传统的旋转热管温度收集体系一般选用电刷传递温度传感器信号，这种触摸式信号传导方法不只导致运用寿命短，并且不可避免地存在信号搅扰，难以获得准确的温度值，已不能满意日益进步的工业要求。

　　现在，ARM内核微控制器发展迅速，其处理器功用高、耗电少、成本低，具有16/32位双指令集，可扩展功用强。而在工业检测体系使用中，作为一种首要的测温元件，热电偶以其结构简略、制作简单、运用便利、测温规模宽、测温精度高级特色，广泛使用于工业测温领域中。综上所述，本文将CortexM4内核的低功耗ARM芯片TM4C123GH6PM和多个K型热电偶结合，组成了温度收集结点，并经过无线串口通讯模块完结了其与上位机的长途通讯，然后有用避免了搅扰信号，完结了对旋转热管的多点温度遥测功用。

　　旋转热管温度遥测体系结构框图如图1所示，其首要由ARM中心模块、电源模块、片选模块、驱动模块、热电偶测温、无线串口通讯模块及监测计算机组成。整个体系由3.7 V/1000mAh锂电池电源模块供电，续航时刻长，并且能够便利地对电池进行充电。

　　ARM中心模块即为TM4C123GH6PM的最小体系，其经过片选模块顺次挑选需求作业的热电偶结点，热电偶测温模块对旋转热管完结温度收集作业后，经过SPI总线将温度数字量传输给TM4C123GH6PM。因为体系包括10路热电偶测温模块，在其与ARM中心模块之间添加了总线驱动模块，以进步端口的驱动才能。在收到温度数据后，TM4C123 GH6PM经过无线串口通讯模块将温度值发送给长途计算机，运转于PC机上的监测渠道对温度进行实时显现，并进行数据存储与回放、电池电压监测与低压报警等功用。一起，为了避免无线传输过程中数据呈现丢包等状况，体系还具有板载Flash的数据存储功用，在进行温度无线传输的一起，ARM中心模块经过SPI口将数据存入Flash芯片中，待试验完结后，经过PC机检测渠道可将板载数据导出，便利与遥测数据比照。

　　尽管K型热电偶具有许多长处，但其输出电势极端弱小，并且存在冷端温度差错和输出电势与被测温度的非线性问题，易引起较大丈量差错，因而需求对热电偶输出信号进行处理。体系的测温电路如图2所示，选用了Maxim公司的K型热电偶串行A/D转化器MAX6675芯片，该类型芯片能够独立完结信号扩大、冷端补偿、线性化、A/D转化及SPI串口数字化输出功用，可将温度信号转化成12位的数字量，温度分辨率达0.25℃，且芯片内部含有热电偶断线检测电路。其冷端补偿温度规模为-20～80℃，使用的环境温度规模比较宽，能够丈量0～1023.75℃的被测温度，根本契合旋转热管温度丈量的实践需求。

　　MAX6675的2、3引脚与K型热电偶的负极和正极衔接，6引脚则与74HC154译码器的输出端相衔接，一起，5引脚时钟SCK则与驱动芯片74HC245相衔接。

　　为了确保所收集的温度数据的完整性，本体系供给了板载Flash用以存储数据，详细电路如图3所示。这儿选用了SPI总线 MHz，存储空间包括4 096页，每页包括512或528个字节。与并行Flash存储器不同，它选用Rapids串行接口，然后大大减少了可用引脚数量，一起也进步了体系可靠性，降低了开关噪声，缩小了封装体积，满意本体系低电压、低功耗与小体积的要求。

　　无线串口通讯模块选用的是成都亿佰特电子科技有限公司的工业级无线～TTL。该模块中心频率为2.4 GHz，最大功率到达100mW，传输间隔可达2 100 m，具有TTL电平的串口通讯接口，支撑1200～115 200bps多种波特率，模块实物图如图4所示。本体系权衡传输速度与传输精度，挑选波特率为9 600bps，完结了测温节点与计算机的高可靠性串行无线通讯。

　　体系的下位机软件选用前后台运转机制，软件流程图如图5所示。因为MAX6675的测温步长为190 ms，为了确保温度数据读取的可靠性，本软件设置守时时刻为250 ms，在前台守时器中止服务程序中完结标志方位位。后台主循环程序经过串口接纳上位机数据导出指令，若不导出，则程序经过A/D转化器进行电池电压读取，并顺次读取多路温度结点的输出值，经过数据处理后，将数据存储于板载Flash中。一起，使用串口将所得数据发送至上位机，若收到导出指令，则程序履行板载Flash数据导出操作。

　　为了进步开发功率，上位机监控软件选用图形化编程言语LabVIEW进行规划。LabVIEW供给了一个简练直观的图形化编程环境，能够轻松建立友爱漂亮的操作界面，无需编写繁琐的计算机程序代码，大大简化了程序规划。

　　旋转热管温度监测界面(正在进行温度收集)如图6所示，软件规划选用模块化思维，其首要由通讯设置、温度显现、电池低压报警及操作台等模块组成。用户能够便利地在界面上进行温度收集、数据导出及检查数据等功用，极大地进步了作业功率。

　　试验选用传统触摸式体系和本文规划的遥测体系对旋转热管相同区域一起进行温度收集，旋转热管固定转速为100 r/min，试验成果曲线所示。从图中能够看出，触摸式温度收集体系在旋转状态下收集的温度信号存在很大的搅扰，稳态温度波动量到达了11.65℃，而本体系所收集的温度根本无显着毛刺，稳态温度波动量仅为2.45℃，与实在温度状况相符，满意旋转热管温度收集的准确性和可靠性的要求。

　　旋转热管温度遥测体系以TM4C123GH6PM为主控芯片，经过SPI接口衔接MAX6675，不断收集K型热电偶输出的信号，并经过无线串口通讯模块将温度值发送给上位机。根据Lab VIEW渠道开发的上位机监测界面易于操作，完结了温度数据的显现、存储和回放等多个功用。试验成果表明：比较于传统触摸式温度收集体系，本体系有用避免了信号搅扰，并具有成本低、操作便利和扩展性好等许多长处，为旋转热管温度准确收集供给了一种行之有用的解决方案。

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