同時(shí)在PC機(jī)上，它們還能夠進(jìn)行保存、顯示、統(tǒng)計(jì)等操作，甚至還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制以及警報(bào)功能。布線成本由此得以減少，同時(shí)有限傳感器存在的一些問題也得以解決。

一、無線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的組成[2.]

結(jié)合功能來對(duì)無線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行劃分，主要可以劃分為如下兩大部分：首先是無線測(cè)控終端，具體包括了如下模塊：溫度采集、處理以及發(fā)送模塊，另外部分設(shè)備為具備程序運(yùn)行功能的，如數(shù)據(jù)的接受、處理模塊、PC機(jī)以及串口通訊模塊等。兩大部分的聯(lián)系主要結(jié)合無線數(shù)據(jù)通訊來實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、接收，還可以實(shí)現(xiàn)綜合分析、計(jì)算。以射頻技術(shù)為基礎(chǔ)的此套系統(tǒng)，具備了如下的工作過程：無線數(shù)據(jù)采集方面，對(duì)環(huán)境溫度的采集，交由數(shù)字溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)，并向數(shù)據(jù)處理部分直接傳送；數(shù)據(jù)處理，數(shù)字信號(hào)被接收之后，會(huì)向?qū)?yīng)值轉(zhuǎn)換。隨后結(jié)合特定的協(xié)議格式，來打包數(shù)據(jù)，向無線收發(fā)模塊發(fā)送緩沖區(qū)寫入，在天線的幫助下，經(jīng)由無線收發(fā)模塊來傳輸數(shù)據(jù)，無線主機(jī)方面，接收數(shù)據(jù)仍然由無線收發(fā)模塊來實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)由處理模塊處理，再結(jié)合串口，向PC機(jī)傳輸；此外，無線收發(fā)模塊中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊還將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合相應(yīng)的協(xié)議格式，來解析數(shù)據(jù)，結(jié)合獲取到的指令值開展相應(yīng)的處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制采集端的目標(biāo)。

這一系統(tǒng)具備的功能如下：

（1）以移動(dòng)設(shè)備為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)、分析；

（2）對(duì)檢測(cè)信號(hào)的傳輸為無線形式，檢測(cè)終端可以同時(shí)、多個(gè)連接；

（3）移動(dòng)設(shè)備、探頭等之間的連接形式為無線，檢測(cè)人員可以不必身處現(xiàn)場(chǎng)，盡量避免因?yàn)樽陨淼暮粑⒒顒?dòng)，而影響測(cè)試結(jié)果，另外對(duì)于這部分人員的人身安全也可以得到保證。

二、無線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的特殊應(yīng)用

國內(nèi)中國安防提供了SmartNodeWTS01無線溫度傳感器，測(cè)溫范圍：-50～+150℃，主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、溫度采集以及食品、醫(yī)藥行業(yè)溫度監(jiān)測(cè)等；上海搜博實(shí)業(yè)有限公司SLWT1-1系列ZIGBEE無線溫度傳感器，測(cè)溫范圍：-25～+125℃，實(shí)現(xiàn)低成本溫度狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方案的實(shí)用型無線組網(wǎng)傳感器模塊，可廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)的各種場(chǎng)合。

本文具體進(jìn)行如下歸納，不論是在房間、醫(yī)院，或是在實(shí)驗(yàn)室、倉庫，亦或是運(yùn)輸進(jìn)程中，無線測(cè)溫儀都可用來對(duì)溫濕度進(jìn)行監(jiān)控。接下來將具體討論，起在日常監(jiān)測(cè)中，還能夠解決哪些有線傳感器解決不了的問題，比如說下列較為特殊的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。

（1）高壓密封。比如說壓力蒸汽滅菌器，如果檢測(cè)工具為有線傳感器，一旦溫度上升，會(huì)出現(xiàn)極為嚴(yán)重的漏氣問題，導(dǎo)致壓力無法達(dá)到目標(biāo)，在面對(duì)滅菌設(shè)備時(shí)，也無法實(shí)現(xiàn)法蘭密封。

（2）真空設(shè)備。比如說熱壓真空罐等，因?yàn)槭褂眠@部分設(shè)備時(shí)，都必須要對(duì)真空進(jìn)行抽取，而使用有線傳感器時(shí)，無法達(dá)到真空度要求。

（3）低溫設(shè)備、大空間。比如說大養(yǎng)護(hù)池等。如果使用的傳感器是有線的，會(huì)導(dǎo)致較長的布線，這和普通溫度記錄采集儀的使用環(huán)境溫度范圍不符，如果長期處于異常環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致儀器不工作，另外儀器供電難等問題也時(shí)有發(fā)生。

（4）環(huán)境惡劣，如噪聲、粉塵污染較為嚴(yán)重時(shí)，普通設(shè)備、人員無法長期停留，要想解決這一問題，就必須要運(yùn)用無線溫度測(cè)量儀。

（5）自動(dòng)化設(shè)備，如帶式輸送機(jī)，不論是經(jīng)濟(jì)效益，還是生產(chǎn)效率，都必須要以持續(xù)的運(yùn)行為基礎(chǔ)，檢測(cè)過程中開展有線傳感器的布線工作并不現(xiàn)實(shí)。設(shè)備具有較好的密封性，且不存在測(cè)試孔，將對(duì)有線傳感器產(chǎn)生影響，所以無線傳感器開展測(cè)量將是最佳選擇。

三、無線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與不足

在進(jìn)行日常溫度校準(zhǔn)時(shí)，布線是一項(xiàng)極為繁重的工作，如果布線時(shí)間較長，將會(huì)對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境產(chǎn)生影響，要想檢測(cè)溫度濕度等，在必須要在環(huán)境再次穩(wěn)定后進(jìn)行，工作效率受到影響，并且檢測(cè)進(jìn)程中，傳感器受到破壞的紀(jì)律較高。上述諸多問題，如果能夠采用無線溫度測(cè)量儀，必將得以解決。在其他方面，這一設(shè)備也存在較為顯著的優(yōu)勢(shì)：如存儲(chǔ)記錄、傳感器的一體化；距離不會(huì)對(duì)傳輸產(chǎn)生影響；電源方面因?yàn)槭褂昧藘?nèi)置電池，所以不會(huì)存在限制；儀器設(shè)備如果可以由有線溫度測(cè)量儀去測(cè)量，那么必然也可以應(yīng)用無線溫度測(cè)量儀；和上位機(jī)通訊時(shí)，具備了如下功能，能夠自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、判定結(jié)果等。

但仍然有一些問題存在：就當(dāng)前的技術(shù)水平來說，其溫度記錄的范圍并不廣。要想具備較高的準(zhǔn)確定、同時(shí)還要具備穩(wěn)定的性能，就需要對(duì)一些價(jià)格昂貴的進(jìn)口測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行購買。內(nèi)置電池雖然減少了電源方面的限制，但是生命有限，需要經(jīng)常更換。紅外輻射等設(shè)備不可應(yīng)用該測(cè)量設(shè)備，如果設(shè)備為微波加熱，同樣也不可應(yīng)用，因?yàn)椴灰咨岬慕饘偻鈿?，?huì)導(dǎo)致爆炸問題的出現(xiàn)。

四、結(jié)語

目前，無線溫度測(cè)量儀還存在一些不足，比較常見的溫度記錄范圍在-40℃～+135℃，高溫段的技術(shù)問題難以解決，需要進(jìn)一步的研究探索，以便推廣使用。

參考文獻(xiàn)

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