科技信息 2008 年 第 31期SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION

随着现代科学技术的飞速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展,微型化、集成化、数字化正成为传感器的发展趋势。 而在温度传感领域，高精度温度测量、多点测量、无线传输成为新的研究方向。

1.电路设计原理框图

图 1 无线多点温度测量系统原理框图

系统电路图如图 1 所示，整个系统可分成数据采集系统与数据显示系统两个部分。 数据采集系统包括温度传感器、单片机和无线发送模块；数据显示部分包括无线接收模块、单片机和显示电路。数据显示部分可设计成手持式温度显示仪。

2.CPU 部分为了减少成本和体积 ， 系统 采 用 了 AT89C2051 单 片 机 。

AT89C2051 单片机是一种低电压、高性能的 CMOS 8 位 微控制器，片内有 2KB 的 Flash 可编程且可擦除的只读存储器，15 线可编程的 I/O口，两个 16 位的定时器（T0 和 T1），并且片内含有一个模拟比较器。

3.无线收发模块 PTR2030无线收发模块 PTR2030[1]就是一种超小型、超低功耗、高速率的无

线数传 MODEM。 PTR2030 接收发射合一， 工作频率为国际通用的315MHz 数传频段，采用 FSK 调制方式，频率稳定性极好，灵敏度高达－105dBm，最大发射功率为＋10dBm，工作电压低（2.7V～3.3V），功耗小，待机状态电流仅为 8μA，工作速率最可高达 20Kbps（也可在较低速率下工作 如 9600bps）, 并可直接与单片机串口相连， 编程非常方便。

PTR2030 模块的工作模式控制及工作频段选择表如下：表 1 模块工作模式控制及工作频道选择表

PTR2030 的通信速率最高为 20kbit/s， 也可工作在其它速率 如4800bps、9600bps 下。 实际上，使用时无需设置 PTR2030 的工作速率。

在发送数据之前，一般应将模块置于发射模式，即置 TXEN 为 1，然后在等待至少 5ms 后（接收到发射的转换时间需要）才可以发送任意长度的数据。发送结束后，应将模块置于接收状态 即置 TXEN 为 0。发射到接收的转换时间为 5ms。

接收时，应将 PTR2030 置于接收状态 即置 TX-EN 为 0，接收到

的数据可直接送到单片机串口或经电平转换后再送到计算机。当 PER 为 0 时 PTR2030 将进入节电待机模式，此时的待机功耗

电流大约为 8uA。 待机模式下，一般不能接收和发射数据。4.温度采集及发射电路设计用 DS18B20[2] [3]加单片机 AT89C2051 组成一个温度采集系统，然

后通过无线模块 PTR2030 发射出去，接收电路与发射电路相对称，用单片机控制的多路温度的发射电路如图 2 所示。 现用 2 只 DS18B20测量 2 路温度， 图 2 中采用 AT89C2051 单片机， 其 P1．0 口接单线总线。单片机的 VCC 接+5V 的电源，P3.7 口接无线发送模块 PTR2030 的TXEN 引脚，单片机的信号接输出口 RXD，TXD 接 PTR2030 的 DO，DI口，PTR2030 的 CS1 引脚接高电平， 这样工作在频率 315MHZ，PWR也接高电平，这样工作在正常模式下，TXEN 接高电平，模快处于发射状态，总的看来，这样的温度采样系统及无线发送结构简单。在这里在注意的是，不是温度传感器可以接无数个，经过实际应用，当传感器超过 8 个时，就要考虑传感器的驱动问题。

图2 无线温度控制系统发送部分电路

5.接收部分电路设计与发射部分相对称，接收部分也采用 PTR2030 模块，PTR2030 模

块能发送无信信号，也能接收，引脚结构简单，在这里，CS1，PWR 引脚也接高电平，DO，DI 两引脚与单片机的数据传输引脚相连， 与发送部分不同的是，TXEN 引脚接低电平， 这样无线模块才能工作在接收状态，单片机后面接一个四位数码管，在这里，四位数码管的 8 根引脚接单片机的 P1 口，P3.2，P3.3，P3.4，P3.5 通过三级管与数码管相接，这样数码管就能动态的显示我们接收到的温度数据了，在这里，我们显示的所测温度的前四位。 下面是接收部分的电路图。

