无线温度传输的开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告题 目 无线温度检测装置设计 专 业 电子信息工程 班 级 电子三班 学 生 xxx 指导教师 xx xxxx2014年一、选题目的的理论价值和现实意义 随着社会的进步和生产的需要，在工业、农业、医疗、军事和生活等许多的地方，都需要用到温度测量装置来检测温度，直接布线的传输距离较短，在很多地方不能满足特定的要求，特别是在某些环境恶劣的户外环境和工业环境，工作人员不能长时间地停留在现场，直接布线测量就需要铺设很多很长的通讯线，浪费资源，占用空间，可操作性差，出现错误换线困难，不能很好地满足需求，因此采用无线传输温度检测尤为必要。 现在很多设计都能实现温度的采集、传输和显示及其其他功能，但其成本由于过于昂贵，推广起来比较困难。在实际温度控制中，既要求系统具有稳定性、实时性、又需要降低功耗，因此设计一种低功耗的无线温度检测系统很有意义。 二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势随着信息技术的发展，人们对通信技术的要求不断提高，传统的数字化设备的有线连接给人们随时随地与信息网络相连和通信带来了很多不便。发展无线通信技术，已经成为一种必然趋势。诸多新技术得到了广泛的应用。如红外线数据通信IrDA、蓝牙、Wi-Fi(IEEE802.11)、近场通信NFC，Zigbee等先进的无线通信技术在不同的领好的应用。IrDA技术：采用IrDA标准的无线设备仅能在1m范围内以115.2kb/s速率传输数据；。IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术。具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。此外红外线发射角度较小, 传输上安全性高。蓝牙技术蓝牙(IEEE 802.15)是一种点到多点的无线声音及数据传输技术。使用2.4GHz的ISM频段。传输范围从10厘米到10米。主要优势是：支持多种设备、可穿过墙壁和公文包传输数据、全方向传输、内置安全性。蓝牙比802.11更具移动性，此外,蓝牙成本低、体积小，可用于更多的设备。但是，蓝牙主要是点对多点的短距离无线发送技术，而且,蓝牙被设计成低功耗、短距离、低带宽的应用，严格来讲,不算是真正的局域网技术。但是芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全和生态安全问题可疑等等。 Wi-Fi技术：Wi一Fi作为目前WLAN的主要技术标准，目的是提供无线局域网的接入，可实现几Mbps至几十Mbps的无线接入。WLAN最大的特点是便携性，解决了用户“最后I00m”的通信要求，主要用于解决办公室无线局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入由于其优异的带宽是以较高的功耗为代价的，因此大多数便携Wi一Fi装置都需要较高的电能储备，这限制了它在工业场合的推广和应用。NFC技术：NFC采用了双向的识别和连接技术，在20cm距离内工作于13.56MHz频率。它能快速自动地建立无线网络。通过NFC，可实现多个设备(如数码相机、PDA、机顶盒、电脑、手机等)之间的无线互连，彼此交换数据式服务。与其它近距离通信技术相比，NFC具有鲜明的特点，主要体现在以下几个方面：(1)距离近、能耗低。 (2)NFC更具安全性。(3)NFC与现有非接触智能卡技术兼容。(4)传输速率较低。Zigbee技术Zigbee它使用2.4GHZ波段,采用跳频技术。与蓝牙相比, Zigbee更简单、速率更慢、功率及费用也低。它的基本速率是250kb/s降低到20kb/s时传输范围可大到134m,并获得更高的可性，具有兼容性好、安全性高：实现成本低等特点。基于这些技术，很多公司推出了相关的产品。nRF24.L01模块是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低,在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA;接收时，工作电流只有12.3mA，多种低功率工作模式使节能设计更方便。至此这种基于此频段的通信方式已日渐趋向成熟。 温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段：1.传统的分立式温度传感器（含敏感元件），主要是B能够进行非电量和电量之间转换。2.模拟集成温度传感器/控制器。 3.智能温度传感器。DS18B20就是智能温度传感器的一种。 DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果三、研究重点 本设计主要研究无线温度检测装置设计原理及应用实现。主要目的在于利用温度传感器DS18B20检测出温度，用导线传入单片机中，由单片机里的程序对温度进行处理，由四位数码管显示测出来的温度，然后用无线传输模块nRF24L01将数据发送出去，接收端的无线接收模块nRF24L01将接收到的数据传入单片机中，单片机对信号进行处理，将结果显示在LCD液晶显示屏上，当温度过高或者过低时，将会报警。通过硬件电路和软件电路来完成无线温度检测装置的实现。 