基于单片机和CF卡的多路温度采集系统

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$ q: S+ \* u' Y3 j+ h4 _8 B" h* [摘要: 介绍了以CF卡为存储介质的长时间无人值守多路温度采集系统。系统采用单片机控制40路数字温度传
* a+ w7 l6 ^% p7 P% M1 B. N5 f感器DS18B20按采样间隔进行测量,将采集得到的数据按Excel文件格式记录,方便后续分析处理,实现了低能耗的
: ?$ U4 K& w1 V9 E0 r电池供电模式。文章对硬件电路部分以及软件部分做了较详细的叙述,介绍了存储数据的文件系统。通过实践证明，
该多路温度采集系统可以实现大范围分层次多点的温度数据测量。
' Y# ~2 v$ ?3 I, O2 e关键词: DS18B20; CF卡;数字温度传感器;单片机.
0引盲
3 c! Z$ n) ]- w# f6 k! h: T5 \/ [目前,温度的测量采集可以应用到日常工作的许多方
面，如粮库、工厂仓库、温室等需要对温度进行监控的地
方,或对温度有特殊要求的场所。多路测量能在一-定的空
6 K* n9 @" c4 V* _( r* W1 J6 p间内分层次多点测量同一时刻的温度且能持续工作相当
9 Q! X- D# J9 y5 |4 E+ z5 R& }- Z长的时间。如进行田间温度测量,将温度传感器放置在所
需测量的农田的各个位置,在土壤表面,深人到作物根系
1 y4 v6 p* c' |8 n, c附近,放置到植物的顶端,测量同一时间内不同位置的温
( ^" f4 a5 \  J度,经过一段时间的采样从而分析温度对作物生长产生的
( G" C6 j9 n# D. U. ?0 o影响;还可以在粮库存储的粮食中均匀分布温度探头,监
) r8 I: s6 ]3 a测不同位置的粮食的温度变化,防止或尽早处理霉变现
象。对于这类的温度测量需求,传统的人工测量已经远远
的不能满足,而现有的大多数温度测量装置采用热电偶进
1 s6 [  B3 t; S% J2 l, p行温度测量",热电偶发出模拟信号且信号比较微弱,需要
先经过增益放大,再进行A/D转换,最后送交给mcu处
理。这样的系统控制多个温度探头需要考虑很多因素,而
且多个探头的连接也会使整个系统的构成变得非常复杂，
不利于实际应用。现有的基于DS18b20的多路测温系
统[2] ,多采用无线发射模块传输数据,并通过液晶屏显示数

据,整个系统的功耗较大,不利于野外长时间测量工作,而
且无线传输数据易受环境影响,不能保证数据存储的稳定
性。实现大范围分层次多路温度测量,高效便捷的数据存
  F& ~( ~( W) q6 \0 G, C$ J储处理方式,长时间无人操作的自动采集,这些需求是现
7 r: r- j* u: h/ H3 ^; C0 k代生产生活对温度测量采集方式的新要求。本文介绍的
0 K$ U6 b+ X/ N, W, B8 d多路温度采集系统，就是依照上述要求设计出来的,适用
  {$ O0 m& b  a6 F$ q于无人值守条件下长时间自动采集数据,结构简单工作稳
7 l; G' o5 E. n# z定,特别适合野外长时间作业,满足各种环境下的工作
要求。
1系统设计
1.1技术指标和任务
  U' `) b2 k' \& T% x测温范围:-10 C到+100 C ;精确度:士0.5 C ;测量
4 U! f, }$ L- W! ]6 o2 l. x并显示环境温度和40个探头(采用防水的ds18b20)的即
0 P- u7 k1 @# X4 Z# Y2 Z时温度;显示日期和时间,并可以修改;每隔一定的时间t
记录一次40个探头的温度,采样时间间隔t(1 min<t< <
! {4 ]8 b$ y' t  v$ @9 ~60min)可以由用户设定。
( V6 v2 p" q. M$ V2 r1.2设计思路
+ Y; P* k* ], Y/ H4 ?首先,对于40路温度测量,温度探头的低功耗是十
分重要的，同时还要满足易于控制的条件。本系统采用
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单片机控制40路数字温度传感器DS18B20按采样间隔进行测量