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通信机房温度检测系统设计

电子设计工程 张慧坤?? 2011年10月10日 ?? 收藏0

  摘要 通信机房设备分密集、安全性要求高,要保证通信网络安全、稳定运行,需实时监测机房温度。所以,设计了一款智能化、性价比高的通信机房温度的检测系统。由于传统的温度检测系统测温点少、兼容性和扩展性差的缺点。文中设计主要运用主从分布式通信思想,设计了应用于测量通信机房温度的检测系统。该系统具有结构简单、成本低、可靠性高、测温精确等优点,可以广泛应用于通信机房、蔬菜大棚的温度控制、仓库测温等领域。

  温度检测控制系统在工业生产、科学研究和日常生活领域中,得到了广泛应用。直接受测量温度控制的影响,生产安全、产品质量等一系列问题,准确的测量和机房温度控制,对于获得正确的科研数据和保证产品质量都具有重要的意义。温度检测控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制,保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行,从而提高企业的生产效率。

  本系统设计采用DS18B20为温度采集模块,利用单片机及外围电路构成。可对通信机房环境温度进行合理检测和适当控制,以保证通信设备的正常运行。此系统占用微处理器的端口比较少,可节省大量的引线和逻辑电路。与传统装置相比,具有结构简单、成本低、可靠性高和测温精度高、应用广泛等优点。

  1 系统的总体设计方案

  本温度检测系统设计运用分布式通信的思想,设计一种通信机房的多路温度检测系统。该系统通过计算机和单片机编程,使智能温度传感器DS18B20正常工作,然后检测通信机房的温度,系统采用RS-232串行通信标准,通信机房的温度采集通过下位机进行。温度数据既可以由下位机模块实时显示,也可以送回上位机进行数据处理,如果采集的温度值高于设定温度报警上限温度,系统即发出报警信号,并同时起动制冷设备,使温度下降,当温度系下降到一定的程度,即通信机房的温度低于上限复位值时,立即关闭制冷设备。当采集温度值低于下限报警温度值时,系统又发出报警信号,并同时起动制热设备,使通信机房的温度上升,当温度上升到一定的程度,即高于下限复位值时,立即关闭制热设备,从而使通信机房的温度值维持在一定的范围内。具有检测速度快、扩展性能好、成本低的特点。实际采用电路总体方案如图1所示。

电路总体方案

  2 电路的硬件设计

  系统的硬件设计直接影响到系统功能的实现和终端的大小与外观。根据系统所要实现的基本技术指标,系统的硬件设计主要由温度检测电路、LCD显示电路、蜂鸣器报警电路、键盘控制电路、温度控制电路、串行通信电路等几部分组成。通信机房温度检测系统的硬件图,如图2所示。

电路的硬件设计

  (1)温度检测电路设计。

  温度传感器选用DS18B20。DS18B20是由Dallas公司生产的“一线式”数字温度传感器,其全部传感元件及转换电路集成在形状如三极管的集成电路以内。DS18B20与其他的温度传感器相比较,DS18B20具有高精度、高可靠性、高性能、体积小、硬件开销小、适用电压更宽、更经济、更实用、抗干扰能力更强、附加功能更强的特点。DS18B20就是有独特的1-wire接口、只有一个引脚进行通信、数字温度转换输出单总线的数据总线。最高分辨率是12位,测温范围为为-55~+125℃,测温分辨率可达0.062 5℃。CPU能够用一根数据线与多个DS18B20之间进行数据通信,其中,所使用微处理器的端口数量并不多,这样引线的数量要求较少,逻辑电路的数目也少。系统中采用“一线总线”的数字传输方式,增加了系统的稳定性。

  (2)主控芯片的选择。

  设计中采用单片机实现对温度的检测与控制。在单片机选择方面,由于AT89系列单片机与MCS-51系列单片机的引脚和指令完全相互兼容。然而相对于AVR、ARM等高端一些的单片机而言,AT系列的结构与指令方面相对简单,价格也便宜,而且完全可以达到设计的控制要求,所以,首选AT系列的单片机作为控制核心。

  对于AT系列的单片机而言,常用单片机的基本类型有8种。AT89C51有4 kB的内存存储器,适用于本设计。系统中单片机选用的是AT89C51芯片,是由Atmel公司生产的标准型单片机。AT89C51单片机在其片内有4 kB Flash闪速程序存储器,可经受1 000次以上的写入/擦除周期,并有程序存储器加密逻辑,给单片机产品的开发、应用和生产带来了便利。综上所述,加之AT89C51单片机的价格相对便宜,因此控制核心部分选用AT89C51单片机。


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温度检测? 数字温度传感器? 单片机? 数据通信?

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