室内温度检测与调控系统设计

 　　1．4 报警及温度自动调节电路

　　该模块的基本功能是在室内实际的测量温度达到用户设定阈值的时候实施报警及温度自动调节功能。报警功能采用的是最简单的蜂鸣器，报警持续时间可设定为30 s(主程序流程图中在报警控制之后加报警时间判定)。温度自动调节功能通过在单片机P1．7口接继电器J1，继电器J1作为温度调节设备(如空调)的电源通断开关。当检测到的温度数据在正常范围内时，三极管VQ2处于截止状态，J1断开；当超过阈值时P1．7变为高电平，三极管由截止变为饱和，J1触点闭合，则温度调节设备的电源开关接通，实施温度调节，直至温度达到设定要求，P1．7变为低电平，J1断开，完成温度自动调节过程。该部分电路如下图4所示。

　　2 系统软件设计

　　DS18B20的信号线与单片机AT89C52的P3．0口相连，通过系统软件控制，实现信号的输出或者读取。其中对温度数据的读取包括DS18B20序列号搜索、温度转换、温度数据读取3个基本过程。系统工作时，首先通过初始化操作，使总线上的所连接DS18B20均被复位，接着发送ROM搜索指令，使序列号编码匹配的DS18B20被激活，准备接受RAM访问指令。RAM访问指令控制处于激活状态的DS18B20工作状态，完成温度转换及读取等工作。在ROM命令发送之前，RAM命令不起作用。

　　本系统中设定5个温度检测点，通过在总线上挂接5个DS18B20实现，当其中的某一个DS18B20被激活时，将所采集到的数据通过单片机P3．0送往主控机转换分析，在主控器上实时显示，并由主控器对所采集到的数据与设定的阈值比较，每检测到一次温度数据超过阈值，超限检测点数I自加1，直到I的数值大于等于3时，单片机P3．6口输出控制信号，使蜂鸣器报警，同时P1．7口送出控制电平，使继电器J1吸合，温度调节开关接通，实施温度调节功能。

　　系统控制软件执行流程如图5所示。

　　DS18B20初始化程序如下所示：

　　程序中设参数I是因室内环境受各种因素影响分布不均匀，在实施温度超限判定时不能以某个检测点的数值作为判定依据，需要综合多个采集点的检测数据。本系统设定I大于等于3，即当5个检测点中有任意3个以上检测的温度超过阈值时，就认定当前室内环境温度超过设定要求，启动报警及温度自动调节，同时I数值清零。

　　3 实验测试

　　在实验室中完成了系统功能测试，在面积约70 m2的实验室中设置了5个监测点，5个检测点到主控机的距离分布在4～12 m之间，系统测试时正值夏季中午，设定阈值为30℃，即当实验室环境温度高于30℃实施告警和温度调节控制。现场测试时，该系统能够有效地读取并显示各检测点温度，温度数据传输稳定准确，并能够在3个以上检测点出现超阈值温度的时实施蜂鸣器报警并能驱动继电器J1吸合，接通降温电源开关实施降温处理。测试结果表明该系统能够稳定的完成室内的多点温度实时检测、显示、超限报警及自动调节功能。

　　4 结论

　　该系统方案改进了传统的温度检测系统单点测试及只测温而不能调节温度的缺陷，通过多点温度检测提高了测试环境温度的准确性，并有效地将温度检测与温度自动调节控制功能结合，具有阈值设定功能，可使用户根据需要设定告警阈值，实现了对特定区域的多点温度检测报警及温度自动调节控制等功能，可应用于对环境温度要求严格的病房、居室、办公室、小型仓库等场所。同时该系统所提供的实时室内环境温度，也可作为用户判定冬季室内采暖否达标的依据，成为消费者维护自身权益的有力工具。