基于工控机的多点温度检测系统设计

　　温度是生产和生活中常见的和最基本的参数之一。在现代社会中,温度控制不仅应用于生产方面,也应用于生活的各个方面[1]。

　　本文针对酒店、宾馆房间的温度进行检测和监控,使得酒店各个房间的温度既可以在控制室进行集中控制,也可以在各个房间单独控制,得到一个合适、舒服的温度。

　　1　系统的硬件组成

　　系统运用主从分布式思想,由一台工控机作上位机,多台单片机作下位机,组成2级分布式多点温度测量的巡回检测系统[2]。硬件结构如图1所示。

　　1·1　工控机

　　系统中,工控机作为上位机,进行现场可视化检测,负责与下位机进行通讯,控制多台单片机进行现场温度采集,对传送回工控机的温度值进行数据处理、显示。

　　1·2　单片机

　　单片机选用ATMEL的8位单片机AT89S52产品,可在工控机控制下工作,也可以单独工作,实时显示当前各点的温度值,对各点进行实时温度控制,并具有超温声光报警功能[3]。

　　1. 3　温度传感器

　　温度传感器采用DALLAS公司生产的DS18B20温度芯片。DS18B20是一线式数字温度传感器,测量温度范围为-55~125℃,测温分辨率可达0·062 5℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出[4,5]。其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生。CPU只需一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。

　　如图2所示,DS18B20支持“一线总线”接口[6,7],利用单总线的特点可以方便地实现多点温度的测量,轻松地组建传感器网络,且系统的抗干扰性好、设计灵活、方便,适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。

　　本系统为多点温度测试。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,但在实际应用中发现,如果挂接25个以上的DS18B20仍然有可能产生功耗问题。

　　另外单总线长度也不宜超过80 M,否则也会影响到数据的传输[8,9],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MOS-FET将I/O口线直接和电源相连,起到上拉的作用[10]。

　　2　硬件电路设计

　　2·1　温度控制系统电路

　　图3所示为一路温度控制电路,信号通过7重达林顿反相驱动器ULN2003A控制直流继电器,由直流继电器再去控制给空调供电的220 V交流电源的开关。

　　2·2　串口通讯电路

　　串口通讯电路如图4所示。AT89S52有一个全`双工的串行通讯口,所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。