基于P89V51單片機的電力線載波溫濕控制系統(tǒng)設(shè)計

　　以單片機為核心的控制系統(tǒng)可準(zhǔn)確實現(xiàn)交互信息的輸入輸出，信息量大，被廣泛應(yīng)用于工控系統(tǒng)、移動電子設(shè)備中。利用電力線網(wǎng)絡(luò)作為高速數(shù)據(jù)的傳輸媒介，能夠創(chuàng)造出很高的經(jīng)濟效益和社會效益。電力線載波通訊是利用電網(wǎng)的電力線作為傳輸媒介的有線傳輸模式，作為載波通訊在同一電力變壓器范圍內(nèi)無需另外架設(shè)線路，成本低，使用方便。雙音多頻DTMF(Dual Tone Multi Frequency)信號由于具有較強的抗干擾能力和可靠的信號傳輸?shù)葍?yōu)點，已逐漸被廣泛使用。本系統(tǒng)設(shè)計采用以單片機為核心結(jié)合PID算法的智能載波溫濕控制系統(tǒng)，實驗證明系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

　　1 P89V51單片機簡介

　　P89V51是PHILIPS生產(chǎn)的高性能、低功耗的8位微控制器。它具有64 KB的Flash，1 KB RAM，雙工UART通道，有很強的外部擴展能力。片上集成了存儲、控制單元，能有效地控制系統(tǒng)體積，可以很容易地嵌入設(shè)備內(nèi)部。在需交互控制的設(shè)備中，基于單片機的控制系統(tǒng)可以單獨工作，而不跟設(shè)備其他部分發(fā)生交叉影響。其低廉的成本及穩(wěn)定的工作狀態(tài)成為工控、家電、儀器儀表設(shè)計的首選。

　　2 電力線載波溫度控制系統(tǒng)

　　2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計原理

　　電力線載波是一種有線傳輸方式，不需要專門的傳輸線路，只需借助通常的電力線就可以完成數(shù)據(jù)傳輸。其傳輸信號由專門的芯片產(chǎn)生，本系統(tǒng)采用DTMF信號為載體，即：

　　其中f1、f2為不同信號的頻率，A1、A2為兩個頻率信號的幅值。發(fā)送端通過調(diào)制耦合至電力線；接收端通過解調(diào)還原獲得傳輸信號。電力線上的信號為電源信號和載波信號的疊加。載波信號的加載和卸載也就是電源信號和載波信號的疊加和分離過程。

　　本系統(tǒng)以單片機為核心，系統(tǒng)包括終端模塊、控制模塊、編碼解碼模塊、耦合電路等部分，分別實現(xiàn)信息的發(fā)送、接收和處理。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　控制單元通過接收外部鍵盤信息或傳感器信息產(chǎn)生控制信號，經(jīng)信息識別、處理后通過編解碼芯片MT8888產(chǎn)生發(fā)送端信號，經(jīng)耦合電路至電力線發(fā)送。在接收端，通過耦合電路將載波信息卸載，逆向通過MT8888解碼至控制單元，從而執(zhí)行相應(yīng)的響應(yīng)功能。

　　2.2 系統(tǒng)終端

　　采用Sensirion公司推出的可以同時測量溫度和濕度的數(shù)字式傳感器SHT15。內(nèi)部集成溫濕傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、放大器、I2C等，不需外圍器件即可直接輸出標(biāo)定的數(shù)字信號。測量穩(wěn)定、精度高，濕度精度為±2.0%RH，溫度精度為±0.5℃。將SHT15輸出的數(shù)字量做如下的轉(zhuǎn)換成實際溫濕度值。