专利名称：感应式检测温度湿度气压的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电辐射场传输能量以及应用直接对热敏感的热敏电阻测量温度，特别涉及非接触式地测量另一空间的温度、湿度及气压的技术，尤其涉及感应式检测温度湿度气压的方法和装置。
背景技术：
在现有技术中，如果需测量分隔空间或密闭空间的温度、湿度及气压，设置于该空间内的检测装置均采用有线连接方式，或该装置用电池或交流供电，数据采用无线传输的方式，使用时须连接电源线或定期更换电池，这样会破坏原分隔空间或密闭空间的密闭性和完整性，在某些特定场合下是不被容许的。因此，在实际应用中需要一种通过感应方式传送从机所需工作能量及无线传输所测量的数据，从而达到方便测量分隔空间或密闭空间的温度、湿度及气压的方法和装置。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种感应式检测温度湿度气压的方法和装置。
本发明的装置包括主机和从机，主机安装于人员可巡检的空间(或称为A空间)，从机设置于分隔空间或密闭空间(或称为B空间)，主机本身包括检测和显示A空间温度湿度气压的电路，同时还包括有通过无线电辐射场向B空间的从机传输能量的能量发送及数据传输电路。主机设置有电池或从市电获取能量的整流稳压电源电路，从机不设置这样的电源电路，而是从主机的无线电辐射场获取能量，转换为直流电用于本身的工作。从机包括可检测分隔空间或密闭空间温度湿度气压的电路，主从机之间通过无线通讯进行数据传输。
本发明解决上述技术问题可以采取以下技术方案实施感应式检测温度湿度气压的方法，包括步骤A.在A空间内设置感应式检测温度湿度气压的装置的主机，所述主机由本身包含的电源电路供电；B.在B空间内设置感应式检测温度湿度气压的装置的从机，所述从机本身未设置使用市电的电源电路或电池；所述从机中能量接收及数据传输电路接收所述主机中能量发送及数据传输电路通过无线传输方式传送的电能；并将其转换为本身所用的直流电源；C.开始工作时，所述主机的能量发送及数据传输电路向从机中能量接收及数据传输电路发送一段时间的无线信号，使电路中能量接收部分的电解电容器积攒起足够的电能，从而使从机得电工作；D.从机开始工作之后，其温度湿度气压检测电路经过一段时间的预热，工作趋于稳定，数据处理电路将温度湿度气压数据采集回来，暂存在数据存储区之中；此时数据处理电路向主机发送握手信号，准备传输温度湿度气压数据；E.主机此时在等待从机的握手信号，一旦接收到这个握手信号，主机就向从机回送一个应答信号；从机收到应答信号，就将数据存储区之中的温度湿度气压数据无线发送到主机；主机接收到温度湿度气压数据，在本身的显示单元上显示。
步骤A所述主机本身包含的电源电路中的电源是电池或是从市电降压整流滤波稳压后获得。
步骤C所述主机的能量发送及数据传输电路向从机中能量接收及数据传输电路发送一段时间的无线信号，使电路中能量接收部分的电解电容器积攒起足够电能的工作过程，是每隔一段时间就进行一次。
步骤F所述主机接收到温度湿度气压数据之后，还通过远程数据传输，将数据传输给集中控制系统的主站。
所述远程数据传输，包括RS485、CAN、M-BUS、INTERNET、LAN、无线传输方式。
本发明还可以通过以下的技术方案进一步实施设计制造一种感应式检测温度湿度气压的装置，包括主机和从机；所述主机包括数据处理电路、电源电路、温度湿度气压检测电路、显示电路和能量发送及数据传输电路；所述电源电路由市电经降压整流滤波或是电池向整个主机供电；所述数据处理电路包括微处理器，其I/O端口连接所述温度湿度气压检测电路、显示电路和能量发送及数据传输电路；所述从机包括数据处理电路、温度湿度气压检测电路和能量接收及数据传输电路；所述数据处理电路包括微处理器，其I/O端口连接所述温度湿度气压检测电路和能量接收及数据传输电路。
所述主机还包括蜂鸣电路和按键电路；所述蜂鸣电路和按键电路的输入控制端接在数据处理电路中微处理器的I/O端口上。
所述主机内能量发送及数据传输电路中包括电感和电容的谐振电路的谐振频率与所述从机内能量接收及数据传输电路中包括电感和电容的谐振电路的谐振频率相同。
所述从机的能量接收及数据传输电路中电感一端接地，另一端接二极管的阴极，所述二极管的阳极接电源+极VCC，电解电容接在电源+极VCC和地之间。
所述从机中的微处理器，采用低电压、低工作电流的类型。
与现有技术相比较，本发明的感应式检测温度湿度气压的方法和装置通过感应方式传送从机所需工作能量及无线传输所测量的数据，从而达到方便测量分隔空间或密闭空间的温度、湿度及气压数据，满足了人们在类似场合检测的需要。


