通信机房温度检测系统设计

通信机房设备分密集、安全性要求高，要保证通信网络安全、稳定运行，需实时监测机房温度。所以，设计了一款智能化、性价比高的通信机房温度的检测系统。由于传统的温度检测系统测温点少、兼容性和扩展性差的缺点。文中设计主要运用主从分布式通信思想，设计了应用于测量通信机房温度的检测系统。该系统具有结构简单、成本低、可靠性高、测温精确等优点，可以广泛应用于通信机房、蔬菜大棚的温度控制、仓库测温等领域。

　　温度检测控制系统在工业生产、科学研究和日常生活领域中，得到了广泛应用。直接受测量温度控制的影响，生产安全、产品质量等一系列问题，准确的测量和机房温度控制，对于获得正确的科研数据和保证产品质量都具有重要的意义。温度检测控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制，保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行，从而提高企业的生产效率。

　　本系统设计采用DS18B20为温度采集模块，利用单片机及外围电路构成。可对通信机房环境温度进行合理检测和适当控制，以保证通信设备的正常运行。此系统占用微处理器的端口比较少，可节省大量的引线和逻辑电路。与传统装置相比，具有结构简单、成本低、可靠性高和测温精度高、应用广泛等优点。

　　1 系统的总体设计方案

　　本温度检测系统设计运用分布式通信的思想，设计一种通信机房的多路温度检测系统。该系统通过计算机和单片机编程，使智能温度传感器DS18B20正常工作，然后检测通信机房的温度，系统采用RS-232串行通信标准，通信机房的温度采集通过下位机进行。温度数据既可以由下位机模块实时显示，也可以送回上位机进行数据处理，如果采集的温度值高于设定温度报警上限温度，系统即发出报警信号，并同时起动制冷设备，使温度下降，当温度系下降到一定的程度，即通信机房的温度低于上限复位值时，立即关闭制冷设备。当采集温度值低于下限报警温度值时，系统又发出报警信号，并同时起动制热设备，使通信机房的温度上升，当温度上升到一定的程度，即高于下限复位值时，立即关闭制热设备，从而使通信机房的温度值维持在一定的范围内。具有检测速度快、扩展性能好、成本低的特点。实际采用电路总体方案如图1所示。

　　2 电路的硬件设计

　　系统的硬件设计直接影响到系统功能的实现和终端的大小与外观。根据系统所要实现的基本技术指标，系统的硬件设计主要由温度检测电路、LCD显示电路、蜂鸣器报警电路、键盘控制电路、温度控制电路、串行通信电路等几部分组成。通信机房温度检测系统的硬件图，如图2所示。

　　(1)温度检测电路设计。

　　温度传感器选用DS18B20。DS18B20是由Dallas公司生产的"一线式"数字温度传感器，其全部传感元件及转换电路集成在形状如三极管的集成电路以内。DS18B20与其他的温度传感器相比较，DS18B20具有高精度、高可靠性、高性能、体积小、硬件开销小、适用电压更宽、更经济、更实用、抗干扰能力更强、附加功能更强的特点。DS18B20就是有独特的1-wire接口、只有一个引脚进行通信、数字温度转换输出单总线的数据总线。最高分辨率是12位，测温范围为为-55～+125℃，测温分辨率可达0．062 5℃。CPU能够用一根数据线与多个DS18B20之间进行数据通信，其中，所使用微处理器的端口数量并不多，这样引线的数量要求较少，逻辑电路的数目也少。系统中采用"一线总线"的数字传输方式，增加了系统的稳定性。

　　(2)主控芯片的选择。

　　设计中采用单片机实现对温度的检测与控制。在单片机选择方面，由于AT89系列单片机与MCS-51系列单片机的引脚和指令完全相互兼容。然而相对于AVR、ARM等高端一些的单片机而言，AT系列的结构与指令方面相对简单，价格也便宜，而且完全可以达到设计的控制要求，所以，首选AT系列的单片机作为控制核心。

　　对于AT系列的单片机而言，常用单片机的基本类型有8种。AT89C51有4 kB的内存存储器，适用于本设计。系统中单片机选用的是AT89C51芯片，是由Atmel公司生产的标准型单片机。AT89C51单片机在其片内有4 kB Flash闪速程序存储器，可经受1 000次以上的写入／擦除周期，并有程序存储器加密逻辑，给单片机产品的开发、应用和生产带来了便利。综上所述，加之AT89C51单片机的价格相对便宜，因此控制核心部分选用AT89C51单片机。

3 系统软件整体设计

检测系统软件设计主程序调用了5个子程序，它们分别是温度测试程序、键盘扫描及按键处理程序、LCD显示程序、中断控制程序、单片机与PC机串口通讯程序。温度测试程序的主要功能是对温度芯片送来的数据进行处理，进行判断和显示。键