四、主要参考文献1 谭浩强，C语言设计（第四版）M,北京：清华大学出版社，20122 蔡启先，C语言程序设计教程M，重庆：重庆大学出版社，20033 童诗白，模拟电子技术基础（第四版）M，北京：清华大学出版社，20064 李瀚荪，电路分析基础（第四版）M，北京：高等教育出版社，20065 董在望，通信电路原理M，北京：高等教育出版社，20026 陈杰，传感器与检测技术M，北京：高等教育出版社，20107 樊昌信，通信原理M,北京：国防工业出版社，20128 周润景，单片机外围电路设计（第二版）M，北京：机械工业出版社，20109 姜忠良，温度的测量与控制M，北京：清华大学出版社，200510 张元良，单片机开发技术实例教程M，北京：机械工业出版社，201111 靳桅，基于51系列单片机的LED显示屏开发技术M，北京：北京航空航天大学出版社，200912 李文忠,段朝玉 ,短距离无线数据通信M ，北京：北京航空航天大学出版社，2006 13 吉雷, 章优仕, 齐永龙,Protel99电子电路设计M，成都:电子科技大学出版社,200014 Andrea Goldsmith，Wireless CommunicationsM，英国：Cambridge University Press ，200515 Agarwal.&.Lang，Foundations of Analog and Digital Electronic CircuitsM，美国：Morgan Kaufmann，200516 J. David Irwin & Robert M. Nelms，Basic Engineering Circuit AnalysisM，英国：John Wiley & Sons Ltd 五、指导教师意见 指导教师： 六、学院毕业设计（论文）指导小组意见 负责人： 毕业设计（论文）文献综述题 目 无线温度检测装置设计 专 业 电子信息工程 班 级 电子三班 学 生 xxx 指导教师 xx xxxx2014年文献综述一、引言温度检测在日常生活、工作和工程实践中具有重要的应用。随着生活水平的提高和科学技术的进步，无论是工业还是农业或者是日常生活中对温度检测的要求越来越高。不仅要做到低耗，还要求进行一定距离的传输，有时还需要预警的功能。基于这点我们运用两片主控芯片，一个温度传感器，另一个是显示部分，解决了这个日常生活工作中的问题。出于低功耗本设计我们选择了以低功耗见长的STC单片机中的STC89C52RC列作为主控芯片，工作场所的温度采集用到了温度采集芯片DS18B20来达到一定的准确度和精确度，最后采用nRF24L01模块对采集到的温度数据进行无线传输，从而打破传统温度操作受到距离限制的缺陷。二、无线通信方式1、802.11系列/无线局域网：802.11系列/无线局域网拥有3个标准，目前应用的无线局域网主要是802.11b。（一）802.11标准802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。（二）802.11b（Wi-Fi）标准由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准（三）802.11a标准：802.11a工作在5GHzU-NII频带，物理层速率可达54Mbps，传输层可达25Mbps。采用正交频分复用的独特扩频技术；可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口；支持语音、数据、图像业务。2、Bluetooth/蓝牙技术：蓝牙是一种点到多点的无线声音及数据传输技术，使用，2.4GHz的ISM频段。传输范围从10厘米到10米，如果增加传输动力，传输范围可达100米。主要优势是：支持多种设备、可穿过墙壁和公文包传输数据、全方向传输、内置安全性。对于802.11来说，它的出现不是为了竞争而是相互补充。蓝牙比802.11更具移动性，比如，802.11限制在办公室和校园内，蓝牙能把一个设备连接到LAN和WAN，甚至支持全球漫游。3、红外：目前，相距很近的便携硬件之间的链接还是通过红外线链路进行的。红外无线传输步入大量应用已有六年的历史，约有1亿台设备包含了红外无线传输端口。4、NFC技术：NFC采用了双向的识别和连接技术，在20cm距离内工作于13.56MHz频率。它能快速自动地建立无线网络，为蜂窝、蓝牙式Wi一Fi设备提供一个“虚拟连接”，使设备间可以在很短的时间内进行通信。通过NFC，可实现多个设备(如数码相机、PDA、机顶盒、电脑、手机等)之间的无线互连，彼此交换数据式服务。与其它近距离通信技术相比，NFC具有鲜明的特点，主要体现在以下几个方面：(1)距离近、能耗低。 (2)NFC更具安全性。(3)NFC与现有非接触智能卡技术兼容。(4)传输速率较低。三、温度传感器技术的国内外研究动态（一）热敏电阻：以温度变化导致阻值的变化为工作原理的热敏电阻，因其具有成本低、体积小、简单、可靠、响应速度快、容易使用等特点，在多项温度测量应用中受到广泛欢迎，也是国内粮情测控系统中采用最多的温度传感器.热敏电阻的电阻温度系数较高，因此其自身发热较小，信号调节较为简单。热敏电阻的缺点是互换性差，温度与输出阻值之间呈非线性关系IZ1。热敏电阻分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻两种，但在温度测量应用中，正温度系数热敏电阻较少得到采用，更多采用的是负温度系数热敏电阻。（二）数字式温度传感器的种类也不少，但用于本系统的温度传感器主要是Dallas的DS 18x20系列温度传感器，其温度检测范围为-55-+125 ，检测精度为士0.5 。 