一種便攜式溫度自動(dòng)監(jiān)測記錄儀＊

雷群敏

一種便攜式溫度自動(dòng)監(jiān)測記錄儀＊

雷群敏

（四川省甘孜州氣象局，四川 成都 610043）

公開了一種便攜式保溫箱和冷藏箱溫度自動(dòng)監(jiān)測記錄儀，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能強(qiáng)大、操作便攜等優(yōu)點(diǎn)，可以進(jìn)行固定或移動(dòng)式遠(yuǎn)程溫度自動(dòng)化監(jiān)測，具備良好的行業(yè)特征和推廣價(jià)值。

便攜式溫度記錄儀；自動(dòng)化溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測；冷藏箱；保溫箱

1 前言

本文公開了一種便攜式保溫箱和冷藏箱溫度記錄儀，其包括便攜式殼體及設(shè)置在便攜式殼體內(nèi)的控制電路；便攜式殼體正面設(shè)置有顯示屏及設(shè)置在所述顯示屏下方的功能按鍵，便攜式殼體背面設(shè)置有SIM卡槽及與SIM卡槽扣合的擋板，便攜式殼體頂部設(shè)置有溫度傳感器接口，溫度傳感器接口通過傳輸線與溫度傳感器連接，便攜式殼體底部分別設(shè)置有打印接口和通訊接口。本實(shí)用新型通過溫度傳感器接口及傳輸線與溫度傳感器連接，能夠?qū)Ω鞣N保溫箱和冷藏箱的溫度進(jìn)行有效監(jiān)測，并利用打印接口和通訊接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便攜等優(yōu)點(diǎn)。可以用于固定或移動(dòng)式的遠(yuǎn)程溫度自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測。

2 技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于保溫箱和冷藏箱溫度監(jiān)測自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體包括一種便攜式保溫箱和冷藏箱記錄儀。

3 背景技術(shù)

在食品及藥品等溫度敏感行業(yè)中，原材料的生產(chǎn)配送和銷售環(huán)節(jié)都要特別注意保持溫度的一致性以保證產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定，在由許多先進(jìn)的制冷保暖設(shè)備支持下的溫度敏感行業(yè)的物流和倉儲(chǔ)系統(tǒng)中，由于溫度出現(xiàn)不允許的變化波動(dòng)而導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，給行業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失。此外，溫度敏感行業(yè)的物流系統(tǒng)中有很多的利益相關(guān)者，一旦發(fā)生上述的產(chǎn)品質(zhì)量事故，責(zé)任難以界定，究其原因，很大程度上都是因?yàn)槲锪飨到y(tǒng)運(yùn)行過程中溫度監(jiān)控不力造成的。正是基于這點(diǎn)，電子溫度記錄儀器作為第三方監(jiān)測者，得到了廣泛的應(yīng)用。

目前，已經(jīng)有很多種類型的電子溫度記錄儀器面市，但大多采用在保溫箱和冷藏箱內(nèi)封裝溫度傳感器的方式進(jìn)行溫度監(jiān)測，因此無法應(yīng)用于未集成溫度傳感器的普通保溫箱和冷藏箱等，并且現(xiàn)有的電子溫度記錄儀器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本較高，無法形成有效的推廣應(yīng)用。

4 實(shí)用技術(shù)新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種便攜式保溫箱和冷藏箱記錄儀，旨在解決既有方法中存在的技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種便攜式保溫箱和冷藏箱溫度記錄儀，包括便攜式殼體及設(shè)置在所述便攜式殼體內(nèi)的控制電路；所述便攜式殼體正面設(shè)置有顯示屏及設(shè)置在所述顯示屏下方的功能按鍵，所述便攜式殼體背面設(shè)置有SIM卡槽及與所述SIM卡槽扣合的擋板，所述便攜式殼體頂部設(shè)置有溫度傳感器接口，所述溫度傳感器接口通過傳輸線與溫度傳感器連接，所述便攜式殼體底部分別設(shè)置有打印接口和通訊接口。

