淺談冷藏車內溫度測量系統的設計

季向陽

摘要：隨著科技的發展和社會進步，人們對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重要方面，交通運輸行業也需要不斷的進行改進。為了保障市民的生活需要，需要交通運輸行業不斷的把生活物資等運送到城市里。但是有一些物資，比如水果和蔬菜，這些物資的運輸對于運輸的溫度是有要求的。溫度過高，這些東西會衰老過快，溫度過低，這些東西會凍壞。所以需要在運輸的過程中保持一個合適的溫度。但是靠人工觀察溫度計的方法在運輸的過程中是不現實的，所以利用電子開發技術，設計電子測溫系統，實時的測量冷藏車內的溫度。下面就詳細的介紹一下車內溫度測量系統。

關鍵詞：冷藏車；溫度；測量

1.引言

縱觀國內外冷藏車的發展，國外的一些發達國家對于冷藏車的發展還是要早于我國的。在一定的程度上來說，我國在冷藏車的發展上是落后于一些先進國家的。為了彌補這個短板，我國急需發展新型的冷藏車。從質量上來講，發展冷藏車不只是發展冷藏車的數量，更重要的是保障冷藏的質量。為了保障這個冷藏的質量，冷藏車必須朝著智能化的發展，充分的利用電子電路的發展。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量，間接地保障了人民的生活水平。實現溫度的實時測量又是研究高質量冷藏車的必備條件，所以開發溫度測量系統具有非常重要的意義。

2.系統的硬件構成

本系統的核心是51單片機，采用了新型的傳感器和數字電路組成，可以實現智能的采集和控制。圖1是溫度采集系統的整體框圖：

電路的采集是從dsl8b20這個溫度傳感器開始的，溫度經過數字溫度觸感器以后，就編程了數字信號。這個信號被單片機采集。信號進入到單片機以后經過單片機的處理就會編程單片機可以識別的溫度。單片機中加入判斷程序，將采集到的溫度實時的傳遞到顯示部分。另外一路，采集到的溫度和程序設定的溫度進行比較，如果溫度過高或者過低的話就會啟動報警電路。隨后，如果是因為溫度過高的情況造成的報警，單片機會直接發信號給繼電器，開啟制冷壓縮機，為冷藏車內降溫。

2.1單片機的選擇及最小系統的搭建

本次的電路設計并不是很復雜，需要采集的量只有dsl8b20這一路信號。所以在選擇單片機的時候沒有必要選擇太高端的單片機。進過經驗的分析，AT89C51就能很好的滿足要求。該單片機是進口的高性能51單片機，兼容51匯編指令。該型單片機共有40個引腳，本次的設計并沒有完全用到，之所以選擇引腳多的51單片機是方便以后做系統設計和擴展。另外就是程序存放的位置ROM的選擇，該型號的單片機的ROM有4K，足夠存放程序。隨后就是單片機最小系統的搭建。說先要保障單片機的供電，接好VCC和GND引腳。因為數據存儲使用的是片上資源，所以，需要把單片機的EA引腳拉高。其次，是單片機的心臟晶振。晶振的選擇為12MHZ的無源晶振。為了保障晶振的正常工作，需要在竟真的每個引腳上加30pf的電容。最后是單片機的復位電路，上拉經過10uf的電解電容，可以實現上電復位。搭建好最小系統以后，用示波器檢測ALE管腳，如果出現一個晶振頻率六分之一的方波就證明單片機已經正常工作了。

2.2傳感器的選擇

傳統的溫度測量電路一般選擇的是熱電偶或者PT100這樣的模擬信號觸感器。這樣的互感器一方面是安裝的時候不太方便，體積較大，而且溫飄還需要補償，所以和本次選擇的數字溫度傳感器相比還是有很多的不足的。本次設計選擇的dsl8b20只有一根信號線，在保障供電之外，通過串口與單片機進行通信，而且可以通過總線進行傳感器數量的增加。dsl8b20還具有測量范圍廣，測量精度準確的特點，具有非常出色的抗干擾能力。還有一個最重要的方面，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。為了保障信號傳輸的質量，dsl8b20的信號線需要經過4.7k電阻上拉。

2.3顯示部分的設計

顯示部分是人家交互的重要組成部分，沒有顯示部分，操作人員就不知道當前的狀態。對于顯示部分的設計原則是，在保障顯示充分的基礎上要盡可能的實現低功耗。本著這個設計原則，本次顯示采用的是LCDl602.該液晶顯示器具有16*2個字符顯示位置，足夠顯示當前的溫度和狀態。

2.4顯示電路的設計

因為在本次設計中，LCDl602是直接被單片機驅動的，而且數據的選擇為P0口，但是51單片機的PO口是沒有上拉電阻的，所以在設計的過程中必須要加1K上拉排阻，保障單片機的驅動能力。另外，LCDl602的VEE管腳要接1K電位器，方便以后調節LCDl602的對比度。

3.系統的軟件構成

單片機首先要進行單片機復位處理。隨后，程序檢測有沒有按鍵按下。因為要根據不同的溫度需要設置溫度門檻，按鍵的作用就是調節溫度門檻的。通過按鍵的設置就可以實現不同的報警溫度。當有按鍵按下的時候就執行按鍵子程序，調節報警的溫度值。如果沒有按鍵按下，那么開始從ds18b20讀數，并經過單片機的轉換之后送到LCDl602進行顯示。讀取的數據然后進入邏輯判斷函數，如果溫度超過了設定的值，那么啟動壓縮機，進行降溫處理。

程序編寫中需要注意的細節：因為按鍵采用的是機械按鍵，所以難免有抖動的現象，避免造成溫度設置的不準確，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。第二個就是LCD1602部分的程序，因為LCD1602的內部寄存器工作速度比較慢，所以在寫入數據的時候一定要加入判忙函數，避免內部的寄存器還沒有工作結束就寫入了新的數據，這樣可能會造成程序的混亂。第三個方面是對于ds18b20的設置。ds18b20在使用之前需要設置精度，所以，本次的設置中，選擇精度較低的設置，這樣轉化的速度可以加快很多。最后一點，因為單片機的內部資源還是比較有限的，所以在編寫程序的時候盡量避免宏定義，可以在程序內部進行處理。

4.結語

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