基于单总线的冷库温度监控系统设计

2012-03-12 09:11:13来源: 互联网
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。

  

RS-485总线及其与单片机的接口电路的设计#e#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。

  2.3 RS-232/RS-485转换器电路的设计

  本系统采用的是将RS-232接口转换成RS-485接口,再在单片机和PC机之间加入RS-485总线。采用RS-485进行长距离、高速的串行异步通信。只需要将TTL电平的串行接口通过芯片转换为RS-485串行接口。本系统采用MAX485芯片来完成这种转换。对于PC机现有的RS-232接口,系统中利用一片MAX485芯片和MAX232芯片组成的转换电路来实现RS-485电平与RS-232之间的转换。此转换电路一边与RS-232标准9针接口相连,另一边与RS-485总线相连。如图3所示。从而使得数据可以很好的传到上位机。

  

 

  3 冷库温度采集子软件设计

  本系统采用单总线器件设计,虽然硬件电路设计简单,但要以复杂的软件作为代价,软件的编写要严格遵守单总线协议,否则易错误。温度采集子程序流程图如图4所示。

  

 

  4 结束语

  冷库温度监控系统采用DS18B20进行测温,利用单片机AT89C52进行温度控制,能够实现温度控制在-55~+125℃之间,从而实现温度的实时采集、显示与控制功能,是一种比较理想的智能化控制系统。适合通信距离为几十米到上千米RS-485串行总线采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。应用RS-485可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。同时,系统扩展性强,温度监测点增加时,无论是在系统中添加温度传感器、还是添加数据采集器均可以直接挂接。而且系统测温更加精确,多点测温避免了局部温度当成整体温度的错误。总之,系统以图形方式显示各库房以及各监测点的实时温度,便于与现场对应,具有较高的使用价值。

关键字:单总线  温度监控

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0312/article_14985.html
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