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蔬菜大棚多点温度测控系统的设计与实现

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蔬菜大棚多点温度测控系统的设计与实现

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第26卷第2期 2008年6月 湖北民族学院学报(自然科学版) Journal 0f Hubei University for Nationalities(Natural Science Edition) v01.26 No.2 Jun.2008 蔬菜大棚多点温度测控系统的设计与实现 杨庆 (湖北民族学院电气工程系,湖北恩施445000) 摘要:系统采用单片机和DSISB20温度传.蠡器,构成温度的多点检测和控制系统.DSISB20通过单总线进行通 信,即仅需要一条数据线(和地线)就能与中央微处理器进行通信.现场温度直接以One—wire(一线总线)的数字方 式传输.适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等.将DSl8820应 用在蔬莱大棚的多点温度测控系统中,系统的各项技术指标均达到或超过了设计要求. 关键词:单片机;DSl8820;温度洲控;设计;实现 中图分类号:TN915;TP212;TPl8 文献标识码:A 文章编号:1008—8423(2008)02-0187一03 Design and Implementation of Multi—-point Temperature Measure and Control System in Vegetable Greenhouse YANG Qing (Department of Electrical EnoneeriIIg,Hubei University for Nationalities。Emhi 445000,China) Abstract:A multi—point temperature checking and controlling system can be formed in the USe of MCU and DSI 8 B20 temperature Ixansducer.DSl 8 B20 communicates through one—wire,which means,it can communicate with the central microprocessor by using one data wire(and ground wire).ne occasion communicates temperature by the one—wire directly by the means of digital.Alarm search command i— dentifies and addresses devices whose temperature is outside of programmed limim(temperature alarm condition).Applications include thermostatic eontroh,industrial systems,consumer products,thermom— etem,or any thermally sensitive system.All of the technical indexes of the design requirement have been met or even exceeded when applying the DSI 8 B20 to the multi-·point temperature checking and control·· ling system of the greenhouse. Key words:MCU;DSI 8 B20;temperature measure and control;design;achieve DSl8820是Dallas半导体公司生产的数字化温度传感器,是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度 传感器,温度测量范围为一55℃一4-125℃,可编程为9位一12位A/D转换精度,且当温度在一lO℃一+ 85℃之间时测量误差仅为0.5'E,自身带有非易失性的、用户可编程的高低温报警触发器….DSl8820通过 单总线进行通信,即仅需要一条数据线(和地线)就能与中央微处理器进行通信.现场温度直接以“一线总 线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性.适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或 过程控制、测温类消费电子产品等.本文主要阐述了用温度传感器测量并显示温度的设计和实现过程,该系 统能取得并显示多点的温度数据。可直接应用在一些需要测量温度的场合. DSl8820可以设置成两种供电方式,即数据总线供电方式和外部供电方式.采取数据总线供电方式可以 收稿日期:2008—03—16. 基金项目:湖北省教育厅中青年项目(Q20082904). 作者简介:杨庆(1959-).男,硬士.副教授.主要从事电子系统设计的研究.  万方数据 188—塑北民族学院学报(自然科学版) 第26卷 节省一根导线,但由此带来的缺点是完成温度测量的时间较长;而采取外部供电方式则多用一根导线,但测 量速度较快.本设计使用外部供电,如图1所示. DSl8820是单总线接口的数字温度传感器,MSC一51通过串口将数 据和指令写入或读出.转换完的数据通过两字节输出. 1硬件电路设计 硬件电路原理图如图2所示.图2中单片机采用AT89C52,它的Po 挣挣 图2基于DSl8820的温度测量电路原理图 Fig.2 Temperature measurement circuit based锄DSl8820 U2为温度传感器DSl8820,RI为DQ端的上拉电阻.电路中只画出了 2路温度传感器电路(共有8路).温度控制部分通过P1口输出8路控制信 号,当某一路温度下降到临界点时启动加热器加热,因此可以实现多点温 度的控制.开关Sl、电容C3、电阻R2组成单片机复位电路. 