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第1篇

關(guān)鍵詞：溫度；單片機(jī)；傳感器

引言

在國(guó)內(nèi)，原來(lái)的糧庫(kù)對(duì)糧食檢測(cè)主要采取對(duì)各糧庫(kù)糧食進(jìn)行取樣、記錄、分析、匯總數(shù)據(jù)等辦法，通過(guò)人工來(lái)進(jìn)行，不僅工作量大、效率低下、而且可靠性和實(shí)時(shí)性差。現(xiàn)在測(cè)量糧食的各種參數(shù)己逐步被電子檢測(cè)設(shè)備所取代。小的儲(chǔ)糧設(shè)備一般采用小型測(cè)溫、測(cè)濕度儀器檢測(cè)糧溫和濕度以及通風(fēng)，目前我國(guó)大中型儲(chǔ)糧設(shè)備己開(kāi)始配備微機(jī)測(cè)溫測(cè)濕和檢系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

1.1 設(shè)計(jì)方案論證

該系統(tǒng)由模擬開(kāi)關(guān)構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路板置于倉(cāng)上，遠(yuǎn)處倉(cāng)上的溫度信號(hào)需要跨倉(cāng)傳輸。各種糧倉(cāng)上信號(hào)線傳遞溫度信號(hào)，控制線選擇溫度點(diǎn)及其電源線連在一起，構(gòu)成一個(gè)龐大的樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)。在通常情況下，這種溫度方式可以正常工作，但是在儲(chǔ)糧倉(cāng)多、各倉(cāng)相距遠(yuǎn)，特別是在電磁干擾較強(qiáng)的地方，該系統(tǒng)難以正常工作。為了克服由于儲(chǔ)糧倉(cāng)系統(tǒng)龐大對(duì)于測(cè)量溫度精度和系統(tǒng)可靠性的影響，我們?cè)O(shè)計(jì)了單片機(jī)作為前沿機(jī)械進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，用單片機(jī)與微機(jī)通信的方法送回溫度數(shù)據(jù)，構(gòu)成特別適用于大型糧倉(cāng)中應(yīng)用的分布式微機(jī)測(cè)量溫度系統(tǒng)，并且能夠利用溫度傳感器送回的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行糧位檢測(cè)。

1.2 系統(tǒng)框圖

圖1 糧倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)

為了設(shè)計(jì)此系統(tǒng)，我們采用了89C51機(jī)作為控制芯片。它可以提供一個(gè)8位CPU ，4 KB的閃爍存儲(chǔ)器Flash ROM，256字節(jié)RAM ，4個(gè)8位并行I/0端口、2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、1個(gè)可編程全雙工串行口、5個(gè)中斷源、片內(nèi)振蕩電路和時(shí)鐘電路，64KB總線擴(kuò)展控制器。89C51制作工藝為HMOS，采用40管腳雙列直插DIP封裝。

2.2 溫度傳感器

對(duì)于糧倉(cāng)所存儲(chǔ)的糧食來(lái)說(shuō)，其所儲(chǔ)糧食的品質(zhì)與溫度密切相關(guān)。因而對(duì)于糧倉(cāng)的溫度檢測(cè)很早就開(kāi)始應(yīng)用了。最開(kāi)始是采用玻璃溫度計(jì)，隨著電子測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，使用對(duì)溫度敏感的元器件，如熱敏電阻來(lái)進(jìn)行測(cè)量。由單線多點(diǎn)溫度傳感器（如DS1820）構(gòu)成的單線多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)，雖然引線很少，但傳輸距離（不超過(guò)20米）。AD 590是一種電壓輸入、電流輸出型集成溫敏傳感器，測(cè)溫范圍為-55℃―+150℃，輸出電流與絕對(duì)溫度成正比，因而不必考慮多路模擬開(kāi)關(guān)引入的附加電阻造成的誤差。該系統(tǒng)選用若干個(gè)集成溫度傳感器AD590接成矩陣形式，構(gòu)成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。

2.3 多路模擬開(kāi)關(guān)

常用的模擬開(kāi)關(guān)有機(jī)電式和電子式兩類。機(jī)電式開(kāi)關(guān)具有良好的通、斷性能，信號(hào)畸變小，但切換過(guò)渡時(shí)間較長(zhǎng)。電子式開(kāi)關(guān)切換時(shí)間很短，但通、斷性能不夠理想。切換模擬信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)的非理想特性將引入誤差，并產(chǎn)生延時(shí)。CC4051是單八路模擬開(kāi)關(guān)。它是由電平位移電路、帶禁止端INH的8選1譯碼器和由該譯碼器對(duì)各個(gè)輸出分別加以控制的8個(gè)CMOS雙向模擬開(kāi)關(guān)組成。

AD590矩陣的行、列分別與兩個(gè)CC4051相連，通過(guò)三位行、列選擇數(shù)字碼（由單片微機(jī)89C51產(chǎn)生）就可使矩陣被測(cè)點(diǎn)中的任何一個(gè)傳感器接入測(cè)控電路。

2.4 模擬小信號(hào)放大電路

被測(cè)物理量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)的幅度往往很小，無(wú)法進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，因此，需對(duì)這些模擬電信號(hào)進(jìn)行放大處理。一般都采用集成運(yùn)放。

該系統(tǒng)選用斬波穩(wěn)零集成運(yùn)放ICL7650構(gòu)成高增益、低漂移放大器，用于放大AD590的輸出信號(hào)。ICL7650內(nèi)部有一個(gè)震蕩為200Hz的振蕩器，在這個(gè)震蕩器的控制下運(yùn)放分節(jié)拍工作。每個(gè)振蕩周期分兩個(gè)節(jié)拍，第一個(gè)拍將輸入失調(diào)采集并存于一個(gè)點(diǎn)容器中，第二節(jié)拍采樣和放大信號(hào)，并將此刻的失調(diào)相抵消，所以運(yùn)放總的失調(diào)和溫度極小，性能極為優(yōu)越和穩(wěn)定。

2.5 A/D轉(zhuǎn)換器

從放大器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，才能進(jìn)入89C51單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)外雙積分A/D轉(zhuǎn)換器集成電路芯片很多，大部分是用于數(shù)字測(cè)量?jī)x器上。文章選擇常用的3.5位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433，其精度高，抗干擾性能好。

2.6 鍵盤顯示接口

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，同時(shí)需要使用鍵盤與顯示器接口時(shí)，為了節(jié)省I/0口線，常常把鍵盤和顯示電路做在一起，構(gòu)成實(shí)用的鍵盤、顯示電路。文章采用8155并行擴(kuò)展口構(gòu)成鍵盤、顯示電路。

為了較少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/0線的數(shù)目，在鍵數(shù)較多時(shí)，通常都將鍵盤排列成行列矩陣形式。4個(gè)LED顯示器采用共陰極方式，段選碼由8155口提供，位控信號(hào)由PA口提供。鍵盤的列掃描輸出也由PA口提供，查詢行輸入由PCO～PC1提供。LED采用動(dòng)態(tài)顯示軟件譯碼，鍵盤采用逐列掃描查詢工作方式。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的各部分程序主要包括程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、鍵盤掃描程序、打印程序、顯示程序等。（見(jiàn)圖2）

4 結(jié)束語(yǔ)

由于系統(tǒng)采用了全數(shù)字化的溫度、濕度傳感器，直接輸出的是表示溫度和濕度的數(shù)字信號(hào)，不存在由模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié)，所以該系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠、測(cè)量精度高、一致性好、無(wú)需任何調(diào)整、信號(hào)線長(zhǎng)短不會(huì)影響其性能等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)糧食倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中的溫度控制。

參考文獻(xiàn)

[1]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)網(wǎng)[M].北京：北京航天航空人學(xué)出版社，2005：38-47.

[2]何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第1版）[M].北京：，北京航空航天技術(shù)出版社，2002.

第2篇

【關(guān)鍵詞】ZigBee;星形網(wǎng);溫度采集;遠(yuǎn)程監(jiān)控

1.引言

溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于對(duì)溫度敏感的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等現(xiàn)場(chǎng)，如通信基站機(jī)房、礦井、糧倉(cāng)、智能家居等環(huán)境中。傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需在所監(jiān)測(cè)區(qū)域布置大量的信號(hào)傳輸線，體積寵大，成本相對(duì)較高，且不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。如何解決傳統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的有線網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)鋪設(shè)、維護(hù)等諸多不便已成為目前研究的熱點(diǎn)。本文提出一種基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能有效解決上述的問(wèn)題。ZigBee技術(shù)是一種低功耗、低成本、低速率、低復(fù)雜度的雙向的無(wú)線通信技術(shù)，它是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)[1-5]。以ZigBee技術(shù)組成無(wú)線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)，由部署在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的微型溫度傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線電通信構(gòu)成的一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)[6]，能夠?qū)崟r(shí)地感知、收集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的溫度信息，并通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)處理并在服務(wù)器Web網(wǎng)頁(yè)上，用戶可以登陸網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)自組網(wǎng)的特性，測(cè)溫節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)組成一個(gè)星型網(wǎng)進(jìn)行通信[5]，移動(dòng)終端（手機(jī)、平板電腦以及個(gè)人電腦）通過(guò)連接指定網(wǎng)絡(luò)后通過(guò)Web瀏覽器訪問(wèn)溫度數(shù)據(jù)的網(wǎng)頁(yè)面顯示界面。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