DS 18x20采用1-WireTM接口，封装形式有PR-35和SSOP-16两种，系统中采用的是PR-35封装.DS 18x20采用9个位表示测温点的温度值，每个DS 18x20内部都设置有一个单一的序列号，因此可以使多个DS 18x20共存于同一根数据传输线上.DS 18x20内部分为4个部分:1、64位序列号;2、保存临时数据的8字节片内RAM;3、保存永久数据的2字节EEPROM（三）光纤传感器光纤温度传感器是近几年发展的新技术，也是工业中用的最多的光纤传感器之一。目前研究的光纤温度传感器主要有辐射式温度传感器、半导体吸收式温度传感器、光纤热色传感器等.光纤温度传感器的精度更高，但成本较贵。四、NRF24L01概述nRF24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低,在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA;接收时，工作电流只有12.3mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。四、NRF24L01工作原理发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式：接着把接收节点地址TX_ADDR和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10s，延迟130s后发射数据;若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号（自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致）。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD从TXFIFO中清除;若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT置高，TXFIFO中数据保留以便在次重发;MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，产生中断，通知MCU。最后发射成功时,若CE为低则nRF24L01进入空闲模式1;若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射;若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2。 接收数据时,首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130s进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在RXFIFO中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，产生中断，通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式1。在写寄存器之前一定要进入待机模式或掉电模式。五、DS18B20工作原理DS18B20温度传感器工作原理框图如图所示：DS18B20温度传感器工作原理框图图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。六、无线温度检测装置结构 无线温度检测装置分为几个部分，分别为电源电路、温度检测电路、主控电路、无线传输模块、显示模块、报警模块。下面分别介绍各个模块。 （一）、电源电路 NRF24L01的工作电压是3.3V，所以中间采用了稳压芯片AS1117。 AS1117是一款低压差的线性稳压器，当输出 1A电流时，输入输出的电压差典型值仅为1.2V。AS1117除了能提供多种固定电压版本外（Vout1.8V,2.5V,2.85V,3.3V,5V），还提供可调端输出版本，该版本能提供的输出电压范围为 1.25V13.8V。能（AS1117正常工作环境温度范围极宽，为-50140），确保芯片和电源系统的稳定性。电源电路如图一所示：图一电源电路图（二）、温度采集电路温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器热电偶应用很广泛，因为它们非常坚固而且不太贵。热电偶有多种类型，它们覆盖非常宽的温度范围，从?000。它们的特点是：低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移，以及非热电偶需要外部参考端。RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定，并有许多种配置。但它们的最高工作温度只能达到400也有很大的TC，且价格昂贵(是热电偶的410倍)，并且需要一个外部参考源。与热敏电阻、RTD和热电偶传感器相比，IC温度传感器具有很高的线性，低系统成本，集成复杂的功能，个数字输出，并能够在一个相当有用的范围内进行温度测量。经过比较:温度检测模块采用美国DALLAS公司推出的数字测温芯片DS18B20，该芯片具有体积小，多种封装形式，独特的单线接口等优点。测量范围从-55摄氏度到+125摄氏度，拥有可以选择的9到12位温度数据分辨率，可以工作在寄生电源模式，另外还可自定义温度告警设置。本系统中温度传感器输出脚I/O直接与单片机的P4.0相连，外接4.7 K的上拉电阻到电源，采用STC89C52的电源供电.