一种便携式温度自动监测记录仪＊

2020-12-26雷群敏

科技与创新 2020年24期

关键词：保温箱SIM卡实用新型

雷群敏

一种便携式温度自动监测记录仪＊

雷群敏

（四川省甘孜州气象局，四川成都 610043）

公开了一种便携式保温箱和冷藏箱温度自动监测记录仪，具有结构简单、功能强大、操作便携等优点，可以进行固定或移动式远程温度自动化监测，具备良好的行业特征和推广价值。

便携式温度记录仪；自动化温度远程监测；冷藏箱；保温箱

1 前言

本文公开了一种便携式保温箱和冷藏箱温度记录仪，其包括便携式壳体及设置在便携式壳体内的控制电路；便携式壳体正面设置有显示屏及设置在所述显示屏下方的功能按键，便携式壳体背面设置有SIM卡槽及与SIM卡槽扣合的挡板，便携式壳体顶部设置有温度传感器接口，温度传感器接口通过传输线与温度传感器连接，便携式壳体底部分别设置有打印接口和通讯接口。本实用新型通过温度传感器接口及传输线与温度传感器连接，能够对各种保温箱和冷藏箱的温度进行有效监测，并利用打印接口和通讯接口实现数据导出，具有结构简单、操作便携等优点。可以用于固定或移动式的远程温度自动化实时监测。

2 技术领域

本实用新型属于保温箱和冷藏箱温度监测自动化技术领域，具体包括一种便携式保温箱和冷藏箱记录仪。

3 背景技术

在食品及药品等温度敏感行业中，原材料的生产配送和销售环节都要特别注意保持温度的一致性以保证产品的品质稳定，在由许多先进的制冷保暖设备支持下的温度敏感行业的物流和仓储系统中，由于温度出现不允许的变化波动而导致的产品质量事故时有发生，给行业带来了很大的经济损失。此外，温度敏感行业的物流系统中有很多的利益相关者，一旦发生上述的产品质量事故，责任难以界定，究其原因，很大程度上都是因为物流系统运行过程中温度监控不力造成的。正是基于这点，电子温度记录仪器作为第三方监测者，得到了广泛的应用。

目前，已经有很多种类型的电子温度记录仪器面市，但大多采用在保温箱和冷藏箱内封装温度传感器的方式进行温度监测，因此无法应用于未集成温度传感器的普通保温箱和冷藏箱等，并且现有的电子温度记录仪器结构较为复杂、成本较高，无法形成有效的推广应用。

4 实用技术新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种便携式保温箱和冷藏箱记录仪，旨在解决既有方法中存在的技术问题。为了实现上述目的，本实用新型提供一种便携式保温箱和冷藏箱温度记录仪，包括便携式壳体及设置在所述便携式壳体内的控制电路；所述便携式壳体正面设置有显示屏及设置在所述显示屏下方的功能按键，所述便携式壳体背面设置有SIM卡槽及与所述SIM卡槽扣合的挡板，所述便携式壳体顶部设置有温度传感器接口，所述温度传感器接口通过传输线与温度传感器连接，所述便携式壳体底部分别设置有打印接口和通讯接口。

5 本实用新型的有益效果

本实用新型通过温度传感器接口及传输线与温度传感器连接，能够针对各种保温箱和冷藏箱的温度进行自动化有效监测，并利用打印接口和通讯接口实现数据导出，也可以利用背部的嵌入式4G数据卡实时远程传输监测到的数据到后台数据库，通过后台软件进行存储、查询、监测等，具有结构简单、操作便携等优点。

6 具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合图1及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型实施例的主要解决方案为：一种便携式保温箱和冷藏箱记录仪，包括便携式壳体及设置在所述便携式壳体内的控制电路；所述便携式壳体正面设置有显示屏及设置在所述显示屏下方的功能按键，所述便携式壳体背面设置有SIM卡槽及与所述SIM卡槽扣合的挡板，所述便携式壳体顶部设置有温度传感器接口，所述温度传感器接口通过传输线与温度传感器连接，所述便携式壳体底部分别设置有打印接口和通讯接口。

