摘要:单总线技术以其线路简单、硬件数量少、软件设计简单优势而有着无可比拟的应用前景。文中设计的冷库温度采集使用单总线器件DS18B20,通过单片机AT89C52对DS18B20进行温度数据采集,设计了温度检测电路和温度检测接口电路。本设计能检测不少于30个温度测量点,传输距离约1 200m。
关键词:单总线;冷库;温度检测;RS-485;AT89C52;DS18B20;delphi
随着时代的进步,人们对冷藏、冷冻食品质量的要求在不断提高。而食品外观及营养成分的变化与冷藏、冷冻温度密切相关。不同的食品有其相应的最佳冷藏或冷冻温度;不同的保存时间则要求设置不同的保存温度。因此,研制一个切合实际需要的冷库温度监控系统显得十分必要。
本文以单总线技术为基础,采用计算机串口、单总线和串口的协议转换芯片DS2480B、单总线数字化温度传感器DS18B20,设计了单总线温度检测网络。该系统能满足各类冷藏、冷冻食品的实际需要,节省电力和人力,并具有温度报警、数据存储、绘制动态和历史温度曲线、修改传感器数据等功能,能有效提高冷库运行效率,具有较高的实用价值。
1 冷库温度监控系统组成
系统主要由DS18B20数字式温度传感器模块、单片机模块、RS-485传输总线模块、RS-485/RS-232转换接口模块、上位PC机显示和控制模块五个部分组成,如图1所示。温度数据由DS18B20采集后送入下位机AT89C52,变换成RS-485格式后用485总线进行远距离传送,上位机通过RS-232接口接收温度数据。控制信息也通过同一通道进行反向传送。
2 冷库温度采集系统硬件设计
2.1 冷库温度检测采集电路的设计
AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程
Flash,相当的灵活有效。
DS18B20采用直接VCC供电方式。电源电压和单片机电源相同。其中DS18B20采集到的数据经过一根数据线传输到单片机,单片机对DS18-B20进行的读/写操作也通过该引脚实现。由于设计需求每个冷库要放置5个温度测量点,所以一根单总线上接5个温度传感器,测出5个温度数据,由PC上位机软件部分求出平均值作为冷库的温度。如图2所示。
2.2 RS-485总线及其与单片机的接口电路的设计
在下位单片机和上位PC机之间加入了485总线,在单片机系统中使用MAX485芯片,完成单片机TTL电平到RS-485电平之间的转换。在总线
末端接一个匹配电阻。吸收总线上的反射信号,使得正常传输信号无毛刺。只要在RS-485总线上同时并联上多个冷库温度测量系统电路,就能同时对多个冷库进行实时监控。