基于DS18B20的蓄電池性能監測系統設計

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圖5 5V到3.3V轉換電路

2.2 主控單元設計

主控單元和監測節點(diǎn)組成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路，通過(guò)主控單元實(shí)現上位機和監測單元的數據通信。主控單元的基本結構和監測單元類(lèi)似，主要由單片機系統、無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、顯示電路、串行通信電路及電源等組成。

串口是計算機上一種非常通用設備通信的協(xié)議，大多數計算機包含2個(gè)基于RS232的串口，PC的串行口是RS232C電平，而單片機的串行口是TTL電平，兩者之間通過(guò)串口通信時(shí)，必須進(jìn)行電平轉換，設計運用MAX232A芯片完成單片機與PC之間的數據傳輸，硬件連接電路如圖6所示。

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圖6 單片機與MAX232A硬件連接電路

3 控制程序設計

系統控制程序主要由單總線(xiàn)測溫控制程序、無(wú)線(xiàn)收發(fā)控制程序和上位機監測程序等組成。單總線(xiàn)測溫程序負責單總線(xiàn)設備初始化、采集電池溫度并傳送給nRF2401模塊;無(wú)線(xiàn)收發(fā)控制程序主要功能是負責無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的組建和數據信息的無(wú)線(xiàn)傳送;上位機監測程序的主要功能是通過(guò)串口和主控單元進(jìn)行數據通信，實(shí)時(shí)顯示并存儲數據信息。以監測節點(diǎn)為例，圖7是監測單元的程序流程圖，監測單元首先進(jìn)行初始化，主要包括單片機系統的通信、中斷及定時(shí)的初始化等，然后采集單體電池的溫度信息、保存并用數碼管顯示，實(shí)時(shí)監測主控單元的數據傳送命令，如果有就將電池的溫度數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊發(fā)送出去。

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圖7 監測節點(diǎn)程序流程

4 試驗結果

設計了試驗樣機，監測節點(diǎn)試驗電路實(shí)物如圖8所示。

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圖8 監測節點(diǎn)試驗電路實(shí)物

在室內進(jìn)行了溫度測試，采用4個(gè)監測節點(diǎn)，分別在距離主控單元4m,8m,12m的距離進(jìn)行了試驗，試驗數據如表1所示。

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表1 測溫試驗數據

從表1可以看出，溫度的測量精度可達±0.3℃，無(wú)線(xiàn)傳輸的準確率較高，能夠滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)溫度監測的需要。

5 結語(yǔ)

本文針對蓄電池組中單體電池的溫度監測問(wèn)題，提出了基于DS18B20數字溫度傳感器和無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片組成的蓄電池性能監測系統的設計方案。方案中的系統由上位機、主控單元和多個(gè)監測單節點(diǎn)組成，主控單元通過(guò)串口與上位機進(jìn)行通信。與傳統的有線(xiàn)多點(diǎn)溫度測量系統相比，具有高效、布設、擴展、維護及更新方便等特點(diǎn)，有一定工程實(shí)際應用價(jià)值。