CN216081816U - 一种单芯片非接触式温度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单芯片非接触式温度检测装置，包括充电线圈天线、无线NFC芯片和热敏电阻，其中：充电线圈天线电连接无线NFC芯片，用于为无线NFC芯片供电和发送指令信息；无线NFC芯片电连接热敏电阻和参考电阻，用于根据指令信息接收热敏电阻实时采集的温度信息并进行数据处理，并将处理后的电阻阻值通过充电线圈天线无线发送至读取控制设备。该实用新型采用充电线圈天线实现无线供电和通信功能的耦合，无需连接线或者触点方式获得热敏电阻值，且不会因为接触问题引起故障；且其结构设计简单、新颖，生产成本低，操作简单方便，使用时直接植入到测温区域内部即可，无需电池，且可实现长时间连续检测。

Description

一种单芯片非接触式温度检测装置

技术领域

本实用新型属于家电控制技术领域，涉及一种家用电器温度控制装置，尤其涉及一种单芯片非接触式温度检测装置。

背景技术

市场中有很多带有加热功能的小家电产品，这些家电产品中的测温功能电路一般都是用导线或者接触式触点将放置在检测区域的热敏电阻连接到中央控制电路板，电路板检测热敏电阻阻值，并转换成温度用于显示或用于控制加热开关。

但目前这种接触式连接热敏电阻的方法一方面因为接触问题容易发生故障，另一方面触点暴露在外面也容易存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种用非接触的方式获得热敏电阻采样值，可以实现在没有连接线或者接触点的情况下获得待测区域的温度值。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种单芯片非接触式温度检测装置，包括充电线圈天线、无线NFC芯片和热敏电阻，其中：所述充电线圈天线电连接所述无线NFC芯片，用于为所述无线NFC芯片供电和发送指令信息；所述无线NFC芯片电连接所述热敏电阻和参考电阻，用于根据指令信息接收所述热敏电阻实时采集的温度信息并进行数据处理，并将处理后的电阻阻值通过所述充电线圈天线无线发送至读取控制设备。

进一步地，在所述的单芯片非接触式温度检测装置上，所述充电线圈天线采用缠绕磁棒的铜线圈天线、PCB印制板天线或柔性PCB天线。

进一步地，在所述的单芯片非接触式温度检测装置上，还包括：

参考电阻，所述参考电阻连接所述无线NFC芯片，且与所述热敏电阻并联连接。

进一步地，在所述的单芯片非接触式温度检测装置上，所述无线NFC芯片包括：

RF无线单元，其连接所述充电线圈天线，用于从所述充电线圈天线获得射频能量，为所述无线NFC芯片供电；

ADC转换单元，其连接所述热敏电阻，用于将所述热敏电阻采集到的小电流信号转换成数字信号并输出给数字控制模块；

数字控制模块，其连接所述ADC转换单元和RF无线单元，用于接收所述 ADC转换单元转成的数字信号，并通过所述RF无线单元与所述读取控制设备实现双向通信。

进一步优选地，在所述的单芯片非接触式温度检测装置上，所述无线NFC 芯片还包括：

电源管理模块，所述电源管理模块分别连接所述数字控制模块和所述RF无线单元，用于将所述RF无线单元获得射频能量并转成所述数字控制模块内部工作电源。

进一步优选地，在所述的单芯片非接触式温度检测装置上，所述无线NFC 芯片还包括：

存储单元，所述存储单元连接所述数字控制模块，用于存储配置信息及必要的NFC通信协议内容。

进一步地，在所述的单芯片非接触式温度检测装置上，所述读取控制设备采用外部支持NFC功能的设备或智能手机。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)采用充电线圈天线实现无线供电和通信功能的耦合，无需连接线或者触点方式获得热敏电阻值，且不会因为接触问题引起故障；

(2)该检测装置结构设计简单、新颖，生产成本低，使用时直接植入到测温区域内部即可，无需电池，且可实现长时间连续检测，获得实时温度曲线；

(3)操作简单方便，使用普通手机或其他支持NFC功能的设即可随时随地为检测装置供电和读取家电产品待测区的温度变化，使用灵活方便。

附图说明

图1为本实用新型一种单芯片非接触式温度检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种单芯片非接触式温度检测装置中无线NFC芯片的框架原理图；

其中，各附图标记为：

100-充电线圈天线；200-无线NFC芯片，201-RF无线单元，202-数字控制模块，203-ADC转换单元，204-电源管理模块，205-存储单元；300-热敏电阻； 400-参考电阻。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

在一些实施例中，如图1所示，提供去掉热敏电阻接触连接的结构，用非接触的方式获得热敏电阻采样值的单芯片非接触式温度检测装置，该检测装置主要包括充电线圈天线100、无线NFC芯片200和热敏电阻300，可以实现在没有连接线或者接触点的情况下获得待测区域的温度值。

具体地，如图2所示，所述充电线圈天线100电连接所述无线NFC芯片200，用于为所述无线NFC芯片200供电和发送指令信息；所述无线NFC芯片 200电连接所述热敏电阻300和参考电阻400，用于根据指令信息接收所述热敏电阻300实时采集的温度信息并进行数据处理，并将处理后的电阻阻值通过所述充电线圈天线100无线发送至读取控制设备。采用充电线圈天线实现无线供电和通信功能的耦合，无需连接线或者触点方式获得热敏电阻值，且不会因为接触问题引起故障；有效解决了现有接触式连接热敏电阻方式所存在的易发生故障存在安全隐患的缺陷。

在其中的一个实施例中，如图1所示，所述充电线圈天线100采用缠绕磁棒的铜线圈天线、PCB印制板天线或柔性PCB天线。该充电线圈天线100即作为无线NFC芯片200的通信天线，同时也作为无线NFC芯片200的无线射频充电设备。

