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基于單總線的冷庫溫度監控系統設計
點擊次數：1707 發布時間：2016-11-30
摘要：單總線技術以其線路簡單、硬件數量少、軟件設計簡單優勢而有著*的應用前景。文中設計的冷庫溫度采集使用單總線器件DS18B20，通過單片機AT89C52對DS18B20進行溫度數據采集，設計了溫度檢測電路和溫度檢測接口電路。本設計能檢測不少于30個溫度測量點，傳輸距離約1 200m。
基于單總線的冷庫溫度監控系統設計
隨著時代的進步，人們對冷藏、冷凍食品質量的要求在不斷提高。而食品外觀及營養成分的變化與冷藏、冷凍溫度密切相關。不同的食品有其相應的好冷藏或冷凍溫度;不同的保存時間則要求設置不同的保存溫度。因此，研制一個切合實際需要的冷庫溫度監控系統顯得十分必要。
本文以單總線技術為基礎，采用計算機串口、單總線和串口的協議轉換芯片DS2480B、單總線數字化溫度傳感器DS18B20，設計了單總線溫度檢測網絡。該系統能滿足各類冷藏、冷凍食品的實際需要，節省電力和人力，并具有溫度報警、數據存儲、繪制動態和歷史溫度曲線、修改傳感器數據等功能，能有效提高冷庫運行效率，具有較高的實用價值。
1 冷庫溫度監控系統組成
系統主要由DS18B20數字式溫度傳感器模塊、單片機模塊、RS-485傳輸總線模塊、RS-485/RS-232轉換接口模塊、上位PC機顯示和控制模塊五個部分組成，如圖1所示。溫度數據由DS18B20采集后送入下位機AT89C52，變換成RS-485格式后用485總線進行遠距離傳送，上位機通過RS-232接口接收溫度數據。控制信息也通過同一通道進行反向傳送。
2 冷庫溫度采集系統硬件設計
2.1 冷庫溫度檢測采集電路的設計
AT89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程Flash存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程
Flash，相當的靈活有效。
DS18B20采用直接VCC供電方式。電源電壓和單片機電源相同。其中DS18B20采集到的數據經過一根數據線傳輸到單片機，單片機對DS18-B20進行的讀/寫操作也通過該引腳實現。由于設計需求每個冷庫要放置5個溫度測量點，所以一根單總線上接5個溫度傳感器，測出5個溫度數據，由PC上位機軟件部分求出平均值作為冷庫的溫度。如圖2所示。
2.2 RS-485總線及其與單片機的接口電路的設計
在下位單片機和上位PC機之間加入了485總線，在單片機系統中使用MAX485芯片，完成單片機TTL電平到RS-485電平之間的轉換。在總線末端接一個匹配電阻。吸收總線上的反射信號，使得正常傳輸信號無毛刺。只要在RS-485總線上同時并聯上多個冷庫溫度測量系統電路，就能同時對多個冷庫進行實時監控。
2.3 RS-232/RS-485轉換器電路的設計
本系統采用的是將RS-232接口轉換成RS-485接口，再在單片機和PC機之間加入RS-485總線。采用RS-485進行長距離、高速的串行異步通信。只需要將TTL電平的串行接口通過芯片轉換為RS-485串行接口。本系統采用MAX485芯片來完成這種轉換。對于PC機現有的RS-232接口，系統中利用一片MAX485芯片和MAX232芯片組成的轉換電路來實現RS-485電平與RS-232之間的轉換。此轉換電路一邊與RS-232標準9針接口相連，另一邊與RS-485總線相連。如圖3所示。從而使得數據可以很好的傳到上位機。
3 冷庫溫度采集子軟件設計
本系統采用單總線器件設計，雖然硬件電路設計簡單，但要以復雜的軟件作為代價，軟件的編寫要嚴格遵守單總線協議，否則易錯誤。溫度采集子程序流程圖如圖4所示。
4 結束語
冷庫溫度監控系統采用DS18B20進行測溫，利用單片機AT89C52進行溫度控制，能夠實現溫度控制在-55～+125℃之間，從而實現溫度的實時采集、顯示與控制功能，是一種比較理想的智能化控制系統。適合通信距離為幾十米到上千米RS-485串行總線采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。應用RS-485可以聯網構成分布式系統，其允許多并聯32臺驅動器和32臺接收器。同時，系統擴展性強，溫度監測點增加時，無論是在系統中添加溫度傳感器、還是添加數據采集器均可以直接掛接。而且系統測溫更加，多點測溫避免了局部溫度當成整體溫度的錯誤。總之，系統以圖形方式顯示各庫房以及各監測點的實時溫度，便于與現場對應，具有較高的使用價值。
我司軟件附圖：