2.2 系統(tǒng)的功能

本系統(tǒng)分為三大模塊：1）溫度感知模塊;2）控制處理以及射頻收發(fā)模塊;3）數(shù)據(jù)接收顯示模塊。主要有兩大功能：1）環(huán)境溫度數(shù)據(jù)無(wú)線采集功能：測(cè)溫節(jié)點(diǎn)自動(dòng)采集所探測(cè)環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨巡杉降臏囟葦?shù)據(jù)都發(fā)送給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。2）環(huán)境溫度數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能：系統(tǒng)采用的是B/S（Browser/Server）結(jié)構(gòu)，只需一個(gè)可以訪問(wèn)網(wǎng)頁(yè)的終端即可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度數(shù)據(jù)。另外可以在網(wǎng)頁(yè)顯示界面上按需設(shè)置監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度的上限值和下限值，環(huán)境溫度一旦超過(guò)所設(shè)置的上限值或者低于設(shè)置的下限值就會(huì)有相對(duì)應(yīng)警報(bào)提醒。

3.硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用TI公司開(kāi)發(fā)的2.4GHz ZigBee片上系統(tǒng)解決方案CC2530的無(wú)線單片機(jī)方案。TI公司免費(fèi)提供了ZigBee聯(lián)盟認(rèn)證的全面兼容IEEE802.15.4與ZigBee2007協(xié)議規(guī)范的協(xié)議棧代碼和開(kāi)發(fā)文檔，并為提供了豐富的開(kāi)發(fā)調(diào)試工具[2-4]。

CC2530 結(jié)合了領(lǐng)先的RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存[2]，8-KB RAM 和許多其他強(qiáng)大的功能。CC2530 具有不同的運(yùn)行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。CC2530具有21個(gè)可用I/O、4個(gè)定時(shí)器、ADC 、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、AES加密/解密內(nèi)核、DAC、DMA、Flash控制器、RF射頻收發(fā)器等眾多外設(shè)[4]。

圖2 CC2530電路

節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)：

測(cè)溫的節(jié)點(diǎn)由CC2530與DS18B20數(shù)字溫度傳感器組成，采用電池進(jìn)行供電[7]。CC2530通過(guò)單總線通信協(xié)議控制DS18B20數(shù)字溫度傳感器并獲取實(shí)時(shí)的環(huán)境溫度值，再發(fā)送到協(xié)議器節(jié)點(diǎn)。DS18B20數(shù)字溫度傳感器與CC2530接口示意圖如圖3所示。

圖3 硬件框架圖

協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)直接由上位機(jī)通過(guò)USB數(shù)據(jù)線供電。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)接收所有測(cè)溫節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)片內(nèi)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，通過(guò)CC2530 ZigBee開(kāi)發(fā)底板USB口把數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)。

4.軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)ZigBee星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信，涉及到協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)的編程[7]。協(xié)議器負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行維護(hù)，接收各不同的終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的溫度信息融合后再進(jìn)行控制。終端節(jié)點(diǎn)必須加入?yún)f(xié)調(diào)器組建的網(wǎng)絡(luò)中，并開(kāi)始定期采集溫度并發(fā)送到協(xié)調(diào)器上。協(xié)調(diào)器把融合后的溫度經(jīng)過(guò)串口在Web服務(wù)器上，供指定用戶登陸站點(diǎn)進(jìn)行訪問(wèn)。

協(xié)調(diào)器上電后，根據(jù)編譯時(shí)指定的參數(shù)，選擇適合當(dāng)前通信環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)號(hào)以及信道來(lái)建立星形網(wǎng)[6]。協(xié)調(diào)器的程序圖如圖4所示。

終端節(jié)點(diǎn)上電并初始化硬件以及協(xié)議棧后，會(huì)搜索是否存在著對(duì)應(yīng)編號(hào)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)[3]，如果存在則加入對(duì)應(yīng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，然后啟動(dòng)定期采集溫度數(shù)據(jù)，并發(fā)送至協(xié)調(diào)器。

圖4 協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)軟件流程圖

Web服務(wù)器顯示界面是基于MyEclipse Enterprise Workbench 9.0平臺(tái)的，用Jsp技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基于Web的串口通信方法。頁(yè)面利用Jsp技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的顯示功能，然后利用JavaBean和Servlet在后臺(tái)獲取串口的數(shù)據(jù)，并通過(guò)Json對(duì)象將數(shù)據(jù)傳送到前端頁(yè)面。最后利用Ajax技術(shù)實(shí)現(xiàn)了頁(yè)面的定時(shí)自動(dòng)刷新更新數(shù)據(jù)，以及利用JavaScript技術(shù)實(shí)現(xiàn)了頁(yè)面按鈕和功能事件的觸發(fā)。

5.顯示界面

網(wǎng)頁(yè)顯示界面分為數(shù)據(jù)顯示區(qū)域和參數(shù)設(shè)置區(qū)域兩大部分。顯示區(qū)域內(nèi)分別顯示傳感器編號(hào)、獲取時(shí)間以及溫度值共三項(xiàng)數(shù)據(jù)內(nèi)容。參數(shù)設(shè)置區(qū)域里需要設(shè)置的主要參數(shù)有四個(gè)，分別是串口號(hào)、波特率、高溫警告和低溫警告，其他均保持默認(rèn)即可。顯示界面可以獲取各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送回來(lái)的溫度數(shù)據(jù)，且用戶通過(guò)高溫警告與低溫警告來(lái)進(jìn)行溫度保護(hù)。

圖5 工作界面

6.結(jié)論

本文通過(guò)實(shí)現(xiàn)基于ZigBee的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度敏感的環(huán)境實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控。可以通過(guò)布置多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)來(lái)監(jiān)控多個(gè)區(qū)域的溫度，可以應(yīng)用的范圍的很廣，該系統(tǒng)具有低功耗，低成本，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)人值守，檢測(cè)準(zhǔn)確度高，抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)，能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地工作，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]王小強(qiáng)，歐陽(yáng)駿，黃寧淋.ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012，05.

[2]李文促，段朝玉.ZigBee2007/PRO協(xié)議棧實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐[M].北京：北京航空航空大學(xué)出版社，2009.

[3]Shahin Farahani.ZigBee Wirless Networks and Transceivers[M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2013，08.

[4]高守瑋，吳燦陽(yáng).ZigBee技術(shù)實(shí)踐教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009，06.

[5]蔣挺，趙成林.紫蜂技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006.

[6]孫利民，李建中，陳渝，等.無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)華出版社，2005.

[7]武風(fēng)波，強(qiáng)云霄.基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程無(wú)線溫濕度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），20084，38（5）.

本文屬?gòu)V州市教改項(xiàng)目（No.2013A022）資助;華軟校級(jí)項(xiàng)目（No.ky201206）資助。

作者簡(jiǎn)介：

第3篇

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；Zigbee；CC2530

引言

溫度采集在很多應(yīng)用系統(tǒng)中都有極其重要的作用。如嬰兒保溫箱恒溫控制系統(tǒng)等。傳統(tǒng)的溫度測(cè)量一般采用有線系統(tǒng)測(cè)量，具有布線繁瑣、添加節(jié)點(diǎn)復(fù)雜等困難、可靠性低等缺點(diǎn)，而且單個(gè)保溫箱控制失效一般由工作人員檢查得知，容易發(fā)生意外。基于基于物聯(lián)網(wǎng)[1]的無(wú)線溫度檢測(cè)系統(tǒng)采用無(wú)線采集數(shù)據(jù)、傳輸，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將采集的數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)傳到遠(yuǎn)程用戶，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用戶對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)由傳感器節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、主控機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶組成。基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線溫度檢測(cè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

由傳感器節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的感知層，由無(wú)線網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層，由主控機(jī)和遠(yuǎn)程用戶構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層[2]。傳感器節(jié)點(diǎn)采集現(xiàn)場(chǎng)的溫度，通過(guò)無(wú)線的方式傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS232總線將采集到的數(shù)據(jù)傳到主控機(jī)中，主控機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)、預(yù)處理、報(bào)警等處理，遠(yuǎn)程用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

傳感器節(jié)點(diǎn)用于保溫箱溫度的采集、標(biāo)度變換、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取鞲衅鞴?jié)點(diǎn)由電源模塊、傳感器模塊、處理器模塊和通信模塊組成，如圖2所示。

圖2 傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

2.1 傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)

處理器模塊和通信模塊由CC2530[3]實(shí)現(xiàn)。CC2530 是德州儀器開(kāi)發(fā)的用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)解決方案，內(nèi)部集成了具有代碼預(yù)取功能的低功耗8051 微控制器內(nèi)核，能夠以非常低的成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。CC2530 具有不同的運(yùn)行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間短進(jìn)一步確保了低能源消耗。CC2530內(nèi)部集成了一個(gè)溫度傳感器和一個(gè)12位的A/D轉(zhuǎn)換器，但其精度不高，所以傳感器模塊由STH15實(shí)現(xiàn)。SHT15是Sensirion公司溫濕度傳感器，兩線制的串行接口與內(nèi)部的電壓調(diào)整，使系統(tǒng)集成變得快速而簡(jiǎn)單，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、響應(yīng)迅速、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)

傳感器節(jié)點(diǎn)上電后對(duì)定時(shí)器、串行口、看門狗、中斷系統(tǒng)、STH15傳感器等硬件進(jìn)行初始化，然后發(fā)現(xiàn)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)并通過(guò)認(rèn)證程序[4]通過(guò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證加入到傳感網(wǎng)。只有經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)認(rèn)證后的傳感器節(jié)點(diǎn)才能向協(xié)調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)。傳感器節(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的格式如圖3所示：

圖3 傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)格式

3 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的管理，對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)證，只有通過(guò)認(rèn)證的傳感器節(jié)點(diǎn)才能在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送有效的數(shù)據(jù)。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)由電源模塊、串口模塊、處理器模塊和通信模塊組成，結(jié)構(gòu)如圖4所示：

圖4 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

串口模塊由MAX232[5]實(shí)現(xiàn)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和主控機(jī)的通信。處理器模塊和通信模塊由CC2530實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)接收傳感器節(jié)點(diǎn)的發(fā)送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)串行口送到主控機(jī)中。主控機(jī)的功能是接收協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)，通過(guò)服務(wù)器程序?qū)?shù)據(jù)發(fā)送發(fā)到遠(yuǎn)程用戶端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用戶對(duì)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。主控機(jī)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)幀格式如圖5所示：

