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電池溫度智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2011-11-22 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1.2 DS18B20的控制時(shí)序
DS18B20與微處理器間采用的是串行數(shù)據(jù)傳送,在對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)編程時(shí),必須嚴(yán)格保證讀寫(xiě)時(shí)序,否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。DS18B20控制時(shí)序主要包括初始化時(shí)序、讀操作時(shí)序和寫(xiě)操作時(shí)序,如圖2所示。
(1)初始化時(shí)序。時(shí)序見(jiàn)圖2(a),主機(jī)總線t0時(shí)刻發(fā)送一復(fù)位脈沖(最短為480μs的低電平信號(hào))接著在t1時(shí)刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài),DS18B20在檢測(cè)到總線的上升沿之后等待15~60μs,接著DS18B20在t2時(shí)刻發(fā)出存在脈沖(低電平持續(xù)60~240 μs),如圖中虛線所示。
(2)寫(xiě)操作時(shí)序。當(dāng)主機(jī)總線t0時(shí)刻從高拉至低電平時(shí),就產(chǎn)生寫(xiě)時(shí)間隙。從t0時(shí)刻開(kāi)始15μs之內(nèi)應(yīng)將所需寫(xiě)的位送到總線上,DS18B20在t0后15~60μs間對(duì)總線采樣,若低電平寫(xiě)入的位是0,若高電平寫(xiě)入的位是1,連續(xù)寫(xiě)2位的間隙應(yīng)大于1 μs,見(jiàn)圖2(b)。
(3)讀操作時(shí)序。當(dāng)主機(jī)總線t0。時(shí)刻從高拉至低電平時(shí),總線只需保持低電平6~10μs之后,在t1時(shí)刻將總線拉高,產(chǎn)生讀時(shí)間隙,讀時(shí)間隙在t1時(shí)刻后到t2時(shí)刻前有效,t2~t0為15μs,也就是說(shuō),在t2時(shí)刻前主機(jī)必須完成讀位,并在t0后的60~120μs內(nèi)釋放總線,見(jiàn)圖2(c)。

2 硬件結(jié)構(gòu)
主要由節(jié)點(diǎn)、主控單元和上位機(jī)等3部分組成,結(jié)構(gòu)如圖3所示。節(jié)點(diǎn)分布在蓄組的各個(gè)單體上,采集各單體信息,通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸給主控單元;主控單元與所有監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信,接收上位機(jī)的命令和來(lái)自監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的溫度信息,并將溫度信息上報(bào)上位機(jī);上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示蓄電池的溫度信息,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,根據(jù)設(shè)定的報(bào)警門(mén)限啟動(dòng)告警程序,及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常電池。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/178358.htm

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2.1 溫度監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)
溫度監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的功能是完成對(duì)單體電池的溫度信息采集、處理和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。采用單片機(jī)控制無(wú)線收發(fā)芯片nRF2401和單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量,主要包括單片機(jī)系統(tǒng)、溫度采集電路、無(wú)線收發(fā)電路、顯示電路、告警電路和電源等組成,其硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示。

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DS18B20測(cè)溫電路如圖1所示,用熱傳導(dǎo)的粘合劑將DS18B20粘附在蓄電池的表明,管芯溫度與表面溫度之差大約在0.2℃之內(nèi)。利用nRF2401無(wú)線收發(fā)芯片實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸,nRF2401是一個(gè)單片集成接收、發(fā)射器的芯片,工作頻率范圍為全球開(kāi)放的2.4 GHz頻段。它內(nèi)置了先入先出堆棧區(qū)、地址解碼器、解調(diào)處理器、GFSK濾波器、時(shí)鐘處理器、頻率合成器,低噪聲放大器、功率放大器等功能模塊,需要很少的外圍元件,使用起來(lái)非常方便。在本系統(tǒng)中nRf2401通過(guò)P2口與單片機(jī)進(jìn)行通信,AT89S51的P2.0和P2.1口分別與nRF2401的CLK1,DATA相連接。nRf2401的CS是片選端,CE是發(fā)送或接收控制端,PWR_UP是電源控制端,分別由單片機(jī)的P2.3,P2.4和P2.5引腳控制。nRF2401的DR1為高時(shí)表明在接收緩沖區(qū)有數(shù)據(jù),接單片機(jī)的P2.2。
由于nRF2401的供電電壓范圍為1.9~3.6 V,而AT89S51單片機(jī)的供電電壓是5 V,為了使芯片正常工作,需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和分壓處理,采用MAXIM公司的MAX884芯片進(jìn)行5 V到3.3 V電平轉(zhuǎn)換,如圖5所示。

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2.2 主控單元
主控單元和監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)組成無(wú)線網(wǎng)路,通過(guò)主控單元實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)通信。主控單元的基本結(jié)構(gòu)和監(jiān)測(cè)單元類似,主要由單片機(jī)系統(tǒng)、無(wú)線收發(fā)模塊、顯示電路、串行通信電路及電源等組成。
串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議,大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含2個(gè)基于RS 232的串口,PC的串行口是RS 232C電平,而單片機(jī)的串行口是TTL電平,兩者之間通過(guò)串口通信時(shí),必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換,設(shè)計(jì)運(yùn)用MAX232A芯片完成單片機(jī)與PC之間的數(shù)據(jù)傳輸,硬件連接電路如圖6所示。

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