图1是本发明感应式检测温度湿度气压的装置安装使用示意图；图2是本发明所述方法和装置的原理方框图；图3是本发明所述装置主机电原理图；图4是本发明所述装置从机电原理图；图5是本发明所述方法流程图。
具体实施例方式
下面结合附图所示的最佳实施例对本发明做进一步详尽的描述。参照图1～5，实施感应式检测温度湿度气压的方法，包括步骤①、在A空间内设置感应式检测温度湿度气压的装置的主机100，所述主机100由本身包含的电源电路150供电；②、在B空间内设置感应式检测温度湿度气压的装置的从机200，所述从机200本身未设置使用市电的电源电路或电池；所述从机200中能量接收及数据传输电路260接收所述主机100中能量发送及数据传输电路160通过无线传输方式传送的电能；并将其转换为本身所用的直流电源；③、开始工作时，所述主机100的能量发送及数据传输电路160向从机200中能量接收及数据传输电路260发送一段时间的无线信号，使电路260中能量接收部分的电解电容器积攒起足够的电能，从而从机200得电工作；④、从机200开始工作之后，其温度湿度气压检测电路270经过一段时间的预热，工作趋于稳定，数据处理电路210将温度湿度气压数据采集回来，暂存在数据存储区之中；此时数据处理电路210向主机100发送握手信号，准备传输温度湿度气压数据；⑤、主机100此时在等待从机200的握手信号，一旦接收到这个握手信号，主机100就向从机200回送一个应答信号；从机200收到应答信号，就将数据存储区之中的温度湿度气压数据无线发送到主机100；⑥、主机100接收到温度湿度气压数据，在本身的显示单元120上显示。
步骤①所述主机100本身包含的电源电路150中的电源是电池或是从市电降压整流滤波稳压后获得。
步骤③所述主机100的能量发送及数据传输电路16向从机200中能量接收及数据传输电路260发送一段时间的无线信号，使电路260中能量接收部分的电解电容器积攒起足够电能的工作过程，是每隔一段时间就进行一次。
步骤⑥所述主机100接收到温度湿度气压数据之后，还通过远程数据传输，将数据传输给集中控制系统的主站。
所述远程数据传输，包括RS485、CAN、M-BUS、INTERNET、LAN、无线传输方式。
本发明还通过以下的技术方案进一步得到实施设计制造一种感应式检测温度湿度气压的装置，包括主机100和从机200；所述主机100包括数据处理电路110、电源电路150、温度湿度气压检测电路170、显示电路120和能量发送及数据传输电路160；所述电源电路150由市电经降压整流滤波或是电池向整个主机100供电；所述数据处理电路110包括微处理器U1，其I/O端口连接所述温度湿度气压检测电路170、显示电路120和能量发送及数据传输电路160；所述从机200包括数据处理电路210、温度湿度气压检测电路270和能量接收及数据传输电路260；所述数据处理电路210包括微处理器U3，其I/O端口连接所述温度湿度气压检测电路270和能量接收及数据传输电路260。
所述主机100还包括蜂鸣电路140和按键电路130；所述蜂鸣电路140和按键电路130的输入控制端接在数据处理电路110中微处理器U1的I/O端口上。
所述主机100内能量发送及数据传输电路160中包括电感L1和电容1C1的谐振电路的谐振频率与所述从机200内能量接收及数据传输电路260中包括电感L2和电容2C3的谐振电路的谐振频率相同。
所述从机200的能量接收及数据传输电路260中电感L2一端接地，另一端接二极管2D2的阴极，所述二极管2D2的阳极接电源+极VCC，电解电容2C1接在电源+极VCC和地之间。
所述从机200中的微处理器U3采用低电压、低工作电流的类型，在本发明的最佳实施例中采用TM8705。
如图1所示主机100安装在人员可巡检开放的A空间内，从机200安装在分隔空间或密闭空间B空间内，A、B空间之间有可穿透无线电波的隔挡300。
如图3所示最佳实施例中主机100的电源为直流4.5V，电源电路150内有一个1.5V的稳压器。电源分两路输出，4.5V的一路为能量发送及数据传输电路160使用，1.5V一路为数据处理电路110使用。通电后，按一下“ON/OFF”按键，电路则开始工作。数据处理电路110为整个主机100的核心，刚开始时它执行一个复位动作，即系统固化软件程序初始化，为温湿度气压检测，显示，操作，数据及能量传输做好准备。复位后，它不断采样温度湿度检测电路170的数据，进行处理之后转换成显示数据在显示电路120上显示出来。在采样过程中同时对按键进行扫描，根据按键的状态进入相应的工作方式，例如进入读取从机200数据方式。能量发送及数据传输电路160受数据处理电路110的控制，用于定时向从机200发送电能量及数据信号，使从机200获得工作所需的能量，然后再接收从机200的数据，送入数据处理电路100。蜂鸣电路140用于温度定值报警。
