在許多傳統(tǒng)行業(yè)中，多路高  溫度采集系統(tǒng)是不可或缺的。電廠、石化行業(yè)、鋼鐵廠以及制藥廠等企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，普遍存在著需要進(jìn)行溫度測(cè)量的場(chǎng)合。利用單片機(jī)和溫度傳感器組成的專(zhuān)用測(cè)溫系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)，而得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，當(dāng)電力機(jī)房中的控制柜、電纜、電容、開(kāi)關(guān)過(guò)載或損壞時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，往往會(huì)導(dǎo)致事故或火災(zāi)的發(fā)生。

　　系統(tǒng)方案

　　本裝置結(jié)構(gòu)（圖 1）可以大致分為：采集部分、供電電源系統(tǒng)、通訊部分。采集部分是通過(guò)主  芯片 AT89S52 單片機(jī)和 DALLAS   單線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 組建采集網(wǎng)絡(luò)完成。DS18B20 采集溫度測(cè)量范圍為 -55~+125℃，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在  的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。DS18B20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)兩種通訊方式實(shí)時(shí)上傳溫度數(shù)據(jù)，這兩種通訊方式為 RS485 通訊和 RS422 通訊，在 RS485 通訊中用 ADI 公司的串行 RS485 接口芯片 ADM2483，它是雙電源供電，輸出和輸入完全隔離的 RS485 芯片，可以加強(qiáng)對(duì)有效信號(hào)的接受與發(fā)送，增加了遠(yuǎn)距離通訊的可靠性。而 RS422 通訊實(shí)現(xiàn)了全雙工的通訊機(jī)制，在另一端采用光耦隔離的方式，將電源和信號(hào)隔離，增加了信息傳輸?shù)恼_率和抗干擾性，保證了信息的完整性。

　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　采集電路

　　原文位置　　以 AT89S52 單片機(jī)為  ，外置看門(mén)狗 X5045 和一片 11.0592MHz 晶振構(gòu)成  單片機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)用 AT89S52 單片機(jī)的 I/O 口雙向傳輸數(shù)據(jù)的功能，P3.4 與 DS18B20 一線總線連接，實(shí)現(xiàn)對(duì) DS18B20 進(jìn)行讀取和寫(xiě)入操作，在總線上加入一個(gè)上拉電阻，這個(gè)電阻可以根據(jù)加入網(wǎng)絡(luò) DS18B20 的多少和采集距離的長(zhǎng)短來(lái)改變電阻阻值。利用 P3.0 和 P3.1 特殊功能 I/O 口定義，做為通訊的收發(fā)器。P2.0 應(yīng)用 AMD2483 的使能控制引腳。在此應(yīng)用 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)仿真接口設(shè)計(jì)，通過(guò) JTAG 接口將程序  到 AT89S52 芯片中。實(shí)現(xiàn)操作功能。采集電路如圖 2 所示。

　　電源

　　原文位置　　在進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，不可缺少的就是電源的穩(wěn)定性和可靠性，AMS1117-5.0 具有限流和過(guò)熱自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)功能，其內(nèi)置的帶隙基準(zhǔn)可以保證輸出電壓的誤差  。在輸出端需要連接一個(gè)至少 10mf 的鉭電解電容用于提高輸出端的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。主要為單片機(jī)及周?chē)娐饭╇?。B0505S-W5 是金升陽(yáng)公司的一款專(zhuān)門(mén)針對(duì)線路板上分布式電源系統(tǒng)中需要產(chǎn)生一組與輸入電源隔離的電源的應(yīng)用場(chǎng)合而設(shè)計(jì)的，在此為內(nèi)部隔離的 ADM2483 提供隔離電源和 MAX488 通訊提供隔離電源。從而使信號(hào)的傳輸更加可靠。電源電路示于圖 3。

