淺談冷藏車內(nèi)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

季向陽(yáng)

摘要：隨著科技的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)于生活水平提出了更高的要求。作為生活水平提高保障的一個(gè)重要方面，交通運(yùn)輸行業(yè)也需要不斷的進(jìn)行改進(jìn)。為了保障市民的生活需要，需要交通運(yùn)輸行業(yè)不斷的把生活物資等運(yùn)送到城市里。但是有一些物資，比如水果和蔬菜，這些物資的運(yùn)輸對(duì)于運(yùn)輸?shù)臏囟仁怯幸蟮摹囟冗^(guò)高，這些東西會(huì)衰老過(guò)快，溫度過(guò)低，這些東西會(huì)凍壞。所以需要在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中保持一個(gè)合適的溫度。但是靠人工觀察溫度計(jì)的方法在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中是不現(xiàn)實(shí)的，所以利用電子開發(fā)技術(shù)，設(shè)計(jì)電子測(cè)溫系統(tǒng)，實(shí)時(shí)的測(cè)量冷藏車內(nèi)的溫度。下面就詳細(xì)的介紹一下車內(nèi)溫度測(cè)量系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：冷藏車；溫度；測(cè)量

1.引言

縱觀國(guó)內(nèi)外冷藏車的發(fā)展，國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于冷藏車的發(fā)展還是要早于我國(guó)的。在一定的程度上來(lái)說(shuō)，我國(guó)在冷藏車的發(fā)展上是落后于一些先進(jìn)國(guó)家的。為了彌補(bǔ)這個(gè)短板，我國(guó)急需發(fā)展新型的冷藏車。從質(zhì)量上來(lái)講，發(fā)展冷藏車不只是發(fā)展冷藏車的數(shù)量，更重要的是保障冷藏的質(zhì)量。為了保障這個(gè)冷藏的質(zhì)量，冷藏車必須朝著智能化的發(fā)展，充分的利用電子電路的發(fā)展。研究新型的冷藏車可以更好的保障食品等需要保鮮物資的質(zhì)量，間接地保障了人民的生活水平。實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量又是研究高質(zhì)量冷藏車的必備條件，所以開發(fā)溫度測(cè)量系統(tǒng)具有非常重要的意義。

2.系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

本系統(tǒng)的核心是51單片機(jī)，采用了新型的傳感器和數(shù)字電路組成，可以實(shí)現(xiàn)智能的采集和控制。圖1是溫度采集系統(tǒng)的整體框圖：

電路的采集是從dsl8b20這個(gè)溫度傳感器開始的，溫度經(jīng)過(guò)數(shù)字溫度觸感器以后，就編程了數(shù)字信號(hào)。這個(gè)信號(hào)被單片機(jī)采集。信號(hào)進(jìn)入到單片機(jī)以后經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理就會(huì)編程單片機(jī)可以識(shí)別的溫度。單片機(jī)中加入判斷程序，將采集到的溫度實(shí)時(shí)的傳遞到顯示部分。另外一路，采集到的溫度和程序設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，如果溫度過(guò)高或者過(guò)低的話就會(huì)啟動(dòng)報(bào)警電路。隨后，如果是因?yàn)闇囟冗^(guò)高的情況造成的報(bào)警，單片機(jī)會(huì)直接發(fā)信號(hào)給繼電器，開啟制冷壓縮機(jī)，為冷藏車內(nèi)降溫。

2.1單片機(jī)的選擇及最小系統(tǒng)的搭建

本次的電路設(shè)計(jì)并不是很復(fù)雜，需要采集的量只有dsl8b20這一路信號(hào)。所以在選擇單片機(jī)的時(shí)候沒(méi)有必要選擇太高端的單片機(jī)。進(jìn)過(guò)經(jīng)驗(yàn)的分析，AT89C51就能很好的滿足要求。該單片機(jī)是進(jìn)口的高性能51單片機(jī)，兼容51匯編指令。該型單片機(jī)共有40個(gè)引腳，本次的設(shè)計(jì)并沒(méi)有完全用到，之所以選擇引腳多的51單片機(jī)是方便以后做系統(tǒng)設(shè)計(jì)和擴(kuò)展。另外就是程序存放的位置ROM的選擇，該型號(hào)的單片機(jī)的ROM有4K，足夠存放程序。隨后就是單片機(jī)最小系統(tǒng)的搭建。說(shuō)先要保障單片機(jī)的供電，接好VCC和GND引腳。因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)使用的是片上資源，所以，需要把單片機(jī)的EA引腳拉高。其次，是單片機(jī)的心臟晶振。晶振的選擇為12MHZ的無(wú)源晶振。為了保障晶振的正常工作，需要在竟真的每個(gè)引腳上加30pf的電容。最后是單片機(jī)的復(fù)位電路，上拉經(jīng)過(guò)10uf的電解電容，可以實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。搭建好最小系統(tǒng)以后，用示波器檢測(cè)ALE管腳，如果出現(xiàn)一個(gè)晶振頻率六分之一的方波就證明單片機(jī)已經(jīng)正常工作了。