在其中的一个实施例中，如图1所示，该单芯片非接触式温度检测装置上，还包括参考电阻400，所述参考电阻400连接所述无线NFC芯片200，且与所述热敏电阻300并联连接，用于配合所述热敏电阻300对待测区域温度进行检测分析。

在其中的一个实施例中，如图2所示，本实施例所采用的所述无线NFC芯片200是一个集成了高精度ADC和高频NFC无线通信功能的芯片，其主要包括 RF无线单元201、ADC转换单元203和数字控制模块202。

其中，RF无线单元201连接所述充电线圈天线100，用于从所述充电线圈天线100获得射频能量，为所述无线NFC芯片100供电；ADC转换单元203连接所述热敏电阻300，用于将所述热敏电阻300采集到的小电流信号转换成数字信号并输出给数字控制模块202；数字控制模块202连接所述ADC转换单元203 和RF无线单元201，用于接收所述ADC转换单元203转成的数字信号，并用于实现NFC通信协议方便和支持NFC协议的设备进行通信，以及通过所述RF无线单元201与所述读取控制设备实现双向通信。

作为本实施例中测温通信模块的无线NFC芯片，其工作原理如下：无线 NFC芯片200外接的热敏电阻300Rsen和参考电阻400Rref串联，参考电阻 400为一个固定阻值，则热敏电阻300的阻值和参考电阻400的阻值比例会随温度变化，无线NFC芯片200的VH脚输出一个工作电压，VS脚采样两个阻值的比例值，并通过无线NFC芯片200内部ADC转换单元203转化为数字值，数字控制单元通过RF无线单元201指令通信将ADC转换单元203采样得到的比例值通过调制天线返回给外部的读取控制设备。

具体地，电阻比例值和温度关系是线性关系，外部的读取控制设备通过充电线圈天线100上的指令通信得到电阻比例值X，即温度值y＝kx+b。通过温度两次修调校准得到k,b值后，就可以通过电阻比例值得到实际的温度值。

在其中的一个实施例中，如图2所示，所述无线NFC芯片200还包括电源管理模块204，所述电源管理模块204分别连接所述数字控制模块202和所述 RF无线单元201，用于将所述RF无线单元201获得射频能量并转成所述数字控制模块202内部工作电源。

在其中的一个实施例中，如图2所示，所述无线NFC芯片200还包括存储单元205，所述存储单元205连接所述数字控制模块202，用于存储配置信息及必要的NFC通信协议内容。

在其中的一个实施例中，如图2所示，所述RF无线单元201、所述数字控制模块202、ADC转换单元20、电源管理模块204和存储单元205为集成式设计在一个芯片内。

在其中的一个实施例中，外部所采用的所述读取控制设备为可支持NFC功能的设备或普通智能手机，操作简单方便，使用普通手机或其他支持NFC功能的设即可随时随地为检测装置供电和读取温度值，使用灵活方便。

使用时，将该单芯片非接触式温度检测装置放入家电内部需要检测温度变化的地方，外部作为控制电路的读取控制设备通过天线与该检测装置的充电线圈天线100部分非接触方式连接，读取控制设备通过发送读取指令获得无线NFC芯片200采样并输出的热敏电阻阻值。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (7)

1.一种单芯片非接触式温度检测装置，其特征在于，包括充电线圈天线(100)、无线NFC芯片(200)和热敏电阻(300)，其中：所述充电线圈天线(100)电连接所述无线NFC芯片(200)，用于为所述无线NFC芯片(200)供电和发送指令信息；所述无线NFC芯片(200)电连接所述热敏电阻(300)和参考电阻(400)，用于根据指令信息接收所述热敏电阻(300)实时采集的温度信息并进行数据处理，并将处理后的电阻阻值通过所述充电线圈天线(100)无线发送至读取控制设备。

2.根据权利要求1所述的单芯片非接触式温度检测装置，其特征在于，所述充电线圈天线(100)采用缠绕磁棒的铜线圈天线、PCB印制板天线或柔性PCB天线。

3.根据权利要求1所述的单芯片非接触式温度检测装置，其特征在于，还包括：

参考电阻(400)，所述参考电阻(400)连接所述无线NFC芯片(200)，且与所述热敏电阻(300)并联连接。

4.根据权利要求1所述的单芯片非接触式温度检测装置，其特征在于，所述无线NFC芯片(200)包括：

RF无线单元(201)，其连接所述充电线圈天线(100)，用于从所述充电线圈天线(100)获得射频能量，为所述无线NFC芯片(200)供电；

ADC转换单元(203)，其连接所述热敏电阻(300)，用于将所述热敏电阻(300)采集到的小电流信号转换成数字信号并输出给数字控制模块(202)；

数字控制模块(202)，其连接所述ADC转换单元(203)和RF无线单元(201)，用于接收所述ADC转换单元(203)转成的数字信号，并通过所述RF无线单元(201)与所述读取控制设备实现双向通信。

5.根据权利要求4所述的单芯片非接触式温度检测装置，其特征在于，所述无线NFC芯片(200)还包括：

电源管理模块(204)，所述电源管理模块(204)分别连接所述数字控制模块(202)和所述RF无线单元(201)，用于将所述RF无线单元(201)获得射频能量并转成所述数字控制模块(202)内部工作电源。

6.根据权利要求4所述的单芯片非接触式温度检测装置，其特征在于，所述无线NFC芯片(200)还包括：

存储单元(205)，所述存储单元(205)连接所述数字控制模块(202)，用于存储配置信息及必要的NFC通信协议内容。

7.根据权利要求1所述的单芯片非接触式温度检测装置，其特征在于，所述读取控制设备采用外部支持NFC功能的设备或智能手机。

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