一線(xiàn)總線(xiàn)在智能建筑溫度檢測中的應用

2 一線(xiàn)總線(xiàn)器件及系統硬件設計
智能建筑溫度測試系統要求的測溫范圍為-40℃～120℃，誤差為±1．5℃。其中智能建筑內外部環(huán)境的測溫范圍為－40℃～45℃；通風(fēng)道測溫范圍為－30℃～120℃；水管內水溫測溫范圍為O℃～100℃；根據各區域所需冷暖熱量的多少調節冷熱水量及空調送風(fēng)量，實(shí)現建筑節能。綜合上述測溫范圍及系統實(shí)現的可行性，選擇基于一線(xiàn)總線(xiàn)的數字溫度傳感器DS18820實(shí)現溫度測量。采用DALLAS公司的一線(xiàn)總線(xiàn)通信協(xié)議，所有與測量主機的數據通信均通過(guò)一條數據線(xiàn)實(shí)現雙向數據傳輸。系統使用單一主機控制一個(gè)或多個(gè)從屬器件，所有主從器件通過(guò)漏極開(kāi)路或三態(tài)端口連接到數據總線(xiàn)，每個(gè)器件在不發(fā)送數據時(shí)釋放總線(xiàn)。
2．1 DS18820簡(jiǎn)介
DS18820是一款可組網(wǎng)的數字式溫度傳感器，支持直接數字輸出，零功耗等待，無(wú)需外部調理電路，結構簡(jiǎn)單，可靠性高。適應電壓范圍在3．0～5．5 V，在寄生電源方式下可由數據線(xiàn)供電；雙向通訊通過(guò)單總線(xiàn)接口串行方式實(shí)現；通過(guò)編程可直接讀出 9～12位分辨率的數字溫度值，對應轉換時(shí)間為93．75～750 ms，對應溫度分辨率為0．5℃～0．062 5℃；溫度測量范同為－55℃～125℃，其中－10℃～85℃之間測量精度可達±0．5℃；64位全球唯一編碼保證聯(lián)網(wǎng)可靠尋址。DS18820的內部結構如圖1所示。圖1中D0為數據輸入／輸出端，該引腳為漏極開(kāi)路輸出，常態(tài)下呈高電平。VDD是外部+5 V電源端，不用時(shí)接地。

2．2 系統硬件設計
測量主機的總線(xiàn)接口卡采用一線(xiàn)總線(xiàn)指令卡，指令卡一側接主機USB端口，另一側向現場(chǎng)提供總線(xiàn)。指令卡從USB接口獲取電流，向總線(xiàn)上所有微功耗組件統一供電，避免不同信號源和電源共處一個(gè)系統中的交互影響，提高系統抗干擾能力。通過(guò)把USB端口轉化為虛擬串口實(shí)現主機和總線(xiàn)的通訊，使用標準串口編程實(shí)現總線(xiàn)數據讀寫(xiě)。一線(xiàn)總線(xiàn)技術(shù)使用分度號定義傳感器。指令卡把已處理信號和對應分度號、通道號送入主機實(shí)現數據實(shí)時(shí)顯示和存儲。DS18820的引腳DQ接一線(xiàn)總線(xiàn)數據線(xiàn)，VDD和GND引腳接總線(xiàn)地線(xiàn)，總線(xiàn)與一線(xiàn)指令卡對應的DQ、GND接線(xiàn)端相連。由于溫度信號實(shí)時(shí)性要求較低，采用數據總線(xiàn)供電(寄生供電)方式，VDD端無(wú)需接外部電源，DS18820從數據總線(xiàn)取電。