圖5 協(xié)調(diào)器與主控器通訊數(shù)據(jù)幀格式

幀標(biāo)志為0111111011111111，表示幀的開(kāi)始和結(jié)束；節(jié)點(diǎn)數(shù)表示本次采集數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；節(jié)點(diǎn)名稱是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的邏輯地址，數(shù)據(jù)位本次采集到的溫度值，校驗(yàn)碼采用累加和校驗(yàn)。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

將4個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)分布在不同位置，設(shè)置不同的環(huán)境溫度，在主控機(jī)上設(shè)置溫度的報(bào)警閾值，其它主機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)的溫度。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中將4號(hào)節(jié)點(diǎn)關(guān)閉，然后再打開(kāi)，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控端查看各傳感器節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，如圖6所示：

圖6 遠(yuǎn)程監(jiān)控端查看各傳感器節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，能夠準(zhǔn)確地測(cè)得各傳感器節(jié)點(diǎn)的溫度值，在2、3、4次采樣的數(shù)據(jù)中節(jié)點(diǎn)4的值為“*”，是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中關(guān)閉了4號(hào)節(jié)點(diǎn)，打開(kāi)4號(hào)節(jié)點(diǎn)后其溫度值正確地傳到了客戶端。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)完全一致。

4 結(jié)束語(yǔ)

分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和溫度采集的方法，采用CC2530和STH15實(shí)現(xiàn)了溫度的無(wú)線采集、傳輸，遠(yuǎn)程用戶通過(guò)Internet，可對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決了有線數(shù)據(jù)采集的弊端，杜絕了單個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)失效后設(shè)備狀態(tài)無(wú)法檢測(cè)的缺點(diǎn)。本系統(tǒng)采用不同的傳感器，可實(shí)現(xiàn)濕度、氣體濃度、壓力等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]孫其博，劉杰.物聯(lián)網(wǎng)：概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（6）：1-9.

[2]王保云.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究綜述術(shù)[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2009（12）：1-7.

[3]李俊斌，胡永忠.基于CC2530的ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2011（8）：108-111.

[4]趙亮，張吉禮，梁若冰.面向建筑能源系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)通用網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（1）：85-90.

[5]郭付才，王洪濤，.基于AT89C51單片機(jī)的RS-232串行數(shù)據(jù)截取器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)2012（4）：95-97.

第4篇

關(guān)鍵詞： 多點(diǎn)溫度測(cè)量； AT89C51； DS18B20； LabVIEW； 溫度監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)： TN31+.3?34； TP212.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）08?0183?04

Design of multi?channel temperature monitoring system based on LabVIEW

SUN Yigang1， HE Jin2， LI Qi2

（1. College of Aeronautical Engineering， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300， China；

2. College of Electronic Information and Automation， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300， China）

Abstract： To satisfy the demand of the multi?point temperature measurement， a multi?channel temperature monitoring system based on LabVIEW was designed. When the serial port of lower computer is closed， the multi?channel temperature monitoring system is an embedded one composed of the SCM AT89C51， temperature sensor DS18B20 and displayer LM041L. When the serial port is opened， the lower computer uploads the temperature data of each channel to the LabVIEW?based temperature monitoring system of the upper computer to achieve online monitoring of the multi?channel temperature at the PC side. The simulation experiment results show that the system design scheme is feasible， and can expediently and effectively monitor the multipoint temperature in real time.

Keywords： multi?point temperature measurement； AT89C51； DS18B20； LabVIEW； temperature monitoring

溫度在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中都是一個(gè)極其普遍又非常重要的物理量，許多設(shè)備運(yùn)行、工農(nóng)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)都必須保證在一定的溫度條件下進(jìn)行，因此需要對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的齪鮮分廣泛[1]。傳統(tǒng)的測(cè)溫儀器功能比較單一，大多只能測(cè)量某一點(diǎn)的溫度值[2]，可視性不好，不能長(zhǎng)久保存溫度數(shù)據(jù)以進(jìn)行后續(xù)統(tǒng)計(jì)和分析。為滿足現(xiàn)代工業(yè)多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)的需求，設(shè)計(jì)了一種基于LabVIEW的多通道溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在-55～99 ℃范圍內(nèi)6通道的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有多點(diǎn)溫度同步采集、顯示、報(bào)警、繪圖及數(shù)據(jù)保存等功能，可用于智能樓宇、溫室大棚、汽車空調(diào)、倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存等場(chǎng)合[3]。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的基于LabVIEW的多通道溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由下位機(jī)多通道溫度采集系統(tǒng)和上位機(jī)LabVIEW溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

下位機(jī)采用AT89C51單片機(jī)為主控芯片，將6路DS18B20溫度傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)處理后，計(jì)算出各通道的實(shí)際溫度值，并按要求在LM041L液晶屏上同步顯示。當(dāng)串口開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，若檢測(cè)到上位機(jī)要求發(fā)送溫度數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，下位機(jī)立即依次將6通道溫度數(shù)據(jù)的高位和低位通過(guò)串口發(fā)送至上位機(jī)。LabVIEW溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)隨即讀取串口緩沖區(qū)的內(nèi)容，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)提取、處理、計(jì)算等操作，解析各通道的實(shí)際溫度后，首先在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前面板上實(shí)時(shí)顯示，然后將得到的溫度數(shù)據(jù)與各通道設(shè)置的的溫度上下限值進(jìn)行比較，若當(dāng)前溫度超過(guò)設(shè)定的溫度下限或者上限，則對(duì)應(yīng)的藍(lán)色或紅色溫度超限報(bào)警燈點(diǎn)亮。最后，系統(tǒng)將各通道溫度數(shù)據(jù)送入波形圖表，繪制六通道溫度變化曲線，并將所有采集的溫度數(shù)據(jù)寫入TXT文檔保存。系統(tǒng)整體程序流程圖如圖2所示。

2 多通道溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

多通道溫度采集系統(tǒng)主要包括溫度測(cè)量模塊、溫度顯示模塊以及串口通信模塊等部分。

2.1 溫度測(cè)量模塊

溫度測(cè)量模塊采用6個(gè)數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為測(cè)溫元件，組成溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)。DS18B20具有精度高、體積小、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其測(cè)溫范圍為-55～125 ℃，在-10～85 ℃范圍內(nèi)測(cè)溫精度[4]達(dá)

±0.5 ℃。因?yàn)槊恳粋€(gè)DS18B20溫度傳感器內(nèi)部都配有一個(gè)惟一的64位ROM編號(hào)，因此可將多個(gè)DS18B20掛在同一根總線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)分布式溫度測(cè)量。經(jīng)DS18B20序列號(hào)讀取程序測(cè)得，本設(shè)計(jì)仿真時(shí)所用六路DS18B20溫度傳感器的ROM編號(hào)如表1所示。

由于DS18B20一線式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，它與微處理器之間只能采用串行數(shù)據(jù)傳輸。因此，在對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，除了匹配每通道溫度傳感器的序列號(hào)，確保操作正確指向?qū)?yīng)傳感器，還必須嚴(yán)格地保證讀寫的時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。本系統(tǒng)中DS18B20溫度測(cè)量模塊程序流程圖如圖3所示。

2.2 溫度顯示模塊

溫度顯示模塊選用的是LM041L字符型LCD液晶顯示器，該模塊由64個(gè)字符點(diǎn)陣組成。LM041L的工作原理及使用方法與常用的LCD1602顯示器類似，但需要注意的是，LM041L為4行×16列顯示，每行顯示的字符個(gè)數(shù)與LCD1602一致，但顯示的行數(shù)是LCD1602的2倍。液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志位為低電平，表示不忙，否則該指令失效。要顯示字符時(shí)，首先需要輸入顯示字符的地址，因?yàn)長(zhǎng)M041L寫入顯示地址時(shí)要求最高位D7恒為高電平1，所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是：地址碼+80H。表2是LM041L的內(nèi)部顯示地址碼。

多通道溫度采集系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，LM041L第1行第5列（地址碼為0x84）開(kāi)始顯示標(biāo)題字符――6通道溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)英文首字母縮寫“6CH TDCS”；第2～4行的第1列（地址碼分別為0x40，0x10，0x50）分別開(kāi)始顯示第1～3通道的溫度數(shù)據(jù)；第2～4行的第10列（地址碼分別為0x49，0x19，0x59）開(kāi)始顯示第4～6通道的溫度數(shù)據(jù)，具體顯示格式參見(jiàn)圖4。

2.3 串口通信模塊

AT89C51單片機(jī)設(shè)有串口通信端口，只需一個(gè)專用芯片MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換即可方便地實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)的串口通信[5?6]。當(dāng)上位機(jī)通過(guò)LabVIEW溫度監(jiān)測(cè)程序向串口發(fā)送請(qǐng)求溫度數(shù)據(jù)字符串AA時(shí)，下位機(jī)檢測(cè)到中斷請(qǐng)求，立即將發(fā)送標(biāo)志置1，然后依次發(fā)送溫度數(shù)據(jù)的高位和低位；發(fā)送完畢后，自動(dòng)清除中斷標(biāo)志并返回，等待下次發(fā)送的請(qǐng)求指令。串口通信模塊具體程序流程圖如圖5所示。

3 LabVIEW溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

LabVIEW是美國(guó)NI公司開(kāi)發(fā)的一款功能強(qiáng)大的圖形化編程語(yǔ)言軟件，在測(cè)試測(cè)量、儀器控制、教學(xué)仿真等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用[7]。LabVIEW作為虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具，在數(shù)據(jù)采集和人機(jī)交互方面有著十分明顯的優(yōu)勢(shì)[8?10]。利用LabVIEW自帶的VISA驅(qū)動(dòng)函數(shù)，能夠方面地實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)的串口通信；而且其前面板豐富美觀的控件，很適合設(shè)計(jì)界面友好、操作簡(jiǎn)單的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)界面。因此，本設(shè)計(jì)采用LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)編寫上位機(jī)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)程序，主要包括溫度數(shù)據(jù)的提取與計(jì)算、溫度超限報(bào)警、溫度變化曲線與數(shù)據(jù)保存等部分。