（三）、报警电路蜂鸣器俗称喇叭，是广泛应用于各种电子产品的一种元器件，它用于提示、报警、音乐等许多应用场合。 蜂鸣器与家用电器上面的喇叭在用法上也有相似的地方，通常工作电流比较大，电路上的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，需要增加一个电流放大的电路才可以。如图二所示：图二:蜂鸣器的驱动电路（四）、无线传输模块 该模块由挪威(Nordic)公司生产的nRF24L01及其外围电路组成的。nRF24L01作为单片射频收发芯片，其工作于2.42.5GHz世界通用ISM频段，工作电压为1.93.6V。可通过SPI写入数据，最高可达10Mbits，数据传输速率最快可达2Mbits，并且具有自动应答和自动再发射功能。芯片融进了增强式ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。该芯片功耗低，6dBm功率发射时，工作电流9mA，接收时工作电流只有12.3mA，可选择的掉电模式和空闲模式使其应用设计更为方便。模块中nRF24L01和STC89C52通过MOSI、MISO和SCK组成SPI接口，单片机接32.768KHz的低频晶振工作，nRF24L01外接晶振为16MHz，由低速的单片机控制高速收发的射频芯片.NRF24L01的封装如图三所示： 图三：nRF24L01封装图（五）、主控模块本系统设计采用STC89C52作为主控芯片，该芯片具有超低功耗的优点：带有内部参考源、采样保持、自动扫描特性等。串行通信时可软件选择UARTSPI模式，考虑到硬件系统的低功耗等特点，为了使输出电源的纹波小，在输出部分采用了一个2.2 u F和0.1F的电容，另外在芯片的输入端也设置一个0.1 p F的滤波电容，减小输入端受到的干扰。单片机最小系统，或称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对于STC89C52系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。（六）、显示模块温度数据显示是体现整个系统功能的部分，LED显示成本低廉，配置灵活，与单片机连接方便。LED显示块具有亮度高、结构简单、全天候的特点，因此在单片机应用系统中应用最广，本系统的接收端显示采用的就是四位共阳极LED数码管作为显示部件。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。 1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。这里用1602液晶用在接收端来显示温度。（七）、总结上述内容主要是讲述了对于各个模块的电路设计，其中主要是温度检测电路、无线收发电路、数码管显示模块、STC89C52最小系统模块、报警电路。简单介绍了各主要部分所用芯片的工作原理和性能特点。七、 参考文献：1 周润景，单片机外围电路设计（第二版）M，北京：机械工业出版社，20102 姜忠良，温度的测量与控制M，北京：清华大学出版社，20053张元良，单片机开发技术实例教程M，北京：机械工业出版社，20114靳桅，基于51系列单片机的LED显示屏开发技术M，北京：北京航空航天大学出版社，20095李文忠,段朝玉 ,短距离无线数据通信M ，北京：北京航空航天大学出版社，2006 6吉雷, 章优仕, 齐永龙,Protel99电子电路设计M，成都:电子科技大学出版社,20007朱玉颖，蔡占辉,基于nRF24L01的远程温度检测系统设计J .通信与信息处理,2010，（5） 8 Simon Haykin,Machael Moher，郑宝玉，现代无线通信M,北京：电子工业出版社，20069丁向荣，STC系列增强型8051单片机原理与应用M，北京：电子工业出版社，201110郁波，STC课程实验-基于课堂的教学案例M，北京：教育科学出版社，201311王玲，基于MSP430单片机的对路无线温度检测系统J,现代电子技术，2010,（1）.12王秀霞，基于DS18B20的多路无线温度检测系统J，海南大学学报，2011，（4）.13王军敏，基于AT89S51和NRF905的无线温度检测系统设计J，工矿自动化，2013,(07).14 Andrea Goldsmith，Wireless CommunicationsM，英国：Cambridge University Press ，200515 Agarwal.&.Lang，Foundations of Analog and Digital Electronic CircuitsM，美国：Morgan Kaufmann，200516 J. David Irwin & Robert M. Nelms，Basic Engineering Circuit AnalysisM，英国：John Wiley & Sons Ltd毕业设计（论文）外文翻译题 目 基于DS18B20分组方式 温度测试系统设计 专 业 电子信息工程 班 级 电子三班 学 生 xxx 指导教师 xxx xxx2014年中文：基于DS18B20分组方式温度测试系统设计摘要：当用于多点测温时，所有的DS18B20传感器都连接在单片机的某根总线上，采用轮流采集温度数据的方式。当系统有多个传感器时，单片机用于处理温度数据的时间就会明显延长，从而导致测温系统周期增长。