基于單總線的冷庫溫度監控系統設計

摘要：單總線技術以其線路簡單、硬件數量少、軟件設計簡單優勢而有著無可比擬的應用前景。文中設計的冷庫溫度采集使用單總線器件DS18B20，通過單片機AT89C52對DS18B20進行溫度數據采集，設計了溫度檢測電路和溫度檢測接口電路。本設計能檢測不少于30個溫度測量點，傳輸距離約1 200m。
關鍵詞：單總線；冷庫；溫度檢測；RS-485；AT89C52；DS18B20；delphi

隨著時代的進步，人們對冷藏、冷凍食品質量的要求在不斷提高。而食品外觀及營養成分的變化與冷藏、冷凍溫度密切相關。不同的食品有其相應的最佳冷藏或冷凍溫度；不同的保存時間則要求設置不同的保存溫度。因此，研制一個切合實際需要的冷庫溫度監控系統顯得十分必要。
本文以單總線技術為基礎，采用計算機串口、單總線和串口的協議轉換芯片DS2480B、單總線數字化溫度傳感器DS18B20，設計了單總線溫度檢測網絡。該系統能滿足各類冷藏、冷凍食品的實際需要，節省電力和人力，并具有溫度報警、數據存儲、繪制動態和歷史溫度曲線、修改傳感器數據等功能，能有效提高冷庫運行效率，具有較高的實用價值。

1 冷庫溫度監控系統組成
系統主要由DS18B20數字式溫度傳感器模塊、單片機模塊、RS-485傳輸總線模塊、RS-485／RS-232轉換接口模塊、上位PC機顯示和控制模塊五個部分組成，如圖1所示。溫度數據由DS18B20采集后送入下位機AT89C52，變換成RS-485格式后用485總線進行遠距離傳送，上位機通過RS-232接口接收溫度數據。控制信息也通過同一通道進行反向傳送。

2 冷庫溫度采集系統硬件設計
2．1 冷庫溫度檢測采集電路的設計
AT89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程Flash存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程
Flash，相當的靈活有效。
DS18B20采用直接VCC供電方式。電源電壓和單片機電源相同。其中DS18B20采集到的數據經過一根數據線傳輸到單片機，單片機對DS18-B20進行的讀／寫操作也通過該引腳實現。由于設計需求每個冷庫要放置5個溫度測量點，所以一根單總線上接5個溫度傳感器，測出5個溫度數據，由PC上位機軟件部分求出平均值作為冷庫的溫度。如圖2所示。

2．2 RS-485總線及其與單片機的接口電路的設計
在下位單片機和上位PC機之間加入了485總線，在單片機系統中使用MAX485芯片，完成單片機TTL電平到RS-485電平之間的轉換。在總線
末端接一個匹配電阻。吸收總線上的反射信號，使得正常傳輸信號無毛刺。只要在RS-485總線上同時并聯上多個冷庫溫度測量系統電路，就能同時對多個冷庫進行實時監控。