3.1 溫度數(shù)據(jù)的提取與計(jì)算

LabVIEW溫度監(jiān)測(cè)程序運(yùn)行時(shí)，首先配置串口參數(shù)，使之與下位機(jī)保持一致，然后通過(guò)VISA寫入函數(shù)向單片機(jī)發(fā)送請(qǐng)求字符串AA，下位機(jī)檢測(cè)到發(fā)送請(qǐng)求后隨即通過(guò)串口發(fā)送程序向上位機(jī)依次發(fā)送六通道溫度數(shù)據(jù)的高8位和低8位。當(dāng)開(kāi)始采集按鈕打開(kāi)時(shí)，VISA讀取函數(shù)立刻讀取串口緩沖區(qū)的所有內(nèi)容，并通過(guò)字符串至字節(jié)數(shù)字轉(zhuǎn)換函數(shù)將所有串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組，然后由索引數(shù)組提取各通道溫度數(shù)據(jù)的高位和低位，送至溫度計(jì)算子VI計(jì)算實(shí)際溫度值。

溫度計(jì)算子VI首先將溫度數(shù)據(jù)高位和低位拼接，然后進(jìn)行溫度符號(hào)判斷：當(dāng)最高位為1時(shí)，說(shuō)明溫度為負(fù)，4位十六進(jìn)制的溫度數(shù)據(jù)取補(bǔ)碼并乘以0.062 5再取反得到負(fù)的溫度值；若最高位為0，表示溫度為正，則將拼接的溫度數(shù)據(jù)直接乘以0.062 5得到正的溫度值。

3.2 溫度超限報(bào)警

為了更好地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，系統(tǒng)加入了超限報(bào)警機(jī)制。各通道溫度數(shù)據(jù)經(jīng)提取和計(jì)算得到最終實(shí)際溫度值后，與各通道設(shè)定的溫度上限值和下限值分別進(jìn)行比較。當(dāng)某通道當(dāng)前溫度超過(guò)設(shè)定的溫度上限時(shí)，對(duì)應(yīng)通道的紅色高溫報(bào)警指示燈亮起；當(dāng)某通道當(dāng)前溫度低于設(shè)定的溫度下限時(shí)，該通道對(duì)應(yīng)的藍(lán)色低溫報(bào)警指示燈點(diǎn)亮。各通道溫度上下限值設(shè)置界面如圖6所示。

3.3 溫度變化曲線與數(shù)據(jù)保存

LabVIEW溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要功能之一就是繪制各通道的的溫度變化曲線，使觀測(cè)者能夠方便地對(duì)每一時(shí)刻各通道溫度值進(jìn)行比較的同時(shí)，還可以對(duì)各通道的溫度變化情況一目了然。LabVIEW溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除了可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各通道溫度變化情況以外，還可以將每一時(shí)刻的所有溫度數(shù)據(jù)同步寫入TXT文檔保存，方便進(jìn)行后續(xù)的統(tǒng)計(jì)和分析。溫度數(shù)據(jù)以當(dāng)前日期命名保存在程序當(dāng)前所在路徑，其存儲(chǔ)格式為：第1列為數(shù)據(jù)采集序號(hào)，第2列為當(dāng)前時(shí)間，第3～8列依次為第1～6通道的溫度值，各列相隔一個(gè)制表符（具體格式見(jiàn)圖7）。溫度數(shù)據(jù)保存部分的程序框圖如圖8所示。

4 系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)

完成下位機(jī)多通道溫度采集系統(tǒng)與上位機(jī)LabVIEW溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，用虛擬串口軟件Virtual Serial Port Drive虛擬出一對(duì)相連的串口COM2和COM3，代替連接單片機(jī)與PC機(jī)的串口線。配置好串口參數(shù)及各通道溫度上下限值后，設(shè)置采樣周期為1 000 ms。依次運(yùn)行下位機(jī)和上位機(jī)系統(tǒng)，打開(kāi)串口開(kāi)關(guān)，按下數(shù)據(jù)采集按鈕，多通道溫度采集系統(tǒng)和LabVIEW溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)程序運(yùn)行結(jié)果分別如圖4和圖7所示，保存的部分溫度數(shù)據(jù)如圖9所示。

分析仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，系統(tǒng)運(yùn)行整體符合設(shè)計(jì)預(yù)期。下位機(jī)能同時(shí)采集各通道實(shí)際溫度并按格式要求正確顯示；上位機(jī)監(jiān)測(cè)界面中各通道溫度數(shù)值、溫度變化曲線、超限報(bào)警指示、數(shù)據(jù)采集量、開(kāi)始與運(yùn)行時(shí)間均準(zhǔn)確無(wú)誤；保存的溫度數(shù)據(jù)與設(shè)置的采樣周期及設(shè)計(jì)的格式要求均相符。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的基于LabVIEW的多通道溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠方便有效地測(cè)量6點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)在PC端的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)下位機(jī)串口關(guān)閉時(shí)，即是一個(gè)嵌入式多通道溫度采集系統(tǒng)；串口打開(kāi)時(shí)，便可與上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)上的多通道溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)下位機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，上位機(jī)監(jiān)測(cè)界面清晰直觀、一目了然，很好地滿足了多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)的目的，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

[1] 薛清華.高精度多通道溫度測(cè)量技術(shù)研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2007.

[2] 付立華，張曉玫，潘龍飛.基于LabVIEW的多通道溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)，2012（12）：38?40.

[3] 湯鍇杰，栗燦，王迪，等.基于DS18B20的數(shù)字式溫度采集報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2014，33（3）：99?102.

[4] 張拓.無(wú)線多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2009.

[5] 任志華，李永紅.基于DS18B20的多路溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試，2012（7）：39?42.

[6] 潘方.RS 232串口通信在PC機(jī)與單片機(jī)通信中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（13）：69?71.

[7] 李菲，江世明.基于LabVIEW的溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，37（6）：114?116.

[8] 楊高科.LabVIEW虛擬儀器項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與管理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

第5篇

關(guān)鍵詞：高壓開(kāi)關(guān)柜 溫度檢測(cè) 接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM564 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（b）-0027-02

在電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，溫度的監(jiān)測(cè)是重要任務(wù)之一。溫度受其它參數(shù)變化的影響而升高，而溫度的升高又影響其它參數(shù)的變化，特別是與絕緣電阻值的相互關(guān)聯(lián)程度更是密不可分。電氣設(shè)備過(guò)熱特別是各部連接點(diǎn)的過(guò)熱經(jīng)常發(fā)生，它是造成電氣設(shè)備故障的主要原因之一，也是點(diǎn)檢人員巡視檢查電器設(shè)備的主要任務(wù)。電器設(shè)備連接點(diǎn)的過(guò)熱主要是由設(shè)備過(guò)負(fù)荷運(yùn)行和負(fù)荷突變的影響、設(shè)備老化變形、導(dǎo)體連接點(diǎn)松動(dòng)、接觸電阻大等原因產(chǎn)生，不少情況下會(huì)因?yàn)榻宇^處局部發(fā)熱而發(fā)展成設(shè)備燒毀事故。為使過(guò)熱部分能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這樣就要求電器設(shè)備對(duì)有可能產(chǎn)生過(guò)熱的部位都要進(jìn)行溫度變化監(jiān)視、測(cè)量。因此對(duì)封閉式的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的觸頭和接頭部位的運(yùn)行溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于保障開(kāi)關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行，乃至電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)都具有十分重要的意義。第一煉鐵廠燒結(jié)車間高壓配電室使用的都是中置式高壓柜，柜內(nèi)接點(diǎn)較多，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)無(wú)法打開(kāi)柜門檢查，而停電后又不能使過(guò)熱點(diǎn)表現(xiàn)出來(lái)，所以過(guò)去靠人的感覺(jué)的檢測(cè)方法，如果不出現(xiàn)變形、變色、有氣味等要發(fā)現(xiàn)存在過(guò)熱現(xiàn)象是相當(dāng)困難的。因此傳統(tǒng)的靠“五感”為主的點(diǎn)檢方式，已不能滿足現(xiàn)在設(shè)備（特別是高壓設(shè)備）的點(diǎn)檢要求。為了能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)高壓柜的各接點(diǎn)溫度，在3#燒結(jié)機(jī)工程的高壓系統(tǒng)中，引進(jìn)了接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)。接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)的使用，較好的解決了接點(diǎn)溫度的在線檢測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢和超溫報(bào)警的難題。

1 接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)儀與其他測(cè)溫設(shè)備的比較

目前使用較多的測(cè)溫設(shè)備有：示溫貼片、紅外測(cè)溫儀、無(wú)線溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)等。紅外測(cè)溫儀由于無(wú)法對(duì)密封在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的接點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)，所以不適用于高壓開(kāi)關(guān)柜的接點(diǎn)監(jiān)測(cè)。燒結(jié)的1#、2#機(jī)高壓柜目前都是使用示溫貼片來(lái)檢測(cè)接點(diǎn)溫度。雖然也能起到測(cè)溫效果，但與3#機(jī)使用的接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比存在一些弊端；主要是：由于高壓柜只在出線室的后面開(kāi)有觀察窗，點(diǎn)檢時(shí)只能看到電纜接頭的溫度是否有變化，而看不到斷路器的動(dòng)靜觸頭發(fā)熱情況，其次是接點(diǎn)溫度是隨電氣設(shè)備的負(fù)荷的變化而變化的。當(dāng)監(jiān)視的電氣設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)生了不同程度的過(guò)熱時(shí)，現(xiàn)用的“示溫貼片”不能準(zhǔn)確地反映溫度變化的趨勢(shì)。這就給及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患帶來(lái)了不便。三是目前使用的示溫貼片一旦變色就無(wú)法還原成原來(lái)的顏色，屬于一次性使用的物品。再就是示溫貼片顏色是否有變化，要到現(xiàn)場(chǎng)檢查才能發(fā)現(xiàn)，不具備遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)顯示、查詢和報(bào)警功能。而接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)則能夠彌補(bǔ)示溫貼片在這些方面的不足，極大地方便了設(shè)備點(diǎn)檢人員對(duì)高壓設(shè)備接點(diǎn)溫度的監(jiān)測(cè)。