在本文中，采取对DS18B20合理的分组的方法，并在软件上采取一定措施，从而明显的提高交替检测速度。关键词：DS18B20分组 ；温度测试；交替检测时间.引言DS18B20温度传感器由于其结构简单、安装方便、低损耗以及测温范围宽而被广泛应用于需要多点测温的地方，像化工，粮食，环境监测等等。由于多点温度测试系统采用的是单总线方式，所有的DS18B20传感器挂在一根总线上，然后轮流读取每一个测试点的温度转换值。由于读取单个传感器的转换值需要读8次管脚状态，并要进行移位存储数据，所以系统读取每一点的数据花费的时间不小，如果测温系统规模较大的话，由此造成的系统损耗也是相当大的。从而导致系统的交替检测速度明显下降，极大的影响了多点测温系统的检测效率。本文中，对DS18B20平均分组并挂到多根I/O线上，通过同时读取DS18B20的状态得到转换的温度数据，从而明显提高交替检测速度并降低系统开销，同时又不影响转换精度及可靠性。本文实现了一套人工环境实验室的多点温度测试，明显提高了原有测试系统的检测效率。.DS18B20的特性DS18B20是由美国Dallas公司设计的单线数字温度传感器它由64位激光刻印ROM、温敏元件、非易失性温度报警触发器TH和TL器件三个部分组成，其与单片机的通信采用单线接口，DS18B20的测量范围是-55到+125，增量值为0.5。温度变换为数字可在720ms内完成，每一个DS18B20具有唯一的64位的序列号（图1），DS18B20内部有两个8位存储器RAM用来储存温度值（0号和1号），其中0号存储器存放温度值的补码，1号存储器存储温度值的符号。用户可以定义非易失性的温度告警设置并且区分告警搜索命令，寻求组件温度警报状态以外的预定的限制。有两种供电方式：利用信号线高电平时借电供电，或直接用+5V电源。.应用分组测试方法 本文以DS18B20与89C52的接口说明分组测试方法，假定P1口上的总线数为4，温度测试系统需要100个DS18B20传感器，可将100个传感器平均分配到4根I/O线上，如果传感器数量不能被总线数整除，可使连在总线上的传感器数量差别不超过1个，这样读数时就能解决。电源采取外部供电，由于每个DS18B20都是同步转换，所以需要较强电流，不能用信号线供电，否则系统无法正常工作。 线路连接如图2示（同组的DS18B20信号线都连接在P1口的一根总线上）。当对DS18B20进行读写时，必须严格保持时序要求。首先给所有的DS18B20发一个复位脉冲，复位后，从各I/O口发送跳转ROM命令，转换以后，向各路同时发匹配ROM命令，接着发送64位序列号，每组选择一个DS18B20，读取Scratch Pad 数据，最后进行数据转换，将串行读取的数据转换成实际值，循环读取25次将所有DSl8820温度数据完全读完，一次交替测试完成，整个流程如图3所示。图3.DS18B20分组方式温度采集流程现在来分析单总线方式和分组方式测试系统耗时，图4-6分别为DSl8B20的复位时序、单片机写一位和读一位的时序。DS18B20的复位时间为495us一1020us，写一位时间为60us一120us，读一位时间为60us以上，读写相临一位时间间隔为1us。因为A/D转换时间为97.35ms（9位精度）,如果按最短时间计算，整个交替检测时间分别为：（1）单总线495us+2*(8*60+7)us+97.35ms+495us+100*(64*60+63+8*60+7+9*60+8)us=552.534ms（2）分组模式495us+2*(8*60+7)us+97.35ms+20(64*60+63+8*60+7+9*60+8)us=189.804ms因为数制转换和存储时间占整个交替检测时间很小，以及无法确定晶振频率，这里就不计算数制转换和存储时间。因此，分组模式所用时间明显少于单总线模式。.设计实例沥青运输车是用于原料场和路面之间的主要输送设备，。由于沥青转运车在高寒地区作业或运送距离过长时不可避免的产生温降，这会影响路面的摊铺质量，所以必须根据外壳的散热情况采取具体的保温措施。本文设计了一套用于沥青运输车外壳温度分布的无线温度测试系统基于DS18B20分组方式，总共120个点。温度测试系统采用主从方式，下位机负责采集数据，存储数据，设置传感器，无线传输等。上位机采用PC机，主要负责接收下位机发送过来的温度数据，并进行显示，存储等数据管理工作以及简单的人机交互。A、 系统硬件考虑到主控芯片需存储多点的温度值并进行数值转换，需要较多内部RAM，因此采用ATMEL公司89C52单片机，其带有256字节RAM和8KB E2PROM程序存储器。因为要对DS18B20的序列号进行区分和编码，所以增加了液晶模块和键盘模块,无线数传部分则选用收发一体式无线模块PTR2000，该模块可以有两个业余频段选择(4339MHd43433MHz)，波特率可调(最高可达20Kbits），可以直接接收单片机串I：I收据。系统硬件结构具体如下图所示，DSl8820采用电源供电方式，共分8组分别挂在P1 El(P10一P17)，无线模块则直接挂在串口上，硬件看门狗采用MAX813芯片当系统加电时，89C52的复位信号由MAX813的复位管脚输出，复位脉冲的值为200 ms。程序正常运行时，必须在小于16s的时间间隔内向MAX813的WDI管脚发送一个脉冲信号，以清除芯片内部看门狗定时器。若超过16s该管脚都没收到脉冲信号，则使89C52复位。考虑到系统须存取120个DSl8820的序列号。所以扩展了一片8K带掉电保护功能的数据存取器DSl225。