溫度傳感器在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由AT89C51，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302，鍵盤(pán)與顯示電路，RS485通信電路，MAX813L組成的看門(mén)狗電路，串行E2PROM存儲(chǔ)器電路等組成，采用多個(gè)傳感器測(cè)量不同房間內(nèi)的溫度，可以設(shè)置不同房間的報(bào)警上限值，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)房間對(duì)應(yīng)溫度的顯示和報(bào)警。

　　火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)硬件組成如圖2所示。

圖2 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)硬件組成圖

　　5. 1-Wire總線技術(shù)數(shù)字溫度傳感器供電方式

　　DS18B20的電源供電有兩種。外部供電方式和寄生電源供電方式。外部供電方式如圖3所示。圖3中引腳 VDD接外部電源。而寄生電源供電方式不需要外部電源如圖4所示。工作于寄生電源供電方式時(shí)，VDD和GND 均接地。在需要遠(yuǎn)程溫度檢測(cè)和空間受限制時(shí)非常有用。圖3中當(dāng)1-Wire總線為高電平時(shí)，DS18B20從1-Wire總線上經(jīng)過(guò)引腳DQ“偷竊”電源，偷竊的電荷給總線供電。當(dāng)總線為低電平時(shí)，存儲(chǔ)在寄生電源電容上的電荷為傳感器供電。當(dāng)DS18B20用于寄生電源供電方式時(shí)，VDD必須要接地［1］。但是在寄生電源供電方式時(shí)，當(dāng)DS18B20執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換和拷貝便箋存儲(chǔ)器內(nèi)容到EEPROM中時(shí)，操作電流能夠達(dá)到1.5mA. 此電流能夠?qū)е码妷好黠@下降而使傳感器不能正常工作。為了保證DS18B20有充足的供電電流，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換和拷貝便箋存儲(chǔ)器內(nèi)容到EEPROM中時(shí)，必須要在總線上提供足夠強(qiáng)的上拉?？梢杂靡粋€(gè)MOSFET管來(lái)完成對(duì)總線的上拉如圖4 所示。一般當(dāng)檢測(cè)的溫度超過(guò)100℃時(shí)，建議不要使用寄生電源供電方式而要用外部供電方式。因?yàn)樵谶@樣高的溫度下，由于高的泄漏電流，DS18B20不可能保持?jǐn)?shù)據(jù)通信。因此在條件允許的情況下，盡量采用外部供電方式。

圖3 DS18B20的外部供電方式

圖4 DS18B20的寄生電源供電方式

　　6. 溫度采集與處理流程圖

　　基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)采用智能溫度傳感器DS18B20，在正確讀出64位序列號(hào)之后，需要根據(jù)時(shí)序的嚴(yán)格要求，編寫(xiě)溫度讀取程序。單片機(jī)控制DS18B20的溫度轉(zhuǎn)換必須按照DS18B20的命令流程。首先執(zhí)行初始化時(shí)序，然后單片機(jī)發(fā)出跳過(guò)ROM命令（代碼為CCH），此命令針對(duì)所有在線DS18B20，單片機(jī)再發(fā)出啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令（代碼為44H），啟動(dòng)DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換。對(duì)于12位分辨率還需延時(shí)750ms之后。接著再執(zhí)行初始化時(shí)序，然后單片機(jī)發(fā)出匹配ROM命令（代碼為55H）并向數(shù)據(jù)線上發(fā)出64位序列號(hào)，再發(fā)出讀9個(gè)字節(jié)命令（代碼為BEH），就可以讀出智能溫度傳感器DS18B20對(duì)應(yīng)序列號(hào)完成溫度轉(zhuǎn)換之后的相應(yīng)正確溫度?；贒S18B20的溫度采集與處理流程圖如圖5 所示。

圖5 基于1-Wire技術(shù)的DS18B20溫度采集與處理程序流程圖

　　7.結(jié)束語(yǔ)

　　傳統(tǒng)的測(cè)溫方法是將模擬信號(hào)傳送到采樣電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，為了獲得較高精度，就必須解決多點(diǎn)測(cè)量切換及放大電路零點(diǎn)漂移問(wèn)題。而1-Wire總線技術(shù)數(shù)字溫度傳感器的出現(xiàn)較好地解決上述問(wèn)題。本文作者創(chuàng)新點(diǎn)是應(yīng)用1-Wire總線技術(shù)，采用多個(gè)數(shù)字溫度傳感器設(shè)計(jì)了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，分析了傳感器供電方式和特性，闡述了數(shù)字溫度傳感器ROM命令和功能命令?；贏T89C51設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示電路，鍵盤(pán)顯示電路，串行存儲(chǔ)器電路，RS485通信電路，看門(mén)狗電路等，闡述了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的硬件構(gòu)成圖。設(shè)計(jì)了溫度采集的流程圖，并編寫(xiě)程序完成了溫度的正確顯示。1-Wire技術(shù)溫度傳感器DS18B20將溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)以供單片機(jī)處理，在單總線接口上掛接了多個(gè)傳感器，直接以一總線的數(shù)字方式傳輸現(xiàn)場(chǎng)溫度，方便地組成分布式多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。使用1-Wire總線技術(shù)數(shù)字溫度傳感器有效地降低成本，使應(yīng)用系統(tǒng)可靠性高而且傳輸距離遠(yuǎn)。目前已經(jīng)較好地應(yīng)用于分布式測(cè)溫的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中。