基于ds1624的多点温度监测系统

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1、万方数据总第30卷第2期2007年12月时间频率学报JournalofTimeandFrequencyV01．30No．2Dec．，2007基于DS1624的多点温度监测系统徐劲松1’2，高玉平1，袁海波1’2(1．中国科学院国家授时中心，陕西西安710600；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：为了减少温度变化对高精度时间比对的影响，设计了一种由带存储功能的数字温度计DSl624构建的、基于I2C总线的温度监测系统，并给出了系统的构成及软件、硬件实现方法和详细实验结果．分析表明，以温度监

2、测系统为关键部分的温度控制系统是高精度时间比对所必要的．关键词：多点监控；温度测量；环境温度；I2c总线；带有存储功能的数字温度计中图分类号：TM935．1．文献标识码：A文章编号：1001-1544(2007)02-0105-061引言温度变化对高精度远程时间比对的影响是不容忽视的。目前相关研究表明，温度变化对GPS共视(GPSCommon—View，简称为GPSCV)接收机主机单元的时间延迟的影响可达100ps／。Cu翔，对普通天线电缆的时间延迟的影响约为1ps／。C／m删，对天线的时间延迟的影响

3、可达50ps／。Cn1，且温度变化的影响不具有相关性。随着高精度时间比对技术的不断发展，其比对精度也不断提高，利用GPS载波相位技术进行远程时间比对的精度有望达到亚纳秒量级[4】，此时温度变化引起的接收机延迟将是一个主要的误差源。为进一步提高接收机性能，削弱温度变化对其的影响，提高时间比对精度，对接收机的环境温度进行控制就显得尤为重要。而温度监测是温度控制的前提和关键，本文重点介绍接收机的温度监测系统。传统的多点温度监测系统大多采用模拟温度传感器，一般包括前端放大、信号调理、A／D变换和数据修正等过程

4、。经分析发现，造成系统不可靠的因素主要集中在电路设计、元件选择、软件设计三个方面。在电路设计上，不可靠因素为电源干扰、滤波不可靠、线路过于复杂、无屏蔽措施等。改进的方法一般有电源双滤波、双稳压、总线结构和导线屏蔽等措施。在软件选择上，由于选用模拟器件造成工作模式繁琐(传感器一运算放大一A／D转换)，也会造成系统的不可靠。若选用数字温度传感器，收稿日期：2007—08-01；修回日期：2007—12—10．基金项目：国家自然科学基金资助项目(60272067)；中国科学院知识创新工程重要方向项目“我国综

5、合原子时建立与保持的研究”资助项目(KJCX2一SW-T07)。作者简介：徐劲松，男，博士研究生，主要从事时间频率与导航通信等方面的研究。万方数据时间频率学报总30卷可大大提高可靠性。在软件设计上，由于抗干扰措施不利，可能会出现死锁、死循环等现象，设置监视跟踪定时器、软件陷阱等可避免此类现象的发生嘲。基于以上考虑，本文介绍一种基于带存储功能的数字温度计DSl624的温度监测系统，该系统采用数字温度计为测温器件以改变传统的温度采样模式，采用12C总线技术简化自行处理电路，因此系统具有分辨率高、体积小、可

6、靠性好、易实现等特点嘲。2系统的构成2．1系统的硬件组成温度监测系统硬件组成如图1所示，系统采用12C总线控制，主控制器部分主要是通过微型计算机实现的。由两片带存储功能的数字温度计DSl624和计算机串行接口RS232构成系统的温度采集部分，计算机通过RS232对DSl624进行控制，实时采集各点温度。采集到的各点温度数据最终通过计算机实时显示出来。计算机申行接口D四眦'D帮oDZl一矗i一、高—掣3aL^ol—2一恤^ll一∞^2l一鼢—毡豇—纠M—纠G岫图1温度监测系统硬件组成带存储功能的数字温度

7、计DSl624是由Dallas公司生产的一种功能较强的数字式温度传感器，它比同系列的DSl620控制更为简单，比DSl621分辨率更高，其分辨率高达0．03125。C；测温范围为一55℃一+125。C；DSl624支持12C总线，使用l片控制器可以控制多达8片DSl624芯片，且具有测温范围宽、读数稳定、分辨率高、接口电路简单等特点，可广泛用于温度监测、温度控制、温度报警等领域川。12C总线是Philips公司首先推出的一种两线制串行传输总线。它由一根数据线(SDA)和一根时钟线(SDL)组成，所有符

8、合12C总线的器件组合了一个片上接口，使器件之间直接通过12C总线通讯，总线上最多可挂接128个12C器件，通过硬件设置地址、软件寻址的方法对各个器件进行片选，大大节省了系统资源。如图1所示，该系统是通过计算机来实现对DSl624的信号采集和输出控制的，利用RS232来构万方数据2期徐劲松等：基于DSl624的多点温度监测系统建12C总线以实现计算机与传感器DSl624的通讯；用RS232中的TXD和RTS引脚通过软件方法来模拟12C总线输出，其输出完全