電池溫度智能監測系統設計

摘要：針對采用熱敏電阻測溫和有線溫度測量系統的不足，提出了采用單總線數字溫度傳感器DS18B20、單片機和無線收發模塊等組成智能無線溫度監測系統。DS18B20具有體積小，精度高，采用一線總線，可組網等優點，短距離無線通信技術應用到多點溫度測量中，實現了溫度數據無線傳輸，該系統擴展維護方便、成本低、高可靠性等特點，具有一定的實用性。
關鍵詞：電池溫度；無線傳輸；DS18B20；熱敏電阻

蓄電池作為一種供電方便、安全可靠的直流電源，在電力、通信、軍事等領域中得到了廣泛的應用。溫度是蓄電池的一個重要參數，它可以間接地反映電池的性能狀況，并且根據此溫度參數可以對電池進行智能化管理，以延長電池的壽命。在蓄電池組充放電維護及工作工程中，電池內部產生的熱量會引起電池的溫度發生變化，尤其是蓄電池過充電、電池內部電解液發生異常變化等原因均可能造成電池溫度過高而造成電池損壞。傳統上用人工定時測量的方法，勞動強度大、測量精度差，工作環境惡劣，尤其是不能及時發現異常單體電池，容易導致單體電池損壞，甚至導致整組電池故障或損壞；基于總線結構的有線多點溫度監測系統，能夠實現溫度的智能化測量，但存在布線繁多復雜、維護擴展困難等不足。鑒于此，設計了一種基于單總線溫度傳感器和無線收發模塊的電池溫度無線監測系統，能夠有效地克服熱敏電阻測溫和總線結構控制系統的不足，有利于提高蓄電池性能監測的智能化水平。

1 單總線溫度傳感器DS18B20
1．1 DS18B20芯片特性
DS18B20數字溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司生產的新一代適配微處理器的智能溫度傳感器，它將溫度傳感器、A／D轉換器、寄存器及接口電路集成在一個芯片中，采用1-wire總線協議，可直接數字化輸出、測試。與其他溫度傳感器相比，具有以下主要特性：采用獨特的單線接口技術，與微處理器相連僅需一根端口線即可實現雙向通信，占用微處理器的端口較少，可接收大量的引線和邏輯電路；使用中不需要任何外圍電路，全部傳感元件及轉換電路都集成在形如一只三極管的集成電路內；測溫范圍-55～+125℃，精度可達±0．5℃，可編程9～12位A／D轉換精度，測溫分辨率可達0．062 5℃，可實現高精度測溫；測量結果直接輸出數字溫度信號，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力；支持多點組網功能，多個DS18B20可掛在總線上，實現組網多點測溫。適應電壓范圍寬：3．0～5．5 V，在寄電源方式下可由數據線供電；DS18B20與單片機連接如圖1所示，單總線器件只有一根數據線，系統中的數據交換、控制都在這根線上完成，單總線上外接一個4．7Ω的上拉電阻，以保證總線空閑時，狀態為高電平。