电池温度智能监测系统设计
1．2 DS18B20的控制时序
DS18B20与微处理器间采用的是串行数据传送，在对其进行读写编程时，必须严格保证读写时序，否则将无法读取测温结果。DS18B20控制时序主要包括初始化时序、读操作时序和写操作时序，如图2所示。
(1)初始化时序。时序见图2(a)，主机总线t0时刻发送一复位脉冲(最短为480μs的低电平信号)接着在t1时刻释放总线并进入接收状态，DS18B20在检测到总线的上升沿之后等待15～60μs，接着DS18B20在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60～240 μs)，如图中虚线所示。
(2)写操作时序。当主机总线t0时刻从高拉至低电平时，就产生写时间隙。从t0时刻开始15μs之内应将所需写的位送到总线上，DS18B20在t0后15～60μs间对总线采样，若低电平写入的位是0，若高电平写入的位是1，连续写2位的间隙应大于1 μs，见图2(b)。
(3)读操作时序。当主机总线t0。时刻从高拉至低电平时，总线只需保持低电平6～10μs之后，在t1时刻将总线拉高，产生读时间隙，读时间隙在t1时刻后到t2时刻前有效，t2～t0为15μs，也就是说，在t2时刻前主机必须完成读位，并在t0后的60～120μs内释放总线，见图2(c)。
2系统硬件结构
监测系统主要由温度监测节点、主控单元和上位机等3部分组成，系统结构如图3所示。温度监测节点分布在蓄电池组的各个单体电池上，采集各单体电池的温度信息，通过无线网络传输给主控单元；主控单元与所有监测节点进行通信，接收上位机的命令和来自监测节点的温度信息，并将温度信息上报上位机；上位机实时显示蓄电池的温度信息，并对数据进行分析处理，根据设定的报警门限启动告警程序，及时发现异常电池。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/178358.htm
2．1 温度监测节点设计
温度监测节点的功能是完成对单体电池的温度信息采集、处理和无线数据传输。采用单片机控制无线收发芯片nRF2401和单总线数字温度传感器DS18B20来实现温度的智能测量，主要包括单片机系统、温度采集电路、无线收发电路、显示电路、告警电路和电源等组成，其硬件结构如图4所示。
DS18B20测温电路如图1所示，用热传导的粘合剂将DS18B20粘附在蓄电池的表明，管芯温度与表面温度之差大约在0．2℃之内。利用nRF2401无线收发芯片实现无线传输，nRF2401是一个单片集成接收、发射器的芯片，工作频率范围为全球开放的2．4 GHz频段。它内置了先入先出堆栈区、地址解码器、解调处理器、GFSK滤波器、时钟处理器、频率合成器，低噪声放大器、功率放大器等功能模块，需要很少的外围元件，使用起来非常方便。在本系统中nRf2401通过P2口与单片机进行通信，AT89S51的P2．0和P2．1口分别与nRF2401的CLK1，DATA相连接。nRf2401的CS是片选端，CE是发送或接收控制端，PWR_UP是电源控制端，分别由单片机的P2．3，P2．4和P2．5引脚控制。nRF2401的DR1为高时表明在接收缓冲区有数据，接单片机的P2．2。
由于nRF2401的供电电压范围为1．9～3．6 V，而AT89S51单片机的供电电压是5 V，为了使芯片正常工作，需要进行电平转换和分压处理，设计采用MAXIM公司的MAX884芯片进行5 V到3．3 V电平转换，如图5所示。
2．2 主控单元设计
主控单元和监测节点组成无线网路，通过主控单元实现上位机和监测单元的数据通信。主控单元的基本结构和监测单元类似，主要由单片机系统、无线收发模块、显示电路、串行通信电路及电源等组成。
串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议，大多数计算机包含2个基于RS 232的串口，PC的串行口是RS 232C电平，而单片机的串行口是TTL电平，两者之间通过串口通信时，必须进行电平转换，设计运用MAX232A芯片完成单片机与PC之间的数据传输，硬件连接电路如图6所示。
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