室内温度检测与调控系统设计

2011-07-18 17:52:46来源: 互联网
    目前温度检测与自动调节技术在生产、生活中可应用的领域非常多,大到工矿企业生产线的环境温度监控,小到一般居室的室内温度检测与调节控制。这些不同的应用形式在温度检测方式、精度要求、信息传输,控制方式等方面存在着诸多的不同,但系统的基本设计思想大致相同,均是按照温度数据采集、数据传输、数据分析、温度调节控制的基本工作顺序来规划的。本文就是在这种思路引导下,提出了一种以智能数字温度传感器DS18B20和单片机AT89C52为基础,可在室内场所(如居室、办公室、小型仓库)使用的多点温度检测与自动调节系统设计方案。

1 系统硬件设计
    室内温度检测与调控系统的基本功能要求是:能够实时检测并显示室内的环境温度,并可根据用户要求设定温度阈值,当室内温度在所要求的正常范围内时,系统将采集到的温度数据实时显示,在监测到的环境温度超过阈值时,系统发出告警提示并开启温度自动调节开关,控制温度调节设备实施环境温度自动调节。根据以上要求,构建系统结构如下图1所示。

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    在此次系统设计过程中,温度传感器选择DALLAS公司生产的智能数字温度传感器DS18B20。该传感器因具有的功能集成化、输出信号数字化,控制简单化等特点而广泛应用于温度检测系统的设计中。在0~100℃时,DS18B20最大线形偏差小于1℃:有效的测温范围为-55~+125 ℃;编程实现9~12位的数字值读数方式,测温分辨率为0.062 5℃;被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。
    DS18B20将地址线、数据线、控制线合为1根双向串行数据的信号线,并允许在这根信号线上接多个DS18B20;可由单片机处理及控制,多个DS18B20可以并联到3根或两根线上,处理器只需1根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路,所设计电路简洁,抗干扰性能强;其工作电源既可在远端引入,也而采用寄生电源方式产生。
    系统控制器采用AT89C52 8位单片机,该单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小,硬件实现简单,安装方便,可以单独实现对多个DS18B20控制工作。
1.1 温度数据采集
    由于室内环境温度受光照、储物密度、人流量等因素的影响较大,为了保证测量数据的准确性和调节控制功能执行的有效性,在实现温度数据采集时采用多点检测方式,即通过在室内布设多个温度检测点,由各检测点将采集到的数据送往系统控制器分析比较,当5个检测点中有3个以上的检测结果超过阈值后,认定当前环境温度超限,实施告警和调节控制功能。根据以上要求设计的温度采集模块结构如下图2所示。

c.JPG


    温度数据采集模块中DS18B20采用外部供电方式,理论上可以在一根数据总线上挂256个DS18B20,但实践中发现.如果挂接25个以上的DS18B20仍旧有可能产生功耗问题。另外单线长度也不宜超过80 m,否则也会影响到数据的传输。在这种情况下,可以采用分组的方式,用单片机的多个I/O来驱动多路DS18B20。在实际应用中还可以使用一个MOSFET将I/O口线直接和电源相连,起到上拉的作用。

1.2 键盘控制模块
    由于在本系统中允许用户按照实际要求设定温度阈值,用户可根据对室内环境温度要求,设定所允许的最高或最低温度参数,当环境温度超此限度后,实施告警及自动温度调节功能。本系统中设置4个按钮开关,分别与单片机P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口相连,分别实现手动复位,阈值设定选择、数值加、数值减等功能。

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关键字:温度检测  单线多点检测  报警  温度调节

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0718/article_2999.html
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