蓄電池溫度的監(jiān)測在通信電源中的應用

通信電源蓄電池溫度的監(jiān)測方案

通信電源被稱為通信系統(tǒng)的心臟，電源系統(tǒng)將直接影響通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。目前，通信系統(tǒng)電源供電大都是由不間斷的蓄電池提供的，蓄電池溫度過高勢必影響到電池的工作效率和壽命。因此對蓄電池的工作溫度進行實時的監(jiān)測具有實際意義。美國APC公司的一項調(diào)查結(jié)果表明，大約有75％以上的通信系統(tǒng)故障都是由于電源設備故障而引起的。

議題內(nèi)容：

蓄電池溫度監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)組成
蓄電池溫度監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件設計
解決方案：

電壓、溫濕度采集、溫度采集
模塊之間的通信
數(shù)據(jù)顯示

系統(tǒng)組成

蓄電池溫度監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。主要由電壓、溫濕度采集、溫度采集、89S51單片機、鍵盤控制模塊、顯示電路模塊、通信模塊組成。該系統(tǒng)能完成6組或6組以上通信電池的溫度測量、1路機房環(huán)境測量(溫度、濕度測量)、2路直流電壓和2路交流電壓測量，傳輸數(shù)據(jù)距離大于200m。

硬件設計

1單片機選擇

該系統(tǒng)單片機選用89S51，該單片機采用0．35新工藝。成本降低，功能提升，與傳統(tǒng)的89C51單片機相比主要具有以下特點：
(1)功能增多，性能有了較大提升，價格基本不變；
(2)ISP在線編程功能；
(3)最高工作頻率為33MHz，計算速度更快；
(4)具有雙工UART串行通道；
(5)內(nèi)部集成看門狗計時器；
(6)雙數(shù)據(jù)指示器；
(7)兼容性強，向下完全兼容51全部子系列產(chǎn)品。

2溫度傳感器的選擇及其與單片機的連接

溫度采集選用DS18B20，DS18B20具有獨特的單總線接口方式，通過串行通信接口(I／O)直接輸出被測溫度值接口方式，CPU只需一根端口線就可與DS18820實現(xiàn)雙向通信；在使用中不需要任何外圍元件；內(nèi)含寄生電源，既可采用寄生電源，也可由VDD直接供電；允許電壓范圍是3．0～5．5V，進行溫度／數(shù)字轉(zhuǎn)換時的工作電流約為1．5mA，待機電流僅為1μA，典型功耗為5mW；溫度測量范圍為－55～125℃，在0～85℃之間，誤差小于0．5℃；支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以掛接在一根總線上，可實現(xiàn)多點測溫；具有負壓特性，當電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。
DS18B20和單片機的連接如圖2所示，由VCC直接供電，連接一個4．7kΩ左右的上拉電阻，DQ直接連到單片機的P1．0口上。

CPU對DS18B20的訪問流程是：對DS18B20初始化即ROM操作命令、存儲器(包括便箋式RAM和E2PROM)操作命令即數(shù)據(jù)處理。單總線上所有處理都從初始化開始，初始化時序由主機發(fā)出的復位脈沖和一個或多個從機發(fā)出的應答脈沖組成。主機接收到從機的應答脈沖后，說明有單總線器件在線，主機就可以開始對從機進行ROM命令和存儲器操作命令，使DS18B20完成溫度測量并將測量結(jié)果存人高速暫存儲器中，然后讀出此結(jié)果。
3交、直流電壓以及機房溫濕度的測量

直流電壓、交流電壓以及機房溫濕度的測量選用TLC1543，TLC1543為10位11通道的A／D轉(zhuǎn)換器，與單片機的連接如圖3所示。機房環(huán)境測量(溫度、濕度)采用JWS溫濕度變送器，輸出信號為標準0～5V直流電壓信號；直流電壓的數(shù)據(jù)采集經(jīng)電阻分壓后直接送至A／D轉(zhuǎn)換器，交流電壓的采集經(jīng)分壓整流后也直接送至A／D轉(zhuǎn)換器。