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多点温度监控系统的设计

发布时间:2020-07-01 00:30:50 阅读: 来源:酚醛A级保温板厂家

目前许多场合都要对温度进行控制。如仓库,不同的储藏室储存物品的温度都不同;再比如医院,为了使病人的治疗效果最好,需要对每一个病房的温度进行控制。该文研究的多点温度监控系统能够对多个位置的温度进行设置、检测,根据温度设置值与检测值来控制调温设备运转,调节温度。

本文引用地址: 系统的总体结构及功能 本系统的总体结构框图如图1所示,为了满足多通道数据采集和处理,系统采用了一台上位机和多个下位机的集总式结构。上位机采用AT89S51单片机,下位机采用AT89C2051单片机。上位机与下位机之间采用RS 485总线通信。其中上位机系统配置液晶显示屏、按键。按键用于调整各个点的预置温度和系统时间,查询各个点的预置温度值、实际温度值以及调温设备运行情况,输入下位机的控制信息。液晶显示屏用于显示系统时间,以及各点的预置温度值、实际温度值和调温设备运行情况,如1 min内没有任何操作,则液晶显示屏上开始循环显示各个点的实际温度值、预置温度值以及调温设备运转情况,每一个点的数据在液晶屏上显示的时间是8 s。下位机负责温度采集和控制调温设备运转,温度传感器采用DSl8820。上位机首先将预置温度值发送到下位机,下位机将实际温度与预置温度进行比较后输出调温设备控制信号,并将实际温度与调温设备运转状态发送到上位机。

2 硬件电路设计2.1 下位机电路设计 下位机电路主要由三部分构成:温度采集电路、RS 485总线接口电路、调温设备的控制电路,其电路原理图如图2所示。

2.1.1 温度采集电路 温度传感器采用DSl8820,其是一种单总线智能型温度传感器,只有三线接口,分别为地线、数据线、电源线。DSl8820输出信号为数字信号,处理器与DSl8820通过数据线来完成双向通信,因此采用DSl8820使得电路十分简单。温度变换功率可以来源于外电源,也可以来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DSl8820供电。DSl8820的电压范围为+3.O~+5.5 V,测温范围为一55~+125℃,固有的测温分辨率为O.5℃,最高精度可达0.067 5℃,最大的转换时间为200 ms。一条总线上面可以挂接多个Dsl8820实现多点测温。本系统中每台下位机只接一个DSl8820。 采用单片机的P3.7口与DS18820进行通信,采集温度信号,由于其是双向通信,内部结构是开漏,所以在总线上要加一个10。kΩ上拉电阻。2.1.2 RS 485总线接口电路 本系统上位机与下位机之间采用RS 485总线通信,其通信距离可达1 200 m。总线驱动芯片采用MAX485,RO接单片机的RXD,DI接TXD,MAX485芯片的发送和接收功能转换由芯片的RE,DE端控制。DE=1时,MAX485处于发送状态;RE=O,DE=0时,芯片处于接收状态。将RE,DE接在单片机的一根口线P3.4上。 在上电复位时,为了避免分机咬总线的情况,总线上的各分机应处于接收状态。而在上电复位时,单片机各端口处于高电平状态,硬件电路稳定也需要一定的时间,则可能向总线发送信息,为了避免这种情况,将P3.4口接一个74HCl4反相器,使MAX485上电时处于接收状态。另外在数据传输之前,先要通过一个低电平起始位实现握手,给R0外接10 kΩ上拉电阻,防止干扰信号误触发产生负跳变,使单片机进入接收状态。总线上面挂接多个分机,其中任何一只芯片故障就可能将总线“拉死”,因此在MAX485的A,B口线与总线之间各串接一只20Ω的电阻实现总线隔离。如果是最后一台分机,则在差分端口A,B之间接120 Ω的平衡匹配电阻,减少由于不匹配而引起的反射,并且能够吸收噪声,抑止干扰,保证通信质量。注意不能在中间分机节点上并接平衡匹配电阻。

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