2 接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理

通過(guò)固定在被測(cè)接點(diǎn)上的無(wú)線溫度傳感器，采集被測(cè)接點(diǎn)的溫度信號(hào)，將此溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)與傳感器相連的發(fā)射模塊發(fā)送到接收模塊，接收模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線與接點(diǎn)溫度檢測(cè)儀相連，接收到的信號(hào)經(jīng)處理后與預(yù)設(shè)的溫度值進(jìn)行比較，如超出預(yù)設(shè)值接點(diǎn)溫度檢測(cè)儀將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。同時(shí)后臺(tái)管理系統(tǒng)讀取接點(diǎn)溫度檢測(cè)儀的信號(hào)，發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警，提醒值班人員引起關(guān)注。

3 在3#燒結(jié)機(jī)的應(yīng)用

第一煉鐵廠3#燒結(jié)機(jī)共有36臺(tái)中置式高壓柜。中置式高壓開(kāi)關(guān)柜的一次設(shè)備分布在3個(gè)相互獨(dú)立的隔室內(nèi)，分別是開(kāi)關(guān)室、母線室、出線室。按有關(guān)的規(guī)程要求，除實(shí)現(xiàn)電氣連接、控制、通風(fēng)而必須在隔板上開(kāi)孔外，所有隔室呈封閉狀態(tài)。由于母線的壓接點(diǎn)、斷路器的動(dòng)靜觸頭、電纜的接頭都是發(fā)熱點(diǎn)且都處在密封柜內(nèi)，運(yùn)行中的柜門禁止打開(kāi)，點(diǎn)檢人員無(wú)法通過(guò)正常的監(jiān)視手段發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷。發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)接頭會(huì)變紅甚至熔斷，將直接造成重大的生產(chǎn)事故。

在3#燒結(jié)機(jī)高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，出于對(duì)燒結(jié)電氣維檢人員少、設(shè)備多、高壓配電室無(wú)人值守、以及方便點(diǎn)檢人員對(duì)高壓柜電纜頭和柜內(nèi)接點(diǎn)溫度的監(jiān)測(cè)等因素的考慮。采用了一套接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)后臺(tái)管理系統(tǒng)和36個(gè)單機(jī)系統(tǒng)組成。

單機(jī)系統(tǒng)中每個(gè)高壓柜共采集九個(gè)點(diǎn)的溫度信號(hào)，分別是：A、B、C三相的上觸點(diǎn)；A、B、C三相的下觸點(diǎn)；和A、B、C三相電纜頭；這九個(gè)點(diǎn)溫度信號(hào)的采集已基本能夠滿足對(duì)本柜接點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)的需求。每臺(tái)高壓柜的接線室面板上裝有一個(gè)溫度監(jiān)測(cè)儀，接線室內(nèi)裝有電源模塊和信號(hào)接收模塊，在高壓值班室設(shè)有一個(gè)后臺(tái)管理系統(tǒng)。將每個(gè)高壓柜的溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)通信接口傳送到后臺(tái)，這樣點(diǎn)檢人員無(wú)論在柜前還是在值班室都可以方便的檢查各接點(diǎn)的溫度情況。其后臺(tái)監(jiān)控的主顯示畫(huà)面如圖1所示。

3.1 基本設(shè)置

值班或點(diǎn)檢人員可通過(guò)后臺(tái)管理系統(tǒng)對(duì)裝置進(jìn)行多種所需的設(shè)置，其基本設(shè)置有：溫度巡檢時(shí)間間隔；溫度采樣時(shí)間間隔；記錄保存最大時(shí)間間隔；系統(tǒng)超限報(bào)警溫度；三相溫度差報(bào)警；系統(tǒng)溫升異常報(bào)警時(shí)間間隔、溫升度數(shù)；報(bào)警信號(hào)持續(xù)時(shí)間；報(bào)警音設(shè)置；根據(jù)有關(guān)規(guī)定，變配電場(chǎng)所設(shè)備的各部位溫度一般不超過(guò)70℃，個(gè)別部位最高不超過(guò)80℃。具體的參數(shù)設(shè)置可由管理人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。該廠的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如圖2所示。

3.2 數(shù)據(jù)查詢

利用該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢功能可對(duì)：報(bào)警事件、溫升異常報(bào)警、故障記錄、事件日志、歷史數(shù)據(jù)（歷史曲線、歷史記錄、各接點(diǎn)溫度比較條形圖）、溫度數(shù)據(jù)匯總等進(jìn)行查詢。值班或點(diǎn)檢人員可通過(guò)這些功能查詢到每一臺(tái)高壓柜在某個(gè)時(shí)間接點(diǎn)溫度的情況。對(duì)于一些重要設(shè)備的溫度變化趨勢(shì)可通過(guò)歷史曲線的查詢來(lái)了解，結(jié)合當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度的情況對(duì)接點(diǎn)溫度進(jìn)行分析，可以對(duì)設(shè)備是否存在隱患的判斷起到很好的輔助作用。

3.3 使用效果

該系統(tǒng)自投用以來(lái)，在溫度異常報(bào)警方面已有體現(xiàn)。

例一、2011年2月27日大夜班零時(shí)左右，3#機(jī)主抽供電柜報(bào)警，溫度超限，當(dāng)班的值班人員經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)溫度75℃。遂立即要求停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)電纜接線有松動(dòng)的現(xiàn)象。緊固電纜后重新開(kāi)機(jī)，報(bào)警消除，避免了一起電機(jī)燒損的重大設(shè)備事故。

例二、2011年6月5日3#燒結(jié)機(jī)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，顯示機(jī)尾風(fēng)機(jī)溫度超限，經(jīng)過(guò)電氣人員的認(rèn)真檢查，會(huì)同機(jī)械部門現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果，確認(rèn)電氣部分不存在問(wèn)題。溫度超限是由于風(fēng)機(jī)軸承損壞導(dǎo)致電流增大而引起。由于問(wèn)題被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并得到及時(shí)處理，成功的避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。事故發(fā)生時(shí)的溫度曲線如圖3所示。

3.4 系統(tǒng)的的擴(kuò)展性

燒結(jié)3#機(jī)的接點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留有接口，在今后時(shí)機(jī)成熟的時(shí)候可以將3#機(jī)的變壓器一、二次接頭以及低壓柜母線、低壓大功率電機(jī)、生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備的接觸器等設(shè)備的接點(diǎn)溫度信號(hào)，納入系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。擴(kuò)展時(shí)只需增加相應(yīng)的檢測(cè)元器件，接入系統(tǒng)即可，原系統(tǒng)不受影響。

3.5 系統(tǒng)目前存在的缺陷：

（1）該系統(tǒng)的在發(fā)射模塊中使用的電池容量較小，當(dāng)電池電壓低于3.6V的時(shí)候發(fā)送出來(lái)的信號(hào)有失真現(xiàn)象。（2）曲線的Y軸數(shù)值被限定在100℃不能自動(dòng)隨Y軸曲線改變而改變。這給超過(guò)100℃接點(diǎn)溫度曲線的讀取帶來(lái)了不便。（3）曲線的局部放大功能不夠靈活，對(duì)故障分析不便。

4 結(jié)語(yǔ)

接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)在3#燒結(jié)機(jī)投用以來(lái)，對(duì)高壓設(shè)備的點(diǎn)檢起到了較好的輔助作用。采用接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)較好的彌補(bǔ)了維修人員不足和受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境限制等因素而導(dǎo)致的無(wú)法全面有效點(diǎn)檢問(wèn)題，在一定程度上減少了維檢人員的工作量。該系統(tǒng)可以比較直觀的反映現(xiàn)場(chǎng)高壓設(shè)備運(yùn)行時(shí)的溫度變化情況，對(duì)溫度出現(xiàn)異常的設(shè)備，運(yùn)行人員可根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的措施，保證設(shè)備隱患能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。為設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)提供了相應(yīng)的依據(jù)。因而采用該系統(tǒng)可以對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制和保障生產(chǎn)順利進(jìn)行起到重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王國(guó)貞.電氣設(shè)備故障與維護(hù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

第6篇

【關(guān)鍵詞】AT89C51；DS18B20；LCD1602；溫度傳感器；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

1.引言

溫度的監(jiān)測(cè)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，并且在某些領(lǐng)域也發(fā)揮著愈來(lái)愈重要的作用。在很多生產(chǎn)過(guò)程中，溫度的監(jiān)控與生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、能源節(jié)約等方面有著緊密的聯(lián)系。目前，傳感器已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。而本文正是結(jié)合溫度傳感器與單片機(jī)所做的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)可廣泛應(yīng)用于食品、化工、機(jī)械等方面。

2.系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

結(jié)合溫度監(jiān)控器在實(shí)際應(yīng)用的要求，為實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及報(bào)警的功能，本文采用以下電路模塊對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)：

