基于DS18B20的MOA温度远程监控系统设计

　　避雷器监测中， 几乎所有需要测量的变量， 包括在正常电压及过电压下的能量吸收， 及由于老化和受潮产生的功耗， 都会影响MOA 阀片的温度。温度不仅是其实际工作状况的间接检测， 而且是避雷器本身的精确运行参数。MOA 的温度是各种影响参数共同作用的结果， 避雷器的能量吸收能力是由温度确定的。正常运行条件下， MOA吸收能量损耗， 温度变化很小， 出现过电压时， 温度可能暂时会有所上升， 但会慢慢恢复。在MOA 老化或受潮时， 温度会逐步上升，温度不仅是其实际工作状况的间接反映， 而且是各种影响参数共同作用的结果。在持续运行电压下MOA过热直接与能量损失相关， 而与运行电压的质量及外界干扰等无直接关系。因此， MOA 阀片的温度是判别其是否工作在(热)稳定状态的重要特征量。有限元法对MOA的热特性分析表明， MOA的接地端温度能反映MOA阀片的热量分布状态， 只要获得MOA 的接地端温度， 就可以判断MOA 的当前工作状态。

　　论文设计的MOA温度在线监测系统， 以DS18B20为温度传感器， AT89S52单片机为控制单元， 同时通过RS- 485总线与PC 机进行通信， 具有远程温度监测能力和远程报警能力。

　　1 DS18B20简介

　　1. 1 DS18B20

　　系统采用DALLAS半导体公司生产的单线数字式温度传感器DS18B20 监测MOA 接地端温度。

　　DS18B20 通过对其内部温度系统振荡器输出的脉冲信号计数来测量温度， 并在芯片内部把温度信号转换成串行数字信号供微处理器处理， 它具有体积小、抗干扰能力强、使用简单等特点。芯片的测温范围为- 50 ~ 125 , 可精确到01625 ; 其工作电源既可以远端引入， 也可以以寄生方式产生; 每个芯片都有自己单独的识别编码， 因而在一条总线上可挂接多个DS18B20 芯片; 由于它占用微处理器的端口少， 可节省大量的引线和逻辑电路， 适合于远距离多点温度检测。

　　在进行多点测温时， 由于传感器与数据采集系统有一定的距离， 电磁干扰、信号衰减等问题会造成数据传输错误。DS18B20 内部提供CRC 冗余校验码，传输过程中系统具有一定的容错能力， 在纠错范围内， 就可以对错误的数据进行纠正， 提高抗干扰能力和加大传输距离; 当错误超出纠错范围时， 也可以识别出错误的数据进行重新采集， 从而提高采集数据的可信度。DSl8B20的内部结构图如图1所示。

图1 DS l8B20内部结构图

　　1. 2 单线( 1-W ire)技术

　　单总线( 1-Wire)技术是近年来由美国Da llas半导体公司研发的一种总线技术。与SPI、I2C 等多种标准串行数据通信方式不同， 它采用单根信号线传输时钟和数据， 以其具有的节约I/O 资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等优点越来越多的被广泛应用于民用电器、工业控制领域。