本发明专利技术涉及一种基于LoRa的物联网数字温度计，此数字温度计由PT100铂电阻、调理电路、复位电路、晶振电路、按键模块、蜂鸣器、中央处理器、液晶显示屏、电源模块、LoRa无线模块等部分组成。物联网数字温度计通过LoRa无线模块向LoRa网关发数据，LoRa网关传输温度计数据到计算机。温度计的温度数据、测量时间、设备状态都可上传到计算机，计算机根据温度数据绘制温度变化曲线。此温度计也可以通过LoRa无线模块接收来自计算机数据和控制命令。数字温度计接入互联网后可以通过计算机和手机APP完成对数字温度计温度的查看以及完成对温度计的控制等功能，从而弥补现行数字温度计的诸多不足。从而弥补现行数字温度计的诸多不足。从而弥补现行数字温度计的诸多不足。
【技术实现步骤摘要】
一种基于LoRa的物联网数字温度计
[0001]本技术涉及到数字温度计和LoRa无线数据传输，所属领域是电子技术和无线通信领域。
技术介绍
[0002]目前公知的数字温度计主要功能为测量和显示被测对象的温度，是生物、医药、冶金、机械、食品、化工、化验室、分析室、教育科研的必备工具。
[0003]数字温度计由温度传感器PT100铂电阻、调理电路、中央处理器、按键和液晶显示屏等组成。PT100铂电阻采样被测对象的温度转换成电阻信号，电阻信号送到调理电路转换成电压信号，然后送到中央处理器的ADC转换器转换成数字信号并映射成相应的温度值，由中央处理器将温度值送到液晶显示屏完成显示。按键提供温度测量过程中的控制功能，如复位、清零和校正等功能。
[0004]LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了传输距离与功耗的折衷方式，为用户提供一种能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传输网络。目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括470、868、915 MHz等。LoRa技术具有远距离、低功耗、多节点、低成本的特性。在理想的环境下，LoRa无线传输距离可达10多公里。
[0005]目前的数字温度计有以下几个明显的不足。
[0006]（1）现有数字温度计是一个孤立的单体，其温度值只能在温度计液晶屏上显示，无法通过计算机或手机查看被测对象的温度。
[0007]（2）数字温度计也无法自动记录和存储温度值，只能通过手工抄记。如果需要测量多个温度，操作、记录相当繁琐。
[0008]（3）该设备也没有办法记录测量温度的时间，若需要时间还需要手工记录测量时间。
[0009]（4）如果在测量中需要记录温度变化，并绘制变化曲线 ，目前数字温度计无法实现。
[0010]基于LoRa的物联网数字温度计除了具备现行数字温度计的优点外，还能实现上述四种功能。
技术实现思路
[0011]基于LoRa的物联网数字温度计由以下模块组成：PT100铂电阻、调理电路、复位电路、晶振电路、按键模块、蜂鸣器、中央处理器、液晶显示屏、电源模块、LoRa无线模块等部分组成。
[0012]PT100铂电阻是正温度系数温度传感器，用于采样被测对象的温度。测量范围为-200℃~+850℃，测量范围宽、测量精度高。PT100铂电阻根据被测对象温度的不同输出不同的电阻，其中温度在-50℃时，电阻为80.31Ω，温度在200℃时，电阻为175.86Ω。将PT100铂
电阻接入到调理电路，由调理电路将电阻信号转换成电压信号。
[0013]调理电路将PT100输入的电阻信号转换成电压信号。调理电路采用恒流源式测温电路，核心器件采用LM358双运算放器。将LM358的第1个放大器加入基准电压5.0V，并接入PT100铂电阻转换成恒流源；电流流过PT100铂电阻时产生微弱的压降，再经过第2个放大器将该微弱的压降信号放大10倍，即可输出803.1~1758.6mV的电压信号。此电压信号可直接输入到中央处理器的ADC转换器进行模拟量到数字量的转换。
[0014]复位电路，为中央处理器提供复位信号，复位按键按下后提供2.5mS的低电平就可复位中央处理器。
[0015]晶振电路，为中央处理器工作提供时钟信号，物联网数字温度计晶振的振荡频率为8MHz。
[0016]按键模块，控制温度计相关操作，校正温度计的实时时间，输入温度采样时间，以及输入温度计工作所需要的参数等。
[0017]蜂鸣器，在温度超限或其它非正常状态发出蜂鸣声报警。
[0018]中央处理器，是整个物联网数字温度计的控制核心。将调理电路输入的电压模拟信号转换成数字信号并映射为温度值送到液晶屏显示，根据参数绘制温度变化曲线。在温度值超过警限温度时驱动蜂鸣器蜂鸣和液晶显示器报警提示。将测量的温度保存到本地并可通过loRa无线的方式上传到计算机；同时也能接收来自计算机的数据。结合各方面性能要求，中央处理器芯片采用ST公司的STM32F407芯片。