B、 系统软件功能和流程温度测试系统软件部分，负责完成对DSl8820的编号、数据采集及转换、无线通讯及键盘管理等，为了调试程序方便，提高可靠性，采用了模块化设计，主要有键盘处理模块、无线通讯模块、温度采集和处理模块、显示模块等，软件流程具体如图所示。加电源复位后，89C52首先自检，当自检结束后调用各子程序模块。主程序负责键盘管理、系统初始化及各功能模块的调用。系统中留有口线以实现DSl8820的编程任务。利用键盘和显示配合读取120点DS18B20的序列号，之后编号存入DS1225Y中，一开始无线模块设置为接收状态，以接收采集数据启动命令，转换时，无无线模块设置为休眠状态，在进行温度数据上传时模块设置为发送状态，将温度数据和DS18B20的系统编号发送给上位机。采集和转换部分启动DS18B20转换，分组方式读取温度数据，存储数据等等。英文原文：A Design of the Temperature Test System Based on Grouping DS18B20 Abstract- All the DS18B20 sensors, used for the multipoint test temperature, are connected with MCU on one of IO bus, and temperature data are collected by turns. If the system has a large amount of sensors, the time of MCU used in processing the temperature data is obviously prolonged, so the cycle of alternate test gets longer. In this paper, a new method that DS18B20 are rationally grouped is presented, and some measures are taken in software; as a result, the speed of alternate test advances distinctly.Key words- DS18B20 Group ,temperature test, time spent on the alternate test.I. INTRODUCTIONAs the simple structure, convenient installment, low loss and wide range of temperature test, DS18B20 temperature test sensors are applied to the fields which need the multipoint temperature test, such as the chemical industry, the grain, the environment supervision and so on. Because of the adoption of one bus in the DS18B20 multipoint temperature test system, all DS18B20 are hung on one bus, and then the temperature conversion value of each test point is read by turns. As the conversion value must be read after reading-pin state for 8 times, and position and store data must be moved, so time spend much in reading one point of the data system by every time. If the temperature test system is large-scaled, the system loss caused by it is rather much, and then the alternate test speed of the system decreases obviously, which influences the efficiency of the multipoint temperature test system seriously. In this paper, DS18B20 are hung on some I/O buses by grouping DS18B20 evenly, and the conversion temperature data is obtained by reading the state of DS18B20, then the system loss decreases and the alternate test speed increases obviously, which wont influence the precision and the reliability of the conversion. A set of multipoint temperature test of artificial environment laboratory is achieved in this paper, which increases