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隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，溫室環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展，并且必將以其優(yōu)異的性能價(jià)格比，逐步取代傳統(tǒng)的溫度控制措施。防潮、防霉、防腐、防爆是倉(cāng)庫(kù)日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉(cāng)庫(kù)管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。它直接影響到儲(chǔ)備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作的順利進(jìn)行，首要問(wèn)題是加強(qiáng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測(cè)工作。傳統(tǒng)的方法是用與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測(cè)量計(jì)和濕度試紙等測(cè)試器材，通過(guò)人工進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。因此我們需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測(cè)量準(zhǔn)確的溫濕度測(cè)量?jī)x。

近年來(lái)，利用智能化數(shù)字式溫度傳感器以實(shí)現(xiàn)溫度信息的在線檢測(cè)已成為溫度檢測(cè)技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)其要求越來(lái)越高，需求越來(lái)越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。數(shù)字化技術(shù)推動(dòng)了信息化的革命，在傳感器的器件結(jié)構(gòu)上采用數(shù)字化技術(shù)，使信息的采集更加方便。

數(shù)字溫度芯片DS18B20測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化，便于單片機(jī)處理和控制，省去傳統(tǒng)測(cè)溫方法中的很多外圍電路，且該芯片的物理化學(xué)性比較穩(wěn)定，可用做工業(yè)測(cè)溫元件，在0～100攝氏度范圍內(nèi)，最大線形偏差小于1攝氏度。DS18B20的最大特點(diǎn)之一是采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì)DS18B20和微控制器AT89S51構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置,它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào),可直接與計(jì)算機(jī)連接。這樣，測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單，體積也小。采用51單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。

倉(cāng)儲(chǔ)溫度采集測(cè)控系統(tǒng)原理圖如圖2所示，控制器使用單片機(jī)AT89C2051，溫度計(jì)傳感器使用DS18B20，用液晶實(shí)現(xiàn)溫度顯示。本溫度計(jì)大體分三個(gè)工作過(guò)程。首先，由DS18820溫度傳感器芯片測(cè)量當(dāng)前的溫度，并將結(jié)果送入單片機(jī)。然后，通過(guò)89C205I單片機(jī)芯片對(duì)送來(lái)的測(cè)量溫度讀數(shù)進(jìn)行計(jì)算和轉(zhuǎn)換，并將此結(jié)果送入液晶顯示模塊。最后，SMC1602A芯片將送來(lái)的值顯示于顯示屏上。由圖1可看到，本電路主要由DSl8820溫度傳感器芯片、SMCl602A液晶顯示模塊芯片和89C2051單片機(jī)芯片組成。其中，DSI8B20溫度傳感器芯片采用“一線制”與單片機(jī)相連，它獨(dú)立地完成溫度測(cè)量以及將溫度測(cè)量結(jié)果送到單片機(jī)的工作。

圖1 系統(tǒng)原理圖  下載原圖

主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每1s進(jìn)行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測(cè)量一次被測(cè)溫度，其程序流程見(jiàn)圖2所示。

圖2 主程序流程圖  下載原圖

根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：

(1)按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。

(2)以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻，整齊，緊湊地排列在PCB板上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。

(3)在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。

按上述原則繪制PCB板圖如下圖3所示。

圖3 系統(tǒng)3D PCB圖  下載原圖

本系統(tǒng)采用的51單片機(jī)和DS18B20溫度傳感器能夠快速有效地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度測(cè)量，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)控對(duì)象越多越顯示其優(yōu)越性，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高精度、低成本、抗干擾和高可靠的智能數(shù)字溫度傳感器。同時(shí)隨著科技的發(fā)展，溫度的實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)應(yīng)用也越來(lái)越重要，本文采用LED顯示模塊顯示溫度，同時(shí)還增加了調(diào)節(jié)溫度報(bào)警值按鍵，成功實(shí)現(xiàn)了溫度檢測(cè)并報(bào)警的功能，可以廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中，可以對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行采集測(cè)控，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)智能調(diào)節(jié)，能帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。