2.2傳感器的選擇

傳統(tǒng)的溫度測(cè)量電路一般選擇的是熱電偶或者PT100這樣的模擬信號(hào)觸感器。這樣的互感器一方面是安裝的時(shí)候不太方便，體積較大，而且溫飄還需要補(bǔ)償，所以和本次選擇的數(shù)字溫度傳感器相比還是有很多的不足的。本次設(shè)計(jì)選擇的dsl8b20只有一根信號(hào)線，在保障供電之外，通過(guò)串口與單片機(jī)進(jìn)行通信，而且可以通過(guò)總線進(jìn)行傳感器數(shù)量的增加。dsl8b20還具有測(cè)量范圍廣，測(cè)量精度準(zhǔn)確的特點(diǎn)，具有非常出色的抗干擾能力。還有一個(gè)最重要的方面，dsl8b20具有低功耗的特性，所以，非常適合做為冷藏車的溫度傳感器。為了保障信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，dsl8b20的信號(hào)線需要經(jīng)過(guò)4.7k電阻上拉。

2.3顯示部分的設(shè)計(jì)

顯示部分是人家交互的重要組成部分，沒(méi)有顯示部分，操作人員就不知道當(dāng)前的狀態(tài)。對(duì)于顯示部分的設(shè)計(jì)原則是，在保障顯示充分的基礎(chǔ)上要盡可能的實(shí)現(xiàn)低功耗。本著這個(gè)設(shè)計(jì)原則，本次顯示采用的是LCDl602.該液晶顯示器具有16*2個(gè)字符顯示位置，足夠顯示當(dāng)前的溫度和狀態(tài)。

2.4顯示電路的設(shè)計(jì)

因?yàn)樵诒敬卧O(shè)計(jì)中，LCDl602是直接被單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的，而且數(shù)據(jù)的選擇為P0口，但是51單片機(jī)的PO口是沒(méi)有上拉電阻的，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要加1K上拉排阻，保障單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力。另外，LCDl602的VEE管腳要接1K電位器，方便以后調(diào)節(jié)LCDl602的對(duì)比度。

3.系統(tǒng)的軟件構(gòu)成

單片機(jī)首先要進(jìn)行單片機(jī)復(fù)位處理。隨后，程序檢測(cè)有沒(méi)有按鍵按下。因?yàn)橐鶕?jù)不同的溫度需要設(shè)置溫度門檻，按鍵的作用就是調(diào)節(jié)溫度門檻的。通過(guò)按鍵的設(shè)置就可以實(shí)現(xiàn)不同的報(bào)警溫度。當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候就執(zhí)行按鍵子程序，調(diào)節(jié)報(bào)警的溫度值。如果沒(méi)有按鍵按下，那么開始從ds18b20讀數(shù)，并經(jīng)過(guò)單片機(jī)的轉(zhuǎn)換之后送到LCDl602進(jìn)行顯示。讀取的數(shù)據(jù)然后進(jìn)入邏輯判斷函數(shù)，如果溫度超過(guò)了設(shè)定的值，那么啟動(dòng)壓縮機(jī)，進(jìn)行降溫處理。

程序編寫中需要注意的細(xì)節(jié)：因?yàn)榘存I采用的是機(jī)械按鍵，所以難免有抖動(dòng)的現(xiàn)象，避免造成溫度設(shè)置的不準(zhǔn)確，需要在按鍵程序中加入消抖程序。這里采取的辦法是加入5ms的延時(shí)。第二個(gè)就是LCD1602部分的程序，因?yàn)長(zhǎng)CD1602的內(nèi)部寄存器工作速度比較慢，所以在寫入數(shù)據(jù)的時(shí)候一定要加入判忙函數(shù)，避免內(nèi)部的寄存器還沒(méi)有工作結(jié)束就寫入了新的數(shù)據(jù)，這樣可能會(huì)造成程序的混亂。第三個(gè)方面是對(duì)于ds18b20的設(shè)置。ds18b20在使用之前需要設(shè)置精度，所以，本次的設(shè)置中，選擇精度較低的設(shè)置，這樣轉(zhuǎn)化的速度可以加快很多。最后一點(diǎn)，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的內(nèi)部資源還是比較有限的，所以在編寫程序的時(shí)候盡量避免宏定義，可以在程序內(nèi)部進(jìn)行處理。

4.結(jié)語(yǔ)

以上就是溫度測(cè)量系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分，該系統(tǒng)采用的是數(shù)字信號(hào)傳感器，具有體積小，精度高低功耗的特點(diǎn)。是作為冷藏車溫度采集系統(tǒng)的最佳選擇。冷藏車還在不斷的發(fā)展，在以后的研發(fā)中還將有新的突破，希望本文中的一些觀點(diǎn)可以給廣大的讀者帶來(lái)幫助。