主控芯片：選用AT89C51單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制器；

顯示模塊：選用LCD1602液晶顯示器作為系統(tǒng)的顯示電路；

溫度采集模塊：選用DS18B20溫度傳感器作為系統(tǒng)的溫度采集電路；

報(bào)警模塊：采用蜂鳴器與發(fā)光二極管作為系統(tǒng)的報(bào)警電路。

綜上所述，該硬件電路的系統(tǒng)框圖如圖1所示。

3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的整體硬件設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

3.1 主控電路的設(shè)計(jì)

該模塊是系統(tǒng)的核心控制部分，其主要任務(wù)是通過(guò)接口將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本系統(tǒng)采用的AT89C51是美國(guó)ATMEL公司的一種高效微控制器。此單片機(jī)具有以下功能：4k字節(jié)Flash閃速儲(chǔ)存器、128字節(jié)內(nèi)部隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、32個(gè)I/O口線，而且它還與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。故而，這種低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)可靈活應(yīng)用于多種場(chǎng)所。

3.2 溫度采集模塊的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的溫度采集模塊采用DS18B20進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集。DS18B20是美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的數(shù)字化溫度傳感器。其測(cè)量溫度范圍為-55℃～+125℃，在-10～+85℃范圍內(nèi)，精度為±0.5℃。

在傳統(tǒng)的模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補(bǔ)償和放大電路零點(diǎn)漂移誤差等技術(shù)問(wèn)題，才可以達(dá)到較高的測(cè)量精度。另一方面，一般監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境都非常惡劣，各種干擾信號(hào)較強(qiáng)，模擬溫度信號(hào)容易受到干擾而產(chǎn)生測(cè)量誤差，影響測(cè)量精度。因此，在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，解決這些問(wèn)題的最有效方案是采用抗干擾能力強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器。并且適合于在惡劣環(huán)境中的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類電子產(chǎn)品等。DS18B20作為世界上第一片支持“一線總線”接口的新一代溫度傳感器，它具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè)溫效果。尤其是現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以"一線總線"的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。

DS18B20采集到的溫度值的位數(shù)隨著其分辨率不同而不同，溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間為750ms。DS18B20測(cè)溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。

3.3 報(bào)警模塊

該電路模塊的作用在于當(dāng)溫度采集系統(tǒng)所采集的溫度高于或低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息用來(lái)提示監(jiān)測(cè)者做出相應(yīng)的處理。由此，該模塊的設(shè)計(jì)采用蜂鳴器及發(fā)光二極管作為報(bào)警元件。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到溫度正常時(shí)，發(fā)光二極管D2發(fā)出綠光；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到溫度異常時(shí)，發(fā)光二極管D2熄滅，同時(shí)，發(fā)光二極管D1開(kāi)始閃爍，同時(shí)伴有蜂鳴器鳴叫。

3.4 溫度顯示模塊

在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，輸出方式通常有以下幾種：LED數(shù)碼管、發(fā)光二極管、液晶顯示器。而選擇晶液顯示器作為輸出器件因?yàn)樗哂幸韵聨讉€(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1）重量輕、體積小

液晶顯示器顯示原理是通過(guò)其顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)進(jìn)行顯示的，因此，與相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器相比，在重量上要輕得多。

2）功耗低

相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。

3）顯示質(zhì)量高

液晶顯示器畫(huà)質(zhì)高而且不會(huì)閃爍，這是因?yàn)橐壕э@示器的每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后會(huì)一直保持恒定的亮度與色彩，發(fā)光穩(wěn)定性高，而不像陰極射線管的顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新亮點(diǎn)。

4）數(shù)字式接口

液晶顯示器的數(shù)字式接口與單片機(jī)系統(tǒng)的接口相連接更加簡(jiǎn)單可靠，操作也更加方便。

3.5 鍵盤復(fù)位模塊

本電路的復(fù)位模塊共含有三個(gè)部分，分別為單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位部分、高溫復(fù)位部分以及低溫復(fù)位部分。在此，單片機(jī)復(fù)位部分就不再贅述。而S2、S3按鍵則分別被用于溫度過(guò)高、過(guò)低時(shí)復(fù)位使用。

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 主程序設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的主程序主要功能是負(fù)責(zé)溫度的測(cè)量、讀出、實(shí)時(shí)顯示、判斷并處理DS18B20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值。溫度的測(cè)量每1s進(jìn)行一次，其程序流程見(jiàn)圖4所示。

4.2 單總線通信實(shí)現(xiàn)

由于DS18B20在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。以下是以C51為例編寫的基本子程序：

（1）延時(shí)子程序

void delay（unsigned int z）//延時(shí)大約2z微秒

{ uint y；

for（y=0；y

}

（2）初始化子程序

void dreset （void）

{ ds=0； //拉低單總線用以復(fù)位

delay（240）； //延時(shí)

ds=1； //釋放單總線

delay（40）； //延時(shí)

}

（3）讀一位數(shù)據(jù)子程序

void tempreadbit（void）

{ bit dat；

ds=0； //拉低單總線開(kāi)始讀時(shí)序

delay（1）； //延時(shí)

ds=1； //釋放單總線

delay（2）； //延時(shí)

dat=ds； //讀回?cái)?shù)據(jù)

delay（10）；

return（dat）； //返回?cái)?shù)據(jù)值

}

（4）寫一位數(shù)據(jù)子程序

void tempwritebit（char bit）

{ ds=0； //拉低單總線開(kāi)始寫時(shí)序

if（bit==1） //若需寫“1”即將總線置高

ds=1；

delay（2）； //延時(shí)

ds=1； //釋放單總線

}

5.結(jié)束語(yǔ)

本實(shí)驗(yàn)證實(shí)了基于AT89C51單片機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，并且本系統(tǒng)采用的LCD1602液晶顯示器與LED相比，顯示質(zhì)量更高。同時(shí)，以數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為溫度采集器件，可以使誤差控制在±0.5℃，因此所測(cè)溫度更準(zhǔn)確。當(dāng)溫度不在所預(yù)定的目標(biāo)溫度范圍內(nèi)時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并伴有指示燈閃爍，及時(shí)提醒監(jiān)測(cè)者調(diào)整溫度。但是，本實(shí)驗(yàn)僅僅是溫度控制領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)例子，還有許多有待改善的地方。

參考文獻(xiàn)

[1]繼昌，喬蘇文，張海貴等.實(shí)用報(bào)警電路[M].北京：人民郵電出版社，2005：1-10.

[2]陳宇.基于DS18B20的溫室大棚溫度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)[J].遼寧師專學(xué)報(bào)，2012（02）.

[3]王建佳.溫度濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)[J].科技探索，2012（05）：386.

[4]曾龍，陳澤鋒，曾賢貴，曾健平.基于DSl8B20溫度傳感器的無(wú)線系統(tǒng)[J].儀器儀表用戶，2011（06）：35.

第7篇

[關(guān)鍵詞] 溫度監(jiān)測(cè) RS-485 TC35模塊 電路設(shè)計(jì) 應(yīng)用

溫度監(jiān)測(cè)在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中無(wú)處不在，如油箱溫度監(jiān)測(cè)、糧倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)、汽車自動(dòng)化系統(tǒng)等。溫度變化反映系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)溫度變化，我們可以提前采取相應(yīng)措施，防止危害的發(fā)生。

一、整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖1所示，系統(tǒng)由三部分組成。上位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接收和顯示；下位機(jī)由數(shù)據(jù)集中器和采集終端兩部分組成，其中數(shù)據(jù)集中器負(fù)責(zé)溫度數(shù)據(jù)的集中和轉(zhuǎn)發(fā);采集終端主要由傳感器及數(shù)據(jù)發(fā)送模塊組成，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)溫度的定時(shí)采集和顯示，并按命令將數(shù)據(jù)傳送給集中器。

本系統(tǒng)下位機(jī)（也就是數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)管理）之間采用RS-485通訊，而上位機(jī)與下位機(jī)之間通過(guò)GSM無(wú)線技術(shù)進(jìn)行通訊。上位機(jī)接收到下位機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)后，先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后放入數(shù)據(jù)庫(kù)。利用管理軟件，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理。本設(shè)計(jì)主要完成數(shù)據(jù)集中器的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā),通過(guò)GSM無(wú)線通訊直接和上位機(jī)進(jìn)行通信，再用單片機(jī)把收集到的數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行管理、集中或按照上位機(jī)的要求傳輸給上位機(jī)。還要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集終端的一個(gè)485的一對(duì)多通訊，一個(gè)系統(tǒng)管理它的多個(gè)站點(diǎn)的相應(yīng)系統(tǒng)，使上下位機(jī)的溫度信息實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)傳遞。

二、主控制器的設(shè)計(jì)

主控制器選用ATMEL公司的單片機(jī)ATMEGA8。ATMEGA8是一種高性能、低功耗的8位AVR微處理器，AVR采用了哈佛結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序總線，程序存儲(chǔ)器里的指令通過(guò)一級(jí)流水線運(yùn)行，ATMEGA8具有8K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，512字EEPROM，1K字節(jié)SRAM，32個(gè)通用I/O口線，32個(gè)通用工作寄存器，3個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，片內(nèi)或外中斷，可變成串行USART，面向字節(jié)的兩線串行借口，10位6路ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè)SPI串行端口，以及5種可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇的省電模式。

ATmega8的主要性能特點(diǎn)如下 ：

1.高性能、低功耗的8bAVR微控制器，先進(jìn)的RISC精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu),130條功能強(qiáng)大的指令，大多數(shù)為單周期指令，32個(gè)8b的通用工作寄存器，工作在16MHz時(shí)具有16MIPS的性能 。

2.片內(nèi)集成了較大容量的非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8kB的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦寫次數(shù)大于10000次;512B的ERROM，擦寫次數(shù)至少100000次;支持可在線編程(ISP)和可應(yīng)用自編程(IAP); 可編程的程序加密位。

三、數(shù)據(jù)通訊電路的設(shè)計(jì)

