室内温度检测与调控系统设计

　　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。

　　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。