图 3 接收部分电路

基于 DS18B20的无线多点温度测量系统李明揆 林 君

（延边大学工学院电子信息系 吉林 延吉 133002）

【摘 要】本文旨在以 AT89C2051 为核心，采用 DS18B20 作为温度传感元件，PTR2030 作为无线收发模块，可实现对仓库、水箱、温室的多点测量，有效减少信号线远距离传输的干扰，有一定应用价值。

【关键词】DS18B20；PTR2030；无线；多点；温度测量A wireless multipoint temperature measurement system based on DS18B20

LI Ming-kui , LIN Jun(Department of Electronic Information Engineering,College of Engineering,Yanbian University, Jilin Yanji 133002,China)

【Abstract】The paper make use of AT89C2051 MCU as the core, DS18B20 as the temperature sensor,prt2030 as the wireless transceiver modulof the system. It can realize multipoint temperature measurement in the storage, water tank and greenhouse. The system has low signal disturbance, itwill have some application value.

【Key words】DS18B20; PTR2030; multipoint ;temperature measures

模块引脚输入电平 模块状态

TXEM CS PWR

0 1 1 接收

0 1 1 接收

1 1 1 发射

1 1 1 发射

X X 0 待机

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(

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●科

6.部分子程序流程图

图 4 温度检测子程序流程图

图 5 无线通信子程序流程图

7.结论本文选用 AT89C2051 为核心， 采用 DS18B20 作为温度传感元

件，PTR2030 作为无线收发模块，可实现对仓库、水箱、温室的多点测量。根据实际需要，还可以增加显示位数以保证测量精度或用 LCD 作为显示器件；也可以构成分布式温度测控系统。系统结构简单，测温准确，抗干扰强，布线简单，可实现无线多点温度测量并显示，具有一定实用价值。

【参考文献】［1］赵合霞 ,曹玲芝.无线收发数传 MODEM 模块 PTR2030 及其应用.电子产品世界.2004，（8）：38-42．［2］廖琪梅，韩彬，杨文昭，屈景辉.基于单总线器件 DS18B20 的温度测量仪.国外电子元器件.2008,(2):25-29．［3］刘俊状.宗云.DS18820 与单片机接口及编程技术[J].河北工业科技,2007，(4):227-229．

作者简介：李明揆（1976—），男，（朝鲜族），吉林省延吉市人，延边大学工学院电子系助教。

林君（1979—），男，（朝鲜族），吉林省延吉市人，延边大学工学院电子系讲师，工学硕士。

［责任编辑：张艳芳］

（上接第 84 页）4.有两相绕组接反时对外输出电压情况电路如图 4-1，其中 V1 V2，W1 W2两相绕组均接反根据 KVL 得u1=e1=Em sinωt=Um sinωtu2 =-e2=-Em sin(ωt-120°)=Em sin(ωt+60°)=Um sin(ωt+60°)u3 =-e3=-Em sin(ωt+120°)=Em sin(ωt-60°)=Um sin(ωt-60°

°)

（4）

可见，有两相绕组接反时，发电机对外提供的不再是对称的三相电压，如果仍然按照对称三相交流电源计算，其结果一定与实际值不符。 对应相量图如图 4-2 所示。

图 4-1

图 4-2 图 5-2

5.三相绕组全接反时对外输出电压情况

图 5-1

电路如图 5-1 所示，三相绕组均接反，根据前面分析，其感生电动势如图中所示。 根据 KVL 得

u1=－e1=－Em sinωt=Em sin(ωt+180°)＝Umsin(ωt+180°)u2 =-e2=-Em sin(ωt-120°)=Em sin(ωt+60°)=Um sin(ωt+60°)u3 =-e3=-Em sin(ωt+120°)=Em sin(ωt-60°)=Um sin(ωt-60°

°)

（5）

对应相量图如图 5-2 所示。可见三相绕组均接反时提供的依然是频率相同，幅度相等、相位互差 120°的三相对称电压。 对三相电路的计算没有影响。

6.结论综上所述，三相交流发电机的三相绕组作星形联结时，三相绕组

均接错（即误将三相绕组的始端接成中性点）时对外提供的还是三相对称电压，对三相电路的计算没有影响；三相绕组有一相或两相接错时对外提供的不再是对称的三相电压，如果此时按照正常接法来计算则得到的结果是错误的， 此时计算应详细考虑错接后的不对称电压，计算过程比较繁琐，在此不再赘述。

【参考文献】［1］秦曾煌，《电工学》第六版［M］，北京：高等教育出版社.

作者简介：孟艳，辽宁北镇人，在读硕士研究生。

［责任编辑：韩铭］

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