　　通訊

　　原文位置　　在通訊中分為 RS485 通訊和 RS422 通訊。RS485 通訊采用的 ADM2483 是 ADI 公司的串行 RS485 接口芯片，采用雙電源供電，輸出和輸入完全隔離的 RS485 芯片，可以加強(qiáng)對(duì)有效信號(hào)的接收與發(fā)送，增加了遠(yuǎn)距離通訊的可靠性。配合 555 的定時(shí)器的功能，EA_485 在通常情況下處于低電平接收狀態(tài)，當(dāng) TXD_IN 有信號(hào)輸出時(shí)使能 EA_485 變?yōu)楦唠娖?，將?shù)據(jù)發(fā)送出去。當(dāng)發(fā)完這段數(shù)據(jù)時(shí) EA_485 自動(dòng)回到低電平接收狀態(tài)，發(fā)送數(shù)據(jù)這段時(shí)間是由 R5×C5 決定的，能夠確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?RS422 通訊上位機(jī)通過(guò) A、B 端輸入命令，這是 RS422 接收器端口，Y、Z 接收命令，這是 RS422 的發(fā)送器端口。在 RS422 的另一端采用光耦隔離的方式，將電源和信號(hào)隔離，增加了信息傳輸?shù)恼_率和抗干擾性，保證了信息的完整性。LED、LED1 分別指示信息接收指示和發(fā)送指示?？梢灾庇^的監(jiān)測(cè)信息的傳輸過(guò)程。通訊電路如圖 4 所示。

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　在多路高  測(cè)溫系統(tǒng)中，測(cè)溫單元能獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，向上位機(jī)（主機(jī)）發(fā)送測(cè)量到的溫度數(shù)據(jù)，接收上位機(jī)發(fā)來(lái)控制指令，進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，與上位機(jī)通訊的指令采用定長(zhǎng)的 CDT 代碼指令，并有 CRC 糾錯(cuò)以保證數(shù)據(jù)正確傳輸。軟件流程圖如圖 5 所示。

　　在多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)中，單總線數(shù)字溫度傳感器（例如 DS18B20）因其體積小、構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。每一個(gè)數(shù)字溫度傳感器內(nèi)均有  的 64 位序列號(hào)（   8 位是產(chǎn)品代碼，其后 48 位是器件序列號(hào)，   8 位是前 56 位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼），只有獲得該序列號(hào)后才可能對(duì)其進(jìn)行操作，也才能在多傳感器系統(tǒng)中將它們一一識(shí)別。由于傳感器序列號(hào)的   8 位為產(chǎn)品代號(hào)，“需要的位值”可按對(duì)應(yīng)的值給出，關(guān)鍵是其后的 48 位器件序列號(hào)的識(shí)別。這里采用了“完全二叉樹(shù)”的排序思想（圖 6）。具體思路：設(shè)在 K 位首次發(fā)生數(shù)據(jù)位沖突，這時(shí)所有的傳感器分成兩類(lèi)，即該位為 1 的傳感器和為 0 的傳感器。“需要的位值”給 1，K 位為 1 的傳感器仍掛接在總線上。若接下來(lái) K+M、K+N 位發(fā)生數(shù)據(jù)位沖突，“需要的位值”仍分別給 1，獲得一個(gè)序列號(hào)。下一個(gè)過(guò)程在 K、K+M 位“需要的位值”仍給 1，但在 K+N 位則給 0，獲得另一個(gè)傳感器的序列號(hào)。第三個(gè)過(guò)程在 K 位仍給 1，而在 K+M 位給 0，在這條支路上繼續(xù)識(shí)別。K 位為 1 的傳感器的序列號(hào)識(shí)別完后，回到 K 位時(shí)，“需要的位值”給 0，按同樣的方法識(shí)別該支路的傳感器序列號(hào)。按此思路，多個(gè)傳感器的序列號(hào)只需要分別識(shí)別  。

　　建立關(guān)系表后，編制好程序，系統(tǒng)可投入運(yùn)行。讀取每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度時(shí)，需要用到“符合”ROM 命令，該命令要求將關(guān)系表中的序列號(hào)取出送到總線上，只有序列號(hào)與之相符的傳感器才掛接在總線上，可讀取其溫度。

　　綜上所述，用簡(jiǎn)單的硬件以及編程方法自動(dòng)建立關(guān)系表，在單總線多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了數(shù)字溫度傳感器的自動(dòng)識(shí)別，大大有利于系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)，減少維護(hù)工作量，并解決了過(guò)去維護(hù)工作必須由  人員來(lái)完成，而不是由運(yùn)行人員來(lái)完成的不便。

　　結(jié)語(yǔ)

　　此裝置采用 51 系列單片機(jī)作為主 CPU，成本低，通訊可靠性好，實(shí)時(shí)性高，已經(jīng)完成樣機(jī)試制，通過(guò)相關(guān)測(cè)試，并投入生產(chǎn)。本產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用在電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)蓄電池周?chē)寺犯鼽c(diǎn)溫度，并上傳給后臺(tái)。運(yùn)行穩(wěn)定，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。