TC35模塊電路設(shè)計(jì)。上行數(shù)據(jù)傳輸通道的電路設(shè)計(jì)主要是TC35電路的設(shè)計(jì)。從數(shù)據(jù)集中器原理圖中可以看到，TC35部分電路主要包括TC35模塊本身，SIM卡電路，以及TC35同處理器的接口。TC35同處理器的接口包括TC35啟動(dòng)控制和串口通訊。由于TC35的串行口容許的高電平為2.6V，因此，不能直接將TC35的串行口同處理器的IO口相連接，必須進(jìn)行電平匹配。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了如圖2所示的電平匹配電路。

四、系統(tǒng)效益跟市場(chǎng)前景分析

早期的監(jiān)控系統(tǒng)，采用大型儀表集中對(duì)各個(gè)重要設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并通過(guò)操作盤來(lái)進(jìn)行集中式操作。而本系統(tǒng)是以監(jiān)測(cè)控制PC機(jī)為主體，加上檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與被監(jiān)測(cè)控制的對(duì)象(生產(chǎn)過(guò)程)共同構(gòu)成的整體。系統(tǒng)采用先進(jìn)的無(wú)線數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)和RS-485總線技術(shù)，使系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

1.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔、清晰，給系統(tǒng)的使用和維護(hù)人員帶來(lái)了極大的方便。

2.無(wú)線數(shù)字傳輸具有傳輸數(shù)據(jù)可靠、無(wú)需布線等優(yōu)點(diǎn)，使系統(tǒng)更加可靠經(jīng)濟(jì)。

3.可以大量減少人工，只需在監(jiān)測(cè)中心設(shè)1到2名監(jiān)測(cè)人員，減少了大量人工費(fèi)用。

溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可廣泛用于煙草、倉(cāng)儲(chǔ)、糧食等行業(yè)。僅對(duì)煙草系統(tǒng)而言，一個(gè)年利稅30億元的中等卷煙廠，年煙葉發(fā)酵總價(jià)值20億元左右，按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3%的煙葉耗損量，發(fā)酵霉?fàn)€煙葉占總耗損量的30%計(jì)算，一年可避免經(jīng)濟(jì)損失1800萬(wàn)元，全國(guó)100個(gè)卷煙廠，若50%的廠家使用該系統(tǒng)，一年可為國(guó)家節(jié)約10余億元。加之在其他行業(yè)的推廣應(yīng)用，項(xiàng)目的應(yīng)用前景十分廣闊，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]李朝青:PC機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出社，2000:34-58

[2]程家兵:基于GSM的無(wú)線通訊技術(shù)[J].信息化建設(shè),2002,12（2）:39-42

第8篇

關(guān)鍵詞：GPRS；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；溫度傳感器

引言

 

隨著通信技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)化水平的提高，溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為許多跟溫度有關(guān)的行業(yè)進(jìn)行安全生產(chǎn)和減少損失采取的重要措施之一。在實(shí)際場(chǎng)合中由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散、偏遠(yuǎn)以及時(shí)間限制等原因，采用傳統(tǒng)的溫度測(cè)量方式周期長(zhǎng)、成本高，而且測(cè)量員必須到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，因此工作效率非常低。且不便于管理。本文提出了一種基于GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案，采用AT89C51單片機(jī)和DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)的采集和處理，再通過(guò)GPRS模塊TC39i實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸和接收。目前，雖然3G技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始推廣，但并沒(méi)有普及，同時(shí)由于受到硬件成本和運(yùn)營(yíng)商通信資費(fèi)的約束，GPRS技術(shù)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還是進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x。

1  系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路是將溫度采集模塊采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)上。溫度傳感器把監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度處理發(fā)送給AT89C51單片機(jī)，溫度數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)處理，再由GPRS發(fā)送模塊發(fā)送出去。GPRS接收模塊接收發(fā)送模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)RS232通信接口連接GPRS模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通信，將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)在上位機(jī)中對(duì)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)溫度的遠(yuǎn)程分析、管理。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體框圖

2  系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)溫度采集模塊是一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以獨(dú)立穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)監(jiān)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理、狀態(tài)分析和實(shí)時(shí)顯示。GPRS通信模塊的功能則是將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)。

2.1  單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用Atmel公司的AT89C51單片機(jī)，AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器。單片機(jī)的外圍電路主要包括晶振電路、復(fù)位電路、采集電路。單片機(jī)的外圍電路如圖2所示。

圖 2 單片機(jī)外圍電路

2.2 溫度采集電路設(shè)計(jì)

  溫度傳感器采用國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20數(shù)字溫度傳感器。它采用3引腳T0-92封裝，無(wú)需外部元件，可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.0 V至5.5 V，無(wú)需備用電源。測(cè)量溫度范圍為-55 ° C至+125 ℃。該溫度傳感器可編程的分辨率為9~12位溫度轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字格式最大值為750毫秒，用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置。

本設(shè)計(jì)中，DS18B20的1腳接地，2腳為數(shù)據(jù)輸入端，3腳接VCC，2腳與3腳間接上一個(gè)4.7K的電阻，形成上拉電阻。溫度采集電路如圖3所示。

圖3  溫度采集電路

2.3 GPRS通信模塊設(shè)計(jì)

TC39i 的供電電源為3.3～4.8V ，典型值為4.2V。當(dāng)電壓低于3.3V 時(shí)，模塊可自動(dòng)關(guān)機(jī)，同時(shí)模塊在不同工作模式時(shí)電流不同，在發(fā)射脈沖時(shí)電流峰值高達(dá)2 A ，在此電流峰值時(shí)，電源電壓下降值不能超過(guò)0.4 V ，所以對(duì)電源的要求很高。本設(shè)計(jì)中穩(wěn)壓電源部分由LM2576S將外部+5V的直流電壓轉(zhuǎn)換成為4.2V ，為整個(gè)系統(tǒng)提供供電電壓同時(shí)產(chǎn)生MAX323 所需的高電平。

TC39i 的啟動(dòng)電路由AT89C51來(lái)實(shí)現(xiàn)。模塊上電10ms后,為保證整個(gè)系統(tǒng)正常啟動(dòng)，IGT信號(hào)必須在保持大于100ms 的低電平再階躍到高電平，且下降沿時(shí)間要小于1ms。啟動(dòng)后，IGT信號(hào)應(yīng)保持高電平。

TC39i 的基帶處理器集成了一個(gè)與ISO7816- 3ICCard標(biāo)準(zhǔn)兼容的SIM卡接口。為了適應(yīng)外部的SIM卡接口，該接口連接到ZIF引腳。TC39iZIF 連接器為SIM卡接口預(yù)留了6個(gè)引腳，SIMPRES 引腳用來(lái)檢測(cè)SIM卡支架中是否插有SIM卡。當(dāng)插入SIM卡，該引腳置為高電平時(shí)，系統(tǒng)方可進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。GPRS通信模塊電路如圖4所示。

圖4  GPRS通信模塊電路

3  系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括監(jiān)測(cè)對(duì)象溫度的采集程序和GPRS通信程序。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于單片機(jī)的編程。通過(guò)向TC39i寫入不同的AT指令完成多種功能。

3.1 軟件的總體設(shè)計(jì)

在總體程序流程圖中，系統(tǒng)軟件的重點(diǎn)在于對(duì)單片機(jī)的編程。包括向AT89C51對(duì)TC39i的初始化以及對(duì)串行口通信速率、短消息模式、短消息中心號(hào)碼的初始化。這些初始化指令是通過(guò)AT指令寫入的，因此在編程時(shí)將這些常用到的AT指令編成表格，存放在AT89C51的程序存儲(chǔ)器內(nèi)，以便使用。流程圖如圖5所示。其中A、B中斷子程序只是發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容不一致，對(duì)應(yīng)的流程一致。

圖5  系統(tǒng)軟件總體流程圖

3.2 溫度采集程序設(shè)計(jì)

先復(fù)位DS18B20，然后單片機(jī)等待DS18B20的應(yīng)答脈沖。一旦單片機(jī)檢測(cè)到應(yīng)答脈沖，便發(fā)起跳過(guò)ROM匹配操作命令。成功執(zhí)行了ROM操作命令后，就可以使用內(nèi)存操作命令，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，延時(shí)一段時(shí)間后，等待溫度轉(zhuǎn)換完成。再發(fā)起跳過(guò)ROM匹配操作命令，然后讀暫存器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果讀出，并轉(zhuǎn)為顯示碼，送到液晶顯示。溫度采集程序流程圖如圖6所示。

圖6  溫度采集程序流程圖

3.3 GPRS通信程序設(shè)計(jì)

GPRS通信程序是實(shí)現(xiàn)采集到的現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸?shù)年P(guān)鍵。單片機(jī)要將溫度數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊傳輸前，必須先對(duì)GPRS模塊初始化，然后讀取溫度傳感器送來(lái)的溫度數(shù)據(jù)，然后向GPRS模塊發(fā)送指令，完成溫度數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸。GPRS通信程序的流程圖如圖7所示。

圖7  GPRS通信程序流程圖

4  結(jié)論

本文采用AT89C51單片機(jī)、DS18B20數(shù)字溫度傳感器和TC39i無(wú)線傳輸模塊實(shí)現(xiàn)了溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高，可應(yīng)用于養(yǎng)殖場(chǎng)、糧庫(kù)、電力機(jī)房等測(cè)溫和控制領(lǐng)域，有著廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn):

[1]平，曹巧媛等.單片機(jī)原理與接口[M]，清華大學(xué)出版社，2007.

[2]韓斌杰等.GPRS原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[3]李志偉.基于AT指令的串行通信程序的設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2007.9.