主机100的工作原理见图3，数据处理电路110由微处理器U1，振荡电路，上电复位电路及电容组成。在本发明最佳实施例中微处理器U1选用TM8705，管脚名称引用英文原文说明书，U1内部固化有控制程序，主机100的工作过程就是微处理器U1执行程序的过程。振荡电路由晶振Y1，电容C9，C10组成，它为微处理器U1提供时钟信号。上电复位电路就是电容C3，刚通电时C3传送一个正脉冲给微处理器U1的RESET引脚，强令微处理器U1从头执行程序。电容C2，C4，C5，C6保证微处理器U1正常工作。
温度湿度气压检测电路170由温度感应器SEN1、湿度感应器RH1、气压传感器PS1和电阻电容器组成。温度感应器是一个热敏电阻，其电阻值随着环境温度的变化而变化；而湿度感应器是一个湿敏电容，其容量随着周围环境湿度的变化而变化。微处理器U1测量温度湿度的实质就是测量SEN1的电阻值和RH1的电容量。电阻R5，R6为调整温度测量误差所用；电阻R8，电容C11，C12为调整湿度测量误差所用。
主机100内能量发送及数据传输电路160的数据传输部分用于接收从机200温度湿度气压数据。发送能量时，微处理器U1的SEG31引脚产生一定频率的载波，SEG34引脚产生的电压信号通过二极管1D1调制该载波，该调制波经过1Q2和1Q3晶体管两级放大后由线圈L1发射出去。接收数据时，二极管1D2，电阻1R5、1R7和电容1C1组成检波电路，对线圈L1接收的载波进行解调，在1D2负极输出解调后的低频数据信号，该数据信号经过1Q4和1Q1晶体管二级放大后，通过SEG32引脚送入微处理器U1进行处理和显示。二极管1D3起保护作用，可把线圈L1在收发信号时的自感电动势吸收入电源中，以防止晶体管被该感应电动势击穿。
按键电路130由按钮开关及二极管D1～D9组成，微处理器U1的VDD1、SEG35、COM5、COM6引脚通过二极管D1～D9组成的阵列接入到本身的SEG36、SEG37、SEG38、SEG39引脚，SEG35、COM5、COM6引脚周期性地产生一些信号，微处理器U1不断采样SEG36、SEG37、SEG38、SEG39引脚的信号，根据这些信号状态的组合来判断某个按键的被按与否，从而进入不同的工作方式。
蜂鸣电路140主要包括蜂鸣器BZ1，电感线圈L3，三极管Q2、Q3和电阻R1、R4。该电路由微处理器U1的SEG31，SEG34引脚信号控制。因为SEG31和SEG34同时进行数据传输与控制蜂鸣电路140，故传输数据时SEG34为高电平，Q2导通，Q3基极为低电平，SEG31的信号就控制不了蜂鸣器；而报警时SEG34为低电平，Q2截止，Q3基极电压受SEG31控制，亦即蜂鸣器受控。
如图4所示从机200不用电池或市电电源。当主机100通过无线电辐射场发送能量时，从机200自能量接收及数据传输电路260接受到所需的电能，供全机使用。
从机200的工作原理亦见图4，能量接收及数据传输电路260中的数据传输部分发L2送本机温度湿度气压数据。当从机200线圈接收到信号时，二极管2D2从高频载波中取出电源信号存放入电容2C1及2C2中。电容2C1及2C2中存储的电能通过2U1、2Q3组成的电压缓冲电路、送入稳压芯片2U2中，输出一个1.5V电压供给本机电路使用。另外，在储能电容2C1及2C2的电压变化时，又有一部分电信号通过电容2C4送至CPU的RESET引脚，使其复位，开始工作。二极管2D1，电阻2R4和电容2C3组成一个检波电路，从载波中解调出控制电压信号，经过2Q4，2Q5放大后输入U3的SEG34引脚。当U3收到该控制信号时，则从SEG31引脚输出温度湿度气压数据，经过2Q2，2Q1放大，由线圈L2发射出去。
实践证明，本发明本发明的感应式检测温度湿度气压的方法和装置通过感应方式传送从机所需工作能量及无线传输所测量的数据，从而达到方便测量分隔空间或密闭空间的温度、湿度及气压数据，满足了人们在类似场合检测的需要。
权利要求
