電池溫度智能監測系統設計

摘要：針對采用熱敏電阻測溫和有線(xiàn)溫度測量系統的不足，提出了采用單總線(xiàn)數字溫度傳感器DS18B20、單片機和無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊等組成智能無(wú)線(xiàn)溫度監測系統。DS18B20具有體積小，精度高，采用一線(xiàn)總線(xiàn)，可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應用到多點(diǎn)溫度測量中，實(shí)現了溫度數據無(wú)線(xiàn)傳輸，該系統擴展維護方便、成本低、高可靠性等特點(diǎn)，具有一定的實(shí)用性。
關(guān)鍵詞：電池溫度；無(wú)線(xiàn)傳輸；DS18B20；熱敏電阻

蓄電池作為一種供電方便、安全可靠的直流電源，在電力、通信、軍事等領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。溫度是蓄電池的一個(gè)重要參數，它可以間接地反映電池的性能狀況，并且根據此溫度參數可以對電池進(jìn)行智能化管理，以延長(cháng)電池的壽命。在蓄電池組充放電維護及工作工程中，電池內部產(chǎn)生的熱量會(huì )引起電池的溫度發(fā)生變化，尤其是蓄電池過(guò)充電、電池內部電解液發(fā)生異常變化等原因均可能造成電池溫度過(guò)高而造成電池損壞。傳統上用人工定時(shí)測量的方法，勞動(dòng)強度大、測量精度差，工作環(huán)境惡劣，尤其是不能及時(shí)發(fā)現異常單體電池，容易導致單體電池損壞，甚至導致整組電池故障或損壞；基于總線(xiàn)結構的有線(xiàn)多點(diǎn)溫度監測系統，能夠實(shí)現溫度的智能化測量，但存在布線(xiàn)繁多復雜、維護擴展困難等不足。鑒于此，設計了一種基于單總線(xiàn)溫度傳感器和無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊的電池溫度無(wú)線(xiàn)監測系統，能夠有效地克服熱敏電阻測溫和總線(xiàn)結構控制系統的不足，有利于提高蓄電池性能監測的智能化水平。

1 單總線(xiàn)溫度傳感器DS18B20
1．1 DS18B20芯片特性
DS18B20數字溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司生產(chǎn)的新一代適配微處理器的智能溫度傳感器，它將溫度傳感器、A／D轉換器、寄存器及接口電路集成在一個(gè)芯片中，采用1-wire總線(xiàn)協(xié)議，可直接數字化輸出、測試。與其他溫度傳感器相比，具有以下主要特性：采用獨特的單線(xiàn)接口技術(shù)，與微處理器相連僅需一根端口線(xiàn)即可實(shí)現雙向通信，占用微處理器的端口較少，可接收大量的引線(xiàn)和邏輯電路；使用中不需要任何外圍電路，全部傳感元件及轉換電路都集成在形如一只三極管的集成電路內；測溫范圍-55～+125℃，精度可達±0．5℃，可編程9～12位A／D轉換精度，測溫分辨率可達0．062 5℃，可實(shí)現高精度測溫；測量結果直接輸出數字溫度信號，同時(shí)可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力；支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可掛在總線(xiàn)上，實(shí)現組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。適應電壓范圍寬：3．0～5．5 V，在寄電源方式下可由數據線(xiàn)供電；DS18B20與單片機連接如圖1所示，單總線(xiàn)器件只有一根數據線(xiàn)，系統中的數據交換、控制都在這根線(xiàn)上完成，單總線(xiàn)上外接一個(gè)4．7Ω的上拉電阻，以保證總線(xiàn)空閑時(shí)，狀態(tài)為高電平。