5 本實(shí)用新型的有益效果

本實(shí)用新型通過溫度傳感器接口及傳輸線與溫度傳感器連接，能夠針對各種保溫箱和冷藏箱的溫度進(jìn)行自動(dòng)化有效監(jiān)測，并利用打印接口和通訊接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，也可以利用背部的嵌入式4G數(shù)據(jù)卡實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸監(jiān)測到的數(shù)據(jù)到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，通過后臺(tái)軟件進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢、監(jiān)測等，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便攜等優(yōu)點(diǎn)。

6 具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合圖1及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型實(shí)施例的主要解決方案為：一種便攜式保溫箱和冷藏箱記錄儀，包括便攜式殼體及設(shè)置在所述便攜式殼體內(nèi)的控制電路；所述便攜式殼體正面設(shè)置有顯示屏及設(shè)置在所述顯示屏下方的功能按鍵，所述便攜式殼體背面設(shè)置有SIM卡槽及與所述SIM卡槽扣合的擋板，所述便攜式殼體頂部設(shè)置有溫度傳感器接口，所述溫度傳感器接口通過傳輸線與溫度傳感器連接，所述便攜式殼體底部分別設(shè)置有打印接口和通訊接口。

1—便攜式殼體；2—顯示屏；3—功能按鍵；4—溫度傳感器接口；5—打印接口；6—通訊接口。

上述便攜式殼體采用方形結(jié)構(gòu)，并在殼體下部設(shè)置漸變邊緣，形成便于用戶便攜式的握持部；便攜式殼體的正面上方設(shè)置有顯示屏，用于顯示采集的溫度數(shù)據(jù)及功能設(shè)置等其他數(shù)據(jù)；便攜式殼體的正面下方設(shè)置有4個(gè)功能按鍵，例如設(shè)置鍵、“+”鍵、“-”鍵及開關(guān)機(jī)鍵，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定及開關(guān)機(jī)；便攜式殼體的頂部設(shè)置有溫度傳感器接口，溫度傳感器接口通過傳輸線與溫度傳感器連接，傳輸線可以采用一路或兩路接口與溫度傳感器連接，實(shí)現(xiàn)單個(gè)或多個(gè)保溫箱和冷藏箱進(jìn)行溫度采集；便攜式殼體的底部分別設(shè)置有打印接口和通訊接口，打印接口用于與打印機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)將采集數(shù)據(jù)打印輸出，通訊接口用于與外部終端（比如電腦）連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出及電池充電；便攜式殼體的背面設(shè)置有SIM卡槽，用于安裝SIM卡進(jìn)行GPRS通信，并SIM卡槽設(shè)置有擋板進(jìn)行扣合固定。

本實(shí)用新型的控制電路如圖2所示，上述控制電路包括主芯片，分別與主芯片連接的GPRS模塊、按鍵、鋰電池、蜂鳴器、存儲(chǔ)芯片、時(shí)鐘芯片、USB芯片和通訊芯片；所述GPRS模塊還與天線及安裝在SIM卡槽內(nèi)的SIM卡接口連接；所述USB芯片通過打印接口與打印機(jī)連接；所述通訊芯片通過通訊接口與外部終端連接。

圖2 本實(shí)用新型的控制電路示意圖

本實(shí)用新型的控制電路原理如圖3所示，上述主芯片U1采用ATMEGA64單片機(jī)，所述主芯片U1的引腳1連接供電電源，所述主芯片U1的引腳2與蜂鳴器U2連接，所述主芯片U1的引腳4與溫度傳感器接口P1連接，所述主芯片U1的引腳11、12與USB芯片U3連接，所述主芯片U1的引腳13、14、15、16與按鍵連接，所述主芯片U1的引腳17、18與通訊芯片U4連接，所述主芯片U1的引腳21連接供電電源，所述主芯片U1的引腳22接地，所述主芯片U1的引腳26、27與GPRS模塊U5連接，所述主芯片U1的引腳34至48與顯示屏LCD連接，所述主芯片U1的引腳52連接供電電源，所述主芯片U1的引腳53接地，所述主芯片U1的引腳56、57、58、59與存儲(chǔ)芯片U6連接，所述主芯片U1的引腳60、61、62與時(shí)鐘芯片U7連接。