第9篇

【關(guān)鍵詞】電力設(shè)備;智能化;無(wú)線技術(shù);溫度;數(shù)據(jù)收集

1.智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理

智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被設(shè)定成三個(gè)子系統(tǒng)，分別是采集系統(tǒng)、匯總系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。三個(gè)子系統(tǒng)通力協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)了電力設(shè)備溫度的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、便捷的智能無(wú)線監(jiān)測(cè)。

智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的三個(gè)子系統(tǒng)間的連接方式是不同的，無(wú)線通信方式是應(yīng)用于采集系統(tǒng)和匯總系統(tǒng)之間，而通信線纜則是使用在匯總系統(tǒng)與監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)之間，即一個(gè)無(wú)形，另一個(gè)有形。對(duì)應(yīng)部位的熱感應(yīng)元件將其所監(jiān)測(cè)到的溫度信息通過(guò)無(wú)線通信設(shè)備傳輸?shù)絽R總系統(tǒng)的總站，總站將會(huì)對(duì)收集到的所有溫度信息 進(jìn)行分類整理、分析并處理，再將處理完畢的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)上。同時(shí)，調(diào)節(jié)端監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)也將收到同樣的數(shù)據(jù)信息。監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)對(duì)接收到的 數(shù)據(jù)信息進(jìn)行二次處理分析，當(dāng)處理所得數(shù)據(jù)結(jié)果超高設(shè)定的極限值時(shí)，監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)就會(huì)發(fā)出警示信號(hào)。每個(gè)總站可以管理數(shù)百個(gè)子站，信息量的采集將是非常巨大 的。

2.智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

2.1采集系統(tǒng)

通過(guò)將熱敏電阻、傳感器等熱感應(yīng)元件安裝在容易因工作而產(chǎn)生不正常散熱的部位，實(shí)時(shí)的對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量與采集工作，并將采集到的信息發(fā)送出去。交流電作為長(zhǎng)期供能電源及太陽(yáng)能電池板作為的后備電源（確保突然斷電后的數(shù)據(jù)持續(xù)收集的）是采集系統(tǒng)的正常工作的依靠。

2.2匯總系統(tǒng)

信息匯總系統(tǒng)主要由無(wú)線接收裝置構(gòu)成，在收集到采集系統(tǒng)所傳遞而來(lái)的數(shù)據(jù)信息后，再傳遞給總站，總站接收到分站的溫度數(shù)據(jù)之后，繼而再將其傳遞給當(dāng)?shù)乇O(jiān)視系統(tǒng)，與此同時(shí)還將溫度數(shù)據(jù)傳遞給調(diào)節(jié)終端。實(shí)時(shí)溫度變化同樣被調(diào)節(jié)終端監(jiān)視，如此便避免了無(wú)人監(jiān)測(cè)的情況。

2.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)又可以細(xì)分為站級(jí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)端監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)直接接受總站所傳遞的溫度信息等數(shù)據(jù)，并與總站是直接通信的關(guān)系。 監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)對(duì)總站所傳遞來(lái)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總、整理、分析后，存儲(chǔ)于特定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)（可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行靈活改動(dòng)，比如擴(kuò)容）。監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)可以對(duì)數(shù)據(jù)信息 進(jìn)行報(bào)表統(tǒng)計(jì)，準(zhǔn)確記錄處于何時(shí)、何地、何種狀況下的溫度情況。同時(shí)，監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)在溫度越過(guò)某一設(shè)定極限值時(shí)會(huì)有警示信號(hào)出現(xiàn)。監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)的另一個(gè)便捷之 處在于，可以根據(jù)需要進(jìn)行任何時(shí)間段的任何部件的溫度查詢。調(diào)節(jié)端監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸用到的是匯集系統(tǒng)的通訊管理器，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線纜直接傳輸?shù)?PCM設(shè)備之中，在經(jīng)過(guò)線纜轉(zhuǎn)送給調(diào)節(jié)端，經(jīng)PCM的數(shù)據(jù)信息還可以作為存儲(chǔ)資料被下載到調(diào)節(jié)端監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)。

3.智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.1免于布置排線

因?yàn)椴捎昧藷o(wú)線傳輸設(shè)備，所以不用布置排線，熱感應(yīng)元件的安裝更方便。

3.2免于經(jīng)常的維護(hù)

智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都是整體化設(shè)計(jì)，所以免于維護(hù)。

3.3節(jié)能

智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)部分均采用節(jié)能、低功率消耗設(shè)置，同時(shí)應(yīng)用太陽(yáng)能電池板更是綠色節(jié)能。

3.4警示系統(tǒng)更完善

當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，總站智能終端電源，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

3.5穩(wěn)定性更高

智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的設(shè)備均有堅(jiān)實(shí)的外殼保護(hù)，同時(shí)又有靜電保護(hù)。數(shù)據(jù)在傳遞過(guò)程中安全、穩(wěn)定，能夠抵抗外界的干擾。

3.6具有較好的兼容性

能夠應(yīng)用更多的應(yīng)用軟件和控制系統(tǒng)。

4.智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)間的對(duì)比

4.1智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于裝有位于各個(gè)需要測(cè)量的部位的熱感應(yīng)元件的幫助，這使得數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)具有了實(shí)時(shí)性、連續(xù)性和準(zhǔn)確性的優(yōu) 點(diǎn)，通過(guò)對(duì)每年、月、日甚至每小時(shí)的溫度數(shù)據(jù)的變化情況，總結(jié)出電力設(shè)備不同部位的相應(yīng)溫度的變化規(guī)律，確定出其溫度規(guī)律的峰值，有效的對(duì)電力設(shè)備的工作 穩(wěn)定性就行預(yù)見(jiàn)性分析，消除潛在的威脅。而傳統(tǒng)的電力設(shè)備溫度的監(jiān)測(cè)是依靠監(jiān)測(cè)人員定期的監(jiān)測(cè)與測(cè)量才能得出的，傳統(tǒng)的電力設(shè)備溫度的監(jiān)測(cè)耗費(fèi)大量的人力 物力，由于人類生理的局限性，所測(cè)得的數(shù)據(jù)存在不確定誤差，甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤，而且潛在的故障威脅不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并作出應(yīng)有的處理，致使出現(xiàn)不必要的人員或財(cái) 力的損失。

4.2智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度以及對(duì)故障的預(yù)見(jiàn)性分析是人類所不能比擬的，其所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息能夠被極其方便的調(diào)閱，對(duì)數(shù)據(jù)信 息的存儲(chǔ)量也是相當(dāng)?shù)木薮蟆６鴤鹘y(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息要進(jìn)行存儲(chǔ)就需要建立專門的存檔管理機(jī)構(gòu)，而且常年所存儲(chǔ)的信息量是無(wú)妨想象的，要對(duì)某段數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱也 是極為不便的，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，極不現(xiàn)實(shí)，而智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則解決了上述所存在的所有問(wèn)題。

4.3智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件簡(jiǎn)單，操作方便，減少人員培訓(xùn)上崗時(shí)間。而傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)測(cè)量則需要專門的工作人員進(jìn)行培訓(xùn)。

5.智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的后臺(tái)監(jiān)控功能

5.1熱感應(yīng)元器件所監(jiān)測(cè)的部位的溫度能夠?qū)崟r(shí)的傳遞給監(jiān)控計(jì)算機(jī)并于顯示屏上呈現(xiàn)出來(lái)，出現(xiàn)警示溫度時(shí)的時(shí)間及故障位置都會(huì)以數(shù)據(jù)的形式保存起來(lái)，保存期限可長(zhǎng)達(dá)數(shù)年。

5.2可設(shè)置警示音的類型，如可以以真人語(yǔ)音的形式播報(bào)出來(lái)或者以文字警示的方式顯示到屏幕上。

5.3監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)所監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)信息可以以年、月、日等為單位用線性圖或者表格的形式一目了然的展現(xiàn)出來(lái)，也可以直接抽查或打印出來(lái)。

5.4當(dāng)智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的任何部件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)（如電源故障、信號(hào)傳輸中斷等），都會(huì)有警示出現(xiàn)，及時(shí)警示給工作人員。

5.5都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)位置的編碼、命名處理，方便系統(tǒng)化管理。

6.智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

在國(guó)外許多國(guó)家，智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展極為迅速，它被廣泛應(yīng)用到了人們生活中的吃穿住行。當(dāng)傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式產(chǎn)生多年后，智能無(wú)線溫度監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)在萬(wàn)眾期待中登上了歷史舞臺(tái)，監(jiān)測(cè)技術(shù)從此掀開(kāi)了新的一頁(yè)。現(xiàn)今已經(jīng)不僅僅局限于電力設(shè)備的維護(hù)方面了，精密生產(chǎn)線、醫(yī)療系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)方面都已成熟融 合。智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在電力方面的應(yīng)用，也是國(guó)外首創(chuàng)的。

在中國(guó)國(guó)內(nèi)，智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)的起步就相對(duì)較晚了，但憑借著多年的不懈努力終于成功由實(shí)驗(yàn)走到了實(shí)驗(yàn)。智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍之 廣已不用過(guò)多闡述，將其應(yīng)用在監(jiān)測(cè)溫度的設(shè)備上已是非常常見(jiàn)的了。智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)就在于不需要布線，用智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)溫度還 突出了其準(zhǔn)確簡(jiǎn)潔的優(yōu)勢(shì)。目前，智能無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)仍在朝著攻克減小功耗、增加傳輸距離的技術(shù)難題努力。

參考文獻(xiàn)

［1］高人伯.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)開(kāi)采相結(jié)合的決策支持新技術(shù).計(jì)算機(jī)世界.

［2］任玉瓏，王建，牟剛.基于CA模型的電力設(shè)備全壽命周期成本研究.工業(yè)工程與管理，2008，(5)：56-70.

［3］趙新民.智能儀器原理及設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990.

［4］吳正毅.測(cè)試技術(shù)與測(cè)試信號(hào)處理.北京：清華大學(xué)出版社，1988.

［5］陳煥生.溫度測(cè)試技術(shù)及儀表.北京：水利電力出版社，1987.