2软件设计 DSl8820测温程序流程如图3所示(多个DSl8820).DSl8820测温程 序(部分): //DSl8820初始化程序,成功返回1否则返回0. uInt32 DSl8820init(void) l 100DIRI=DQ; IOOCLR=DQ; delay(6000); //config() void config(void) l uInt32Ⅱag; Ⅱag=DSl8820init(); IOODIR=IOODIR&(一 IX)); if(nag) {DSl8820wrhe(0xoB); delay(700); if((IOOPIN&DQ)==0) l delay(5300); return 1; l else return 0; DSl8820wrlte(0x4e); DSl8ff20write(Ox02); DSl8820write(Ox30); DSI 8820write(Ox70; } 仞始R+DSt8820 上 发搜常ROM命々 ‘ 读在线I】s18820序列号 Y /夕\ <甓 \\孟/-> 1” 初始化DSl8820 Jr 发跳过RON命令 Jr 南发温度转换命々 上 初始化DSl8820 上 发匹配皓18820命々 Jr I 发幕·个DSl8820R伽编码 上 I 诖仃储嚣.将泓度行入埋冲匠 l 围3测温程序流程图 Fig.3 Temperature measurement program flow chart  万方数据 第2期 杨庆:蔬菜大棚多点温度测控系统的设计与实现 189 3结语 3.I系统指标测试 系统在蔬菜大棚中安装调试,将控制温度设置在20一30。C时,各传感器问距为7—8 m(即加热器间距为 7—8 m). 测试仪器:水银温度计(最小分度为0.20C,量程为0—100。C);PC机;示波器;万用表;电源. 测试方法:启动系统。同时采用温度计测蔬菜大棚温度的变化情况,得出系统误差指标. 测试结果:设定温度由20℃提高到30。C时:标定温差≤0.4。C,调节时间320s;静态误差≤0.2℃,最大超 调量0.5。C. 3.2结论 在传统的温度测量系统中,往往采用模拟的温度传感器进行设计,必须经过A/D转换后才可以被微处 理器识别和处理.这样的设计方法不仅对前端模拟信号处理电路提出了更高的要求,而且不具有数字通信和 网络功能.采用智能温度传感器DSl8820和单片机结合构成温度测控系统,电路结构简单、可靠性高、温度 控制精度高,具备数字通信和网络化功能.将DSl8820多个并联使用实现多点温度的测控07.引.实测控制温 度误差在±0.5。C以下,系统达到了设计要求.并且在实际运行中满足了温室中对温度精确控制的要求. Pr删ie 参考文献: [1】Maxim.DSl8820 Resolution I—Wire D呼t-l TII廿mDmetcr[EB/OL].(2005—05—10)[2007—04一∞】hnp://www.dalseml. 伽I. [2】周云波.由i)'318137.0单线数字温度计构成的单线多点温度测量系统[J].电子技术应用,1996(2):15—20. [3】谢刚.DSl8820智能温度传感器[EB/OL】.(2006—05一11)[2007一04—10]http://www.xie—sang.伽, [4】 马云峰,陈子夫.李培全.数字温度传感器DSl8820的原理与应用[J】.电子元器件应用,2002.4(1):23—25. [5】何利民.单片机高级教程[M】.北京:航空航天大学出版社.2001:115. 【6]藏佳.戴卫恒.5l单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].北京:电子工业出版社,2006:213—225. 【7】吴志忠。王克家.吴利予.等.一种基于单线敷字温度传感器DSl8820的储粮温度检测系统的设计[J】.应用科技,2001.2s(7):15—16. [8]甘勇,宋春来,宋寅卯.数字温度传感器DSl8820在多点测温系统中的应用[J】.河南农业大学学报.2001,35(4):391—393.  万方数据 蔬菜大棚多点温度测控系统的设计与实现 作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 杨庆, YANG Qing 湖北民族学院,电气工程系,湖北,恩施,445000 湖北民族学院学报(自然科学版) JOURNAL OF HUBEI UNIVERSITY FOR NATIONALITIES(NATURAL SCIENCE EDITION) 2008,26(2) 2次 参考文献(8条) 1.Maxim DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer 2007 2.周云波 由DS18B20单线数字温度计构成的单线多点温度测量系统 1996(02) 3.谢刚 DS18B20智能温度传感器 2007 4.马云峰;陈子夫;李培全 数字温度传感器DS18B20的原理与应用[期刊论文]-电子元器件应用 2002(01) 5.何利民 单片机高级教程 2001 6.戴佳;戴卫恒 51单片机C语言应用程序设计实例精讲 2006 7.吴志忠;王克家;吴利予 一种基于单线敷字温度传感器DS18B20的储粮温度检测系统的设计[期刊论文]-应用科技 2001(07) 8.甘勇;宋春来;宋寅卯 数字温度传感器DS18B20在多点测温系统中的应用[期刊论文]-河南农业大学学报 2001(04) 本文读者也读过(6条) 1. 齐志才.韩成浩 农业大棚温度适时监测系统设计方案[期刊论文]-农业与技术2002,22(6) 2. 李洁.卢建中.Li Jie.Lu Jianzhong 基于DS18B20的温度检测系统在蔬菜大棚中的应用[期刊论文]-科技广场 2008(3) 3. 吴水平 基于单片机的蔬菜大棚的恒温系统设计[期刊论文]-湖北农机化2008(4) 4. 李洁.Li Jie 基于DS18B20的温度检测系统在蔬菜大棚中的应用[期刊论文]-农业工程技术·农产品加工2008(4) 5. 蒋桂霞.成谢峰.王永燕 温室大棚实现自动喷灌控制装置[期刊论文]-现代电子技术2002(7) 6. 兰瑞莉.刘成安.毛跟勇 无线传感网络在农业大棚监测系统中的应用[期刊论文]-电脑知识与技术2009,5(28) 引证文献(1条) 1.郭建广.贾进滢.黄建刚.黄勇 基于无线传感器网络的环境温度监测系统设计[期刊论文]-湖北民族学院学报(自 然科学版) 2010(3) 引用本文格式:杨庆.YANG Qing 蔬菜大棚多点温度测控系统的设计与实现[期刊论文]-湖北民族学院学报(自然科 学版) 2008(2)

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