圖3 本實(shí)用新型的控制電路原理圖

上述蜂鳴器U2的正極與供電電源連接，所述蜂鳴器U2的負(fù)極與主芯片U1的引腳2連接；蜂鳴器用于當(dāng)采集的保溫箱和冷藏箱溫度異常時(shí)根據(jù)主芯片生成報(bào)警信號(hào)發(fā)出蜂鳴報(bào)警。

上述溫度傳感器接口P1的引腳1通過第一電阻R1分別與主芯片U1的引腳4及第一電容C1連接，所述溫度傳感器接口P1的引腳2接模擬地，所述第一電容C1的另一端接模擬地；溫度傳感器接口P1通過傳輸線與溫度傳感器連接，對保溫箱和冷藏箱溫度進(jìn)行采集，并將采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸至主芯片U1。

上述USB芯片U3采用SP232串口轉(zhuǎn)換芯片，所述打印接口采用USB接口，所述USB芯片U3的引腳1通過第二電容C2與引腳3連接，所述USB芯片U3的引腳2通過第三電容C3與引腳16連接，所述USB芯片U3的引腳16還與供電電源連接，所述USB芯片U3的引腳4通過第四電容C4與引腳5連接，所述USB芯片U3的引腳6通過第五電容C5與引腳15連接，所述USB芯片U3的引腳15接地，所述USB芯片U3的引腳11與主芯片的引腳11連接，所述USB芯片U3的引腳12與主芯片U1的引腳12連接，所述USB芯片U3的引腳13與USB接口的引腳2連接，所述USB芯片U3的引腳14與USB接口的引腳3連接，USB接口的引腳4接地。USB接口安裝在便攜式殼體底部，使得記錄儀通過USB接口與打印機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

上述通訊芯片U4采用CH341T串口芯片，所述通訊接口采用microusb接口，所述通訊芯片U4的引腳6、13、20均連接供電電源，所述通訊芯片U4的引腳11、12均接地，所述通訊芯片U4的引腳7與主芯片U1的引腳17連接，所述通訊芯片U4的引腳8與主芯片U1的引腳18連接，所述通訊芯片U4的引腳9和引腳10分別通過第六電容C6和第七電容C7接地，且引腳9和引腳10之間通過接線端子XT1連接，所述通訊芯片U4的引腳3與通訊接口的引腳2連接，所述通訊芯片U4的引腳4與通訊接口的引腳3連接，所述通訊芯片U4的引腳19接地，所述通訊接口的引腳5接地。microusb接口安裝在便攜式殼體底部，使得記錄儀通過microusb接口與外部終端（如電腦）連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出及電池充電。

上述按鍵包括第一按鍵K1、第二按鍵K2、第三按鍵K3和第四按鍵K4，所述第一按鍵K1的一端通過第二電阻R2與主芯片U1的引腳16連接，所述第二按鍵K2的一端通過第三電阻R3與主芯片U1的引腳15連接，所述第三按鍵K3的一端通過第四電阻R4與主芯片U1的引腳14連接，所述第四按鍵K4的一端通過第五電阻R5與主芯片U1的引腳13連接，所述第一按鍵K1、第二按鍵K2、第三按鍵K3和第四按鍵K4的另一端均接地。按鍵安裝在便攜式殼體的正面下方，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定及開關(guān)機(jī)功能。