1—便携式壳体；2—显示屏；3—功能按键；4—温度传感器接口；5—打印接口；6—通讯接口。

上述便携式壳体采用方形结构，并在壳体下部设置渐变边缘，形成便于用户便携式的握持部；便携式壳体的正面上方设置有显示屏，用于显示采集的温度数据及功能设置等其他数据；便携式壳体的正面下方设置有4个功能按键，例如设置键、“+”键、“-”键及开关机键，实现参数设定及开关机；便携式壳体的顶部设置有温度传感器接口，温度传感器接口通过传输线与温度传感器连接，传输线可以采用一路或两路接口与温度传感器连接，实现单个或多个保温箱和冷藏箱进行温度采集；便携式壳体的底部分别设置有打印接口和通讯接口，打印接口用于与打印机连接，实现将采集数据打印输出，通讯接口用于与外部终端（比如电脑）连接，实现数据导出及电池充电；便携式壳体的背面设置有SIM卡槽，用于安装SIM卡进行GPRS通信，并SIM卡槽设置有挡板进行扣合固定。

本实用新型的控制电路如图2所示，上述控制电路包括主芯片，分别与主芯片连接的GPRS模块、按键、锂电池、蜂鸣器、存储芯片、时钟芯片、USB芯片和通讯芯片；所述GPRS模块还与天线及安装在SIM卡槽内的SIM卡接口连接；所述USB芯片通过打印接口与打印机连接；所述通讯芯片通过通讯接口与外部终端连接。

图2 本实用新型的控制电路示意图

本实用新型的控制电路原理如图3所示，上述主芯片U1采用ATMEGA64单片机，所述主芯片U1的引脚1连接供电电源，所述主芯片U1的引脚2与蜂鸣器U2连接，所述主芯片U1的引脚4与温度传感器接口P1连接，所述主芯片U1的引脚11、12与USB芯片U3连接，所述主芯片U1的引脚13、14、15、16与按键连接，所述主芯片U1的引脚17、18与通讯芯片U4连接，所述主芯片U1的引脚21连接供电电源，所述主芯片U1的引脚22接地，所述主芯片U1的引脚26、27与GPRS模块U5连接，所述主芯片U1的引脚34至48与显示屏LCD连接，所述主芯片U1的引脚52连接供电电源，所述主芯片U1的引脚53接地，所述主芯片U1的引脚56、57、58、59与存储芯片U6连接，所述主芯片U1的引脚60、61、62与时钟芯片U7连接。

图3 本实用新型的控制电路原理图

上述蜂鸣器U2的正极与供电电源连接，所述蜂鸣器U2的负极与主芯片U1的引脚2连接；蜂鸣器用于当采集的保温箱和冷藏箱温度异常时根据主芯片生成报警信号发出蜂鸣报警。

上述温度传感器接口P1的引脚1通过第一电阻R1分别与主芯片U1的引脚4及第一电容C1连接，所述温度传感器接口P1的引脚2接模拟地，所述第一电容C1的另一端接模拟地；温度传感器接口P1通过传输线与温度传感器连接，对保温箱和冷藏箱温度进行采集，并将采集的温度数据传输至主芯片U1。

上述USB芯片U3采用SP232串口转换芯片，所述打印接口采用USB接口，所述USB芯片U3的引脚1通过第二电容C2与引脚3连接，所述USB芯片U3的引脚2通过第三电容C3与引脚16连接，所述USB芯片U3的引脚16还与供电电源连接，所述USB芯片U3的引脚4通过第四电容C4与引脚5连接，所述USB芯片U3的引脚6通过第五电容C5与引脚15连接，所述USB芯片U3的引脚15接地，所述USB芯片U3的引脚11与主芯片的引脚11连接，所述USB芯片U3的引脚12与主芯片U1的引脚12连接，所述USB芯片U3的引脚13与USB接口的引脚2连接，所述USB芯片U3的引脚14与USB接口的引脚3连接，USB接口的引脚4接地。USB接口安装在便携式壳体底部，使得记录仪通过USB接口与打印机实现数据通信。

