基于單總線的冷庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：單總線技術(shù)以其線路簡(jiǎn)單、硬件數(shù)量少、軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單優(yōu)勢(shì)而有著無可比擬的應(yīng)用前景。文中設(shè)計(jì)的冷庫溫度采集使用單總線器件DS18B20，通過單片機(jī)AT89C52對(duì)DS18B20進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，設(shè)計(jì)了溫度檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)接口電路。本設(shè)計(jì)能檢測(cè)不少于30個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)，傳輸距離約1 200m。
關(guān)鍵詞：單總線；冷庫；溫度檢測(cè)；RS-485；AT89C52；DS18B20；delphi

隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)冷藏、冷凍食品質(zhì)量的要求在不斷提高。而食品外觀及營養(yǎng)成分的變化與冷藏、冷凍溫度密切相關(guān)。不同的食品有其相應(yīng)的最佳冷藏或冷凍溫度；不同的保存時(shí)間則要求設(shè)置不同的保存溫度。因此，研制一個(gè)切合實(shí)際需要的冷庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)顯得十分必要。
本文以單總線技術(shù)為基礎(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)串口、單總線和串口的協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片DS2480B、單總線數(shù)字化溫度傳感器DS18B20，設(shè)計(jì)了單總線溫度檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)能滿足各類冷藏、冷凍食品的實(shí)際需要，節(jié)省電力和人力，并具有溫度報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、繪制動(dòng)態(tài)和歷史溫度曲線、修改傳感器數(shù)據(jù)等功能，能有效提高冷庫運(yùn)行效率，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

1 冷庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)組成
系統(tǒng)主要由DS18B20數(shù)字式溫度傳感器模塊、單片機(jī)模塊、RS-485傳輸總線模塊、RS-485／RS-232轉(zhuǎn)換接口模塊、上位PC機(jī)顯示和控制模塊五個(gè)部分組成，如圖1所示。溫度數(shù)據(jù)由DS18B20采集后送入下位機(jī)AT89C52，變換成RS-485格式后用485總線進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，上位機(jī)通過RS-232接口接收溫度數(shù)據(jù)?？刂菩畔⒁餐ㄟ^同一通道進(jìn)行反向傳送。

2 冷庫溫度采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 冷庫溫度檢測(cè)采集電路的設(shè)計(jì)
AT89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程
Flash，相當(dāng)?shù)撵`活有效。
DS18B20采用直接VCC供電方式。電源電壓和單片機(jī)電源相同。其中DS18B20采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過一根數(shù)據(jù)線傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)對(duì)DS18-B20進(jìn)行的讀／寫操作也通過該引腳實(shí)現(xiàn)。由于設(shè)計(jì)需求每個(gè)冷庫要放置5個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)，所以一根單總線上接5個(gè)溫度傳感器，測(cè)出5個(gè)溫度數(shù)據(jù)，由PC上位機(jī)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(jī)的接口電路的設(shè)計(jì)
在下位單片機(jī)和上位PC機(jī)之間加入了485總線，在單片機(jī)系統(tǒng)中使用MAX485芯片，完成單片機(jī)TTL電平到RS-485電平之間的轉(zhuǎn)換。在總線
末端接一個(gè)匹配電阻。吸收總線上的反射信號(hào)，使得正常傳輸信號(hào)無毛刺。只要在RS-485總線上同時(shí)并聯(lián)上多個(gè)冷庫溫度測(cè)量系統(tǒng)電路，就能同時(shí)對(duì)多個(gè)冷庫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。