1.一种感应式检测温度湿度气压的方法，其特征在于包括步骤A.在A空间内设置感应式检测温度湿度气压的装置的主机(100)，所述主机(100)由本身包含的电源电路(150)供电；B.在B空间内设置感应式检测温度湿度气压的装置的从机(200)，所述从机(200)本身未设置使用市电的电源电路或电池；所述从机(200)中能量接收及数据传输电路(260)接收所述主机(100)中能量发送及数据传输电路(160)通过无线传输方式传送的电能；并将其转换为本身所用的直流电源；C.开始工作时，所述主机(100)的能量发送及数据传输电路(160)向从机(200)中能量接收及数据传输电路(260)发送一段时间的无线信号，使电路(260)中能量接收部分的电解电容器积攒起足够的电能，从而从机(200)得电工作；D.从机(200)开始工作之后，其温度湿度气压检测电路(270)经过一段时间的预热，工作趋于稳定，数据处理电路(210)将温度湿度气压数据采集回来，暂存在数据存储区之中；此时数据处理电路(210)向主机(100)发送握手信号，准备传输温度湿度气压数据；E.主机(100)此时在等待从机(200)的握手信号，一旦接收到这个握手信号，主机(100)就向从机(200)回送一个应答信号；从机(200)收到应答信号，就将数据存储区之中的温度湿度气压数据无线发送到主机(100)；F.主机(100)接收到温度湿度气压数据，在本身的显示单元(120)上显示。
2.根据权利要求1所述的感应式检测温度湿度气压的方法，其特征在于步骤A所述主机(100)本身包含的电源电路(150)中的电源是电池或是从市电降压整流滤波稳压后获得。
3.据权利要求1所述的感应式检测温度湿度气压的方法，其特征在于步骤C所述主机(100)的能量发送及数据传输电路(160)向从机(200)中能量接收及数据传输电路(260)发送一段时间的无线信号，使电路(260)中能量接收部分的电解电容器积攒起足够电能的工作过程，是每隔一段时间就进行一次。
4.根据权利要求1所述的感应式检测温度湿度气压的方法，其特征在于步骤F所述主机(100)接收到温度湿度气压数据之后，还通过远程数据传输，将数据传输给集中控制系统的主站。
5.根据权利要求4所述的感应式检测温度湿度气压的方法，其特征在于所述远程数据传输，包括RS485、CAN、M-BUS、INTERNET、LAN、无线传输方式。
6.一种感应式检测温度湿度气压的装置，其特征在于包括主机(100)和从机(200)；所述主机(100)包括数据处理电路(110)、电源电路(150)、温度湿度气压检测电路(170)、显示电路(120)和能量发送及数据传输电路(160)；所述电源电路(150)由市电经降压整流滤波或是电池向整个主机(100)供电；所述数据处理电路(110)包括微处理器U1，其I/O端口连接所述温度湿度气压检测电路(170)、显示电路(120)和能量发送及数据传输电路(160)；所述从机(200)包括数据处理电路(210)、温度湿度气压检测电路(270)和能量接收及数据传输电路(260)；所述数据处理电路(210)包括微处理器U3，其I/O端口连接所述温度湿度气压检测电路(270)和能量接收及数据传输电路(260)。
7.根据权利要求6所述的感应式检测温度湿度气压的装置，其特征在于所述主机(100)还包括蜂鸣电路(140)和按键电路(130)；所述蜂鸣电路(140)和按键电路(130)的输入控制端接在数据处理电路(110)中微处理器U1的I/O端口上。
8.根据权利要求6所述的感应式检测温度湿度气压的装置，其特征在于所述主机(100)的能量发送及数据传输电路(160)中包括电感L1和电容1C1的谐振电路的谐振频率与所述从机(200)的能量接收及数据传输电路(260)中包括电感L2和电容2C3的谐振电路的谐振频率相同。
9.根据权利要求6所述的感应式检测温度湿度气压的装置，其特征在于所述从机(200)的能量接收及数据传输电路(260)中电感L2一端接地，另一端接二极管2D2的阴极，所述二极管2D2的阳极接电源+极VCC，电解电容2C1接在电源+极VCC和地之间。
10.根据权利要求6所述的感应式检测温度湿度气压的装置，其特征在于所述从机(200)中的微处理器U3，采用低电压、低工作电流的类型。
全文摘要
一种感应式检测温度湿度气压的方法和装置，包括主机(100)和从机(200)；所述主机(100)包括数据处理电路(110)、电源电路(150)、温度湿度气压检测电路(170)、显示电路(120)和能量发送及数据传输电路(160)；所述从机(200)包括数据处理电路(210)、温度湿度气压检测电路(270)和能量接收及数据传输电路(260)；从机(200)由主机(100)的无线电辐射场获取能量，转换为直流电用于本身的工作；主从机之间通过无线通讯进行数据传输。
文档编号G01K1/02GK1529134SQ200310111779
公开日2004年9月15日 申请日期2003年10月10日 优先权日2003年10月10日
发明者梁湛青 申请人:梁湛青