上述顯示屏LCD采用LCD12864液晶屏，所述顯示屏LCD的引腳1接地，所述顯示屏LCD的引腳2連接供電電源，所述顯示屏LCD的引腳3至引腳17依次與主芯片U1的引腳48至34連接。顯示屏LCD安裝在便攜式殼體的正面上方，實(shí)現(xiàn)顯示采集的溫度數(shù)據(jù)及功能設(shè)置等其他數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型中GPRS模塊原理如圖4所示，上述GPRS模塊U5采用SIM900A模塊，所述SIM卡接口J1采用SIM-F接口，所述GPRS模塊U5的引腳9與主芯片U1的引腳27連接，所述GPRS模塊U5的引腳10與主芯片U1的引腳26連接，所述GPRS模塊U5的引腳16通過第八電容C8接地且通過第六電阻R6連接供電電源，所述GPRS模塊的引腳26通過第九電容C9接地，所述GPRS模塊的引腳18、29、39、45、46均接地，所述GPRS模塊的引腳48通過第七電阻R7與SIM卡接口的引腳3連接，所述GPRS模塊的引腳49通過第八電阻R8與SIM卡接口J1的引腳2連接，所述GPRS模塊的引腳51與SIM卡接口J1的引腳1連接且通過第十電容C10接地，所述SIM卡接口J1的引腳5接地，所述GPRS模塊U5的引腳55、56、57均連接供電電源，所述GPRS模U5塊的引腳53、54、58、59均接地，所述GPRS模塊U5的引腳61、62、63、64、65均接地，所述GPRS模塊U5的引腳60與天線接口J2的引腳2連接，所述天線接口J2的引腳1和引腳3接地。GPRS模塊用于與外部GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)GPRS數(shù)據(jù)傳輸及短信報(bào)警。

圖4 本實(shí)用新型中GPRS模塊原理圖

上述存儲(chǔ)芯片U6采用AT45DB041芯片，所述存儲(chǔ)芯片U6的引腳1與主芯片U1的引腳59連接，所述存儲(chǔ)芯片U6的引腳2與主芯片U1的引腳58連接，所述存儲(chǔ)芯片U6的引腳3與主芯片U1的引腳57連接，所述存儲(chǔ)芯片U6的引腳4與主芯片U1的引腳56連接，所述存儲(chǔ)芯片U6的引腳5通過第九電阻R9連接供電電源并接地，所述存儲(chǔ)芯片U6的引腳6、7均接地。

上述時(shí)鐘芯片U7采用DS1302芯片，所述時(shí)鐘芯片U7的引腳1連接供電電源，所述時(shí)鐘芯片U7的引腳2與引腳3之間連接接線端子XT2，所述時(shí)鐘芯片U7的引腳4接地，所述時(shí)鐘芯片U7的引腳5與主芯片U1的引腳62連接，所述時(shí)鐘芯片U7的引腳6與主芯片U1的引腳61連接，所述時(shí)鐘芯片U7的引腳7與主芯片U1的引腳60連接，所述時(shí)鐘芯片U7的引腳8通過電池接地。

這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本設(shè)計(jì)的原理，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本設(shè)計(jì)的技術(shù)啟示做出各種不脫離本設(shè)計(jì)的其他各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

7 結(jié)論

本設(shè)備較好地解決了需要方便攜帶、在移動(dòng)或固定物體環(huán)境下，遠(yuǎn)程監(jiān)測和傳輸溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)。同時(shí)，考慮到了監(jiān)測的精度和數(shù)字信號(hào)采集的準(zhǔn)確性難度問題，有較高的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，具備可推廣性。

2095－6835（2020）24－0029－03

TP216.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.24.009

雷群敏（1966—），男，四川富順人，本科，氣象服務(wù)工程師，研究方向?yàn)闅庀蠓?wù)與氣象科技開發(fā)。

＊本設(shè)備設(shè)計(jì)已獲得個(gè)人實(shí)用新型技術(shù)發(fā)明專利

〔編輯：張思楠〕