the test efficiency of the former system. CHARACTERISTICS OF DS18B20 DS18B20 is the single bus digital temperature sensor from American Dallas Company. DS18B20 is consisted of the 64 figures ROM engraved by laser, the temperature sensitivity component, non-volatile temperature alarms trigger (Device TH and TL).DS18B20 communicates with the microprocessor by the single bus port and the test range of DS18B20 is from -55 centigrade to +125 centigrade, and the incremental value is 0.5 centigrade. The temperature can be changed into figures within 720ms and each DS18B20 has the sole 64 figures serial number. The specific content is revealed as Fig 1: There are two 8 figures storages (No.0 and No.1) for storing temperature value in DS18B20. No.0 storage stores complement of the temperature value, and No.1 stores symbols of the temperature value. The user can define non-volatile temperature alarms sets and distinguish the alarms search order and seek the component temperature alarms state outside the scheduled limit. There are two alternative ways of power supply: Signal bus high-level borrow power is adopted, or the +5v power supply externally is adopted directly.Fig 1 DS18B20 64bit ROM. APPLICATION THE GROUPING TEST METHOD This paper illustrates the grouping method with the interface of DS18B20 and 89C52. Assuming the amount of the buses on P1 port is 4 and the temperature test system needs 100 DS18B20 sensors, which can be distributed equally to the 4 I/O lines. If the number of sensors cannot be divided by the number of buses even, the number disparity of sensorson buses is no more than one, which can be handled while reading numbers. The power is supplied externally. Owning to the synchronistic conversion in each DS18B20, the intense current is needed, and the signal bus cannot be used for the power supply, otherwise the system cannot work in order. The schematic circuit is shown as Fig 2 (the DS18B20 signal buses of the same group are hung on some buses of P1 port). When read and write the DS18B20, the strict schedule must be kept. First a reversion pulse is sent to all DS18B20. After the reversion, Skip ROM order is sent to each circuitsimultaneously from the I/O port, and the conversion order is sent, then all sensors begin transform. After the conversion, Match Rom order is sent to each circuit simultaneously, and 64