[0019]液晶显示屏，显示温度值、温度测量时间、状态信息等。显示上传计算机的数据和接收到的数据,显示温度变化曲线。此温度计采用320*240点阵的SPI接口的液晶显示屏。
[0020]电源模块，采用DC-DC电源模块，电源的核心芯片采用AMS1117-3.3，此芯片将直流5.0降到3.3V，为调理电路、中央处理器、LoRa无线模块、液晶显示屏等提供电源。
[0021]LoRa无线模块，完成无线通信中信号的调制和解调功能，采用是470MHz的非授权频段。此温度计通过LoRa无线模块向计算机上传数据和从计算机接收数据，即通过LoRa无线将数字温度计接入互联网，以便计算机和手机远程操作数字温度计。LoRa无线通信模块采用升特公司的SX1278，其和中央处理器的接口为SPI。
附图说明
[0022]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0023]图1是本技术基于LoRa的物联网数字温度计组成方框图。
[0024]图1中：1.PT100铂电阻，2.调理电路，3.复位电路，4.晶振电路，5.按键模块，6.蜂鸣器，7.中央处理器，8.液晶显示屏，9.电源模块，10.LoRa无线模块。
具体实施方式
[0025]PT100铂电阻（1），用于采样被测对象的温度，测量范围为-200℃~+850℃，将温度信号转换成电阻信号输入到调理电路（2），通过调理电路（2）转换成一定范围内的电压值。
[0026]调理电路（2），采用恒流源式测温电路，核心器件是LM358双运算放器。将PT100铂电阻（1）输入的微弱的电阻信号通过两个运算放器最终转换成803.1~1758.6mV的电压信号送到中央处理器（7）的ADC转换器进行模数转换。
[0027]复位电路（3），复位电路（3）采用按键复位的方式。按键按下时，为中央处理器（7）提供2.5mS的低电平，重启中央处理器（7）。
[0028]晶振电路（4），晶振电路（4）采用无源晶振，晶振的频率为8MHz。晶振电路（4）为中央处理器（7）提供时钟。中央处理器（7）通过PLL将频率倍频到72MHz的工作频率。
[0029]按键模块（5），按键模块（5）采用4个按键的方案，主要控制温度计相关操作、校正时间、输入温度采样时间和温度计工作所需参数等。
[0030]蜂鸣器（6），在中央处理器（7）在温度超限或其它非正常状态发出蜂鸣声，起到报警的作用。
[0031]中央处理器（7），是物联网数字温度计的控制核心，采用ST公司的STM32F407芯片。将调理电路（2）输入的电压信号转换成数字信号并映射为温度值送到液晶屏（8）显示。在温度值超过警限时驱动蜂鸣器蜂鸣（6）和液晶显示屏（8）报警提示。通过LoRa无线模块（10）与计算机进行数据交换。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于LoRa的物联网数字温度计，其特征是：该物联网数字温度计包括：PT100铂电阻，PT100铂电阻是正温度系数温度传感器，采样被测对象的温度；测量范围为-200℃~+850℃，在温度为-50℃~200℃时输出的电阻为80.31Ω~175.86Ω；将PT100铂电阻接入到调理电路，由调理电路将电阻信号转换成电压信号；调理电路，将PT100铂电阻输入的电阻信号转换成电压信号，调理电路采用恒流源式测温电路，经过LM358双运算放大器两级处理后输出803.1~1758.6MV的电压值，此电压值送到中央处理器的ADC转换器进行模数转换；复位电路，为中央处理器提供复位信号，按键按下后提供2.5mS的低电平就可复位中央处理器；晶振电路，为中央处理器工作提供时钟信号，此温度计中晶振的振荡频率为8MHz；按键模块，控制温度计相关操作、校正温度计的实时时间，输入温度采样时间，以及输入温度计工作所需要的参数；蜂鸣器，在温度超限或其它非正常状态发出蜂鸣报警；中央处理器，是温度计的控制核心；将调理电路输入的电压模拟信号转换成数字信号并映射为温度值送到液晶屏显示、并可绘制温度变化曲线；在温度值超过警限时驱动蜂鸣器蜂鸣和屏幕报警提示...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁荣波，万艳辉，龚书，侯冬晴，
申请(专利权)人：吉首大学，
类型：新型
国别省市：
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