电池温度智能监测系统设计

　　蓄电池作为一种供电方便、安全可靠的直流电源，在电力、通信、军事等领域中得到了广泛的应用。温度是蓄电池的一个重要参数，它可以间接地反映电池的性能状况，并且根据此温度参数可以对电池进行智能化管理，以延长电池的寿命。在蓄电池组充放电维护及工作工程中，电池内部产生的热量会引起电池的温度发生变化，尤其是蓄电池过充电、电池内部电解液发生异常变化等原因均可能造成电池温度过高而造成电池损坏。传统上用人工定时测量的方法，劳动强度大、测量精度差，工作环境恶劣，尤其是不能及时发现异常单体电池，容易导致单体电池损坏，甚至导致整组电池故障或损坏;基于总线结构的有线多点温度监测系统，能够实现温度的智能化测量，但存在布线繁多复杂、维护扩展困难等不足。鉴于此，设计了一种基于单总线温度传感器和无线收发模块的电池温度无线监测系统，能够有效地克服热敏电阻测温和总线结构控制系统的不足，有利于提高蓄电池性能监测的智能化水平。

　　1 单总线温度传感器DS18B20

　　1.1 DS18B20芯片特性

　　DS18B20数字温度传感器是美国DALLAS半导体公司生产的新一代适配微处理器的智能温度传感器，它将温度传感器、A/D转换器、寄存器及接口电路集成在一个芯片中，采用1-wire总线协议，可直接数字化输出、测试。与其他温度传感器相比，具有以下主要特性：采用独特的单线接口技术，与微处理器相连仅需一根端口线即可实现双向通信，占用微处理器的端口较少，可接收大量的引线和逻辑电路;使用中不需要任何外围电路，全部传感元件及转换电路都集成在形如一只三极管的集成电路内;测温范围-55～+125℃，精度可达±0.5℃，可编程9～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.062 5℃，可实现高精度测温;测量结果直接输出数字温度信号，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力;支持多点组网功能，多个DS18B20可挂在总线上，实现组网多点测温。适应电压范围宽：3.0～5.5 V，在寄电源方式下可由数据线供电;DS18B20与单片机连接如图1所示，单总线器件只有一根数据线，系统中的数据交换、控制都在这根线上完成，单总线上外接一个4.7Ω的上拉电阻，以保证总线空闲时，状态为高电平。

　　1.2 DS18B20的控制时序

　　DS18B20与微处理器间采用的是串行数据传送，在对其进行读写编程时，必须严格保证读写时序，否则将无法读取测温结果。DS18B20控制时序主要包括初始化时序、读操作时序和写操作时序，如图2所示。

　　(1)初始化时序。时序见图2(a)，主机总线t0时刻发送一复位脉冲(最短为480μs的低电平信号)接着在t1时刻释放总线并进入接收状态，DS18B20在检测到总线的上升沿之后等待15～60μs，接着DS18B20在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60～240 μs)，如图中虚线所示。