上述通讯芯片U4采用CH341T串口芯片，所述通讯接口采用microusb接口，所述通讯芯片U4的引脚6、13、20均连接供电电源，所述通讯芯片U4的引脚11、12均接地，所述通讯芯片U4的引脚7与主芯片U1的引脚17连接，所述通讯芯片U4的引脚8与主芯片U1的引脚18连接，所述通讯芯片U4的引脚9和引脚10分别通过第六电容C6和第七电容C7接地，且引脚9和引脚10之间通过接线端子XT1连接，所述通讯芯片U4的引脚3与通讯接口的引脚2连接，所述通讯芯片U4的引脚4与通讯接口的引脚3连接，所述通讯芯片U4的引脚19接地，所述通讯接口的引脚5接地。microusb接口安装在便携式壳体底部，使得记录仪通过microusb接口与外部终端（如电脑）连接，实现数据导出及电池充电。

上述按键包括第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3和第四按键K4，所述第一按键K1的一端通过第二电阻R2与主芯片U1的引脚16连接，所述第二按键K2的一端通过第三电阻R3与主芯片U1的引脚15连接，所述第三按键K3的一端通过第四电阻R4与主芯片U1的引脚14连接，所述第四按键K4的一端通过第五电阻R5与主芯片U1的引脚13连接，所述第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3和第四按键K4的另一端均接地。按键安装在便携式壳体的正面下方，实现参数设定及开关机功能。

上述显示屏LCD采用LCD12864液晶屏，所述显示屏LCD的引脚1接地，所述显示屏LCD的引脚2连接供电电源，所述显示屏LCD的引脚3至引脚17依次与主芯片U1的引脚48至34连接。显示屏LCD安装在便携式壳体的正面上方，实现显示采集的温度数据及功能设置等其他数据。

本实用新型中GPRS模块原理如图4所示，上述GPRS模块U5采用SIM900A模块，所述SIM卡接口J1采用SIM-F接口，所述GPRS模块U5的引脚9与主芯片U1的引脚27连接，所述GPRS模块U5的引脚10与主芯片U1的引脚26连接，所述GPRS模块U5的引脚16通过第八电容C8接地且通过第六电阻R6连接供电电源，所述GPRS模块的引脚26通过第九电容C9接地，所述GPRS模块的引脚18、29、39、45、46均接地，所述GPRS模块的引脚48通过第七电阻R7与SIM卡接口的引脚3连接，所述GPRS模块的引脚49通过第八电阻R8与SIM卡接口J1的引脚2连接，所述GPRS模块的引脚51与SIM卡接口J1的引脚1连接且通过第十电容C10接地，所述SIM卡接口J1的引脚5接地，所述GPRS模块U5的引脚55、56、57均连接供电电源，所述GPRS模U5块的引脚53、54、58、59均接地，所述GPRS模块U5的引脚61、62、63、64、65均接地，所述GPRS模块U5的引脚60与天线接口J2的引脚2连接，所述天线接口J2的引脚1和引脚3接地。GPRS模块用于与外部GPRS网络进行通信，实现GPRS数据传输及短信报警。

图4 本实用新型中GPRS模块原理图

上述存储芯片U6采用AT45DB041芯片，所述存储芯片U6的引脚1与主芯片U1的引脚59连接，所述存储芯片U6的引脚2与主芯片U1的引脚58连接，所述存储芯片U6的引脚3与主芯片U1的引脚57连接，所述存储芯片U6的引脚4与主芯片U1的引脚56连接，所述存储芯片U6的引脚5通过第九电阻R9连接供电电源并接地，所述存储芯片U6的引脚6、7均接地。

上述时钟芯片U7采用DS1302芯片，所述时钟芯片U7的引脚1连接供电电源，所述时钟芯片U7的引脚2与引脚3之间连接接线端子XT2，所述时钟芯片U7的引脚4接地，所述时钟芯片U7的引脚5与主芯片U1的引脚62连接，所述时钟芯片U7的引脚6与主芯片U1的引脚61连接，所述时钟芯片U7的引脚7与主芯片U1的引脚60连接，所述时钟芯片U7的引脚8通过电池接地。

这里所述的实施例是为了帮助读者理解本设计的原理，本领域的普通技术人员可以根据本设计的技术启示做出各种不脱离本设计的其他各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。