基于LonWorks现场总线的楼宇自动化温度测控系统

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1、基于LonWorks现场总线的楼宇自动化温度测控系统陈华容，姚胜兴（湖南工学院电气与信息工程系，湖南衡阳421008）摘要：介绍了LonWorks现场总线和单线数字温度传感器DS18B20的特点及原理，利用CY53120和AT89S52构成了基于主机的Neuron节点，设计了多点温度测控系统，给出了其硬件及软件实现。关键词：LonWorks；现场总线；楼宇自动化；Neuron芯片；DS18B20中图分类号：TP273文献标示码：ABuildingAutomaticTemperatureMeasureandCont

2、rolSystemBasedonLonWorksFieldbusCHENHua-rong,YAOSheng-xing(ElectricandInformationEngineeringDepartmentofHunanIndustryCollege,Hengyang421008,China)Abstract:TheprincipleandfeaturesofLonWorksfieldbusandsingle-wiredigitaltemperaturesensorDS18B20areintroduced.Neur

3、onnodesofhostbasedarestructuredbyusingCY53120和AT89S52,Andamulti-pointtemperaturemeasure&controlsystemisdesigned.Theimplementationofhardwareandsoftwareisgiven.Keywords:LonWorks；fieldbus；buildingautomation；Neuronchip；DS18B200引言现场总线控制系统FCS(FieldbusControlSystem)

4、将系统的分散控制转换到现场控制，形成开放性的控制网络，将其应用在智能建筑的重要组成部分楼宇自动化系统BAS（BuildingAutomaticSystem）中，将克服传统方式因采用了RS-232、RS485等专用通信协议而带来“自动化孤岛”的严重不足。本文应用LonWorks现场总线技术和单总线（1-Wire）数字温度传感器DS18B20，设计了楼宇自动化温度测控的智能节点与系统，有效地实现了对室内温度的实时监控与调节。11-Wire数字温度传感器DS18B201.1DS18B20结构DS18B20是由DALLA

5、S所生产的基于1-Wire单总线新一代数字温度传感器，该系列产品有DS1820、DS1822、DS18S20、DS18B20等，DS18B20性能最好，其温度转换数据位数可编程到12位。DS18B20采用3脚TO-92封装为主，其外形如小功率三极管。因每一个DS18B20都有一个自己特有的64位芯片ID序列号，我们可以在一条信号线上挂接任意多个数字式传感器。图1示出了DS18B20的内部结构。总线也可通过DQ向所挂接的DS18B20寄生供电，而无需额外电源，此时VDD端必须接地，同时总线口在空闲的时候必须保持高电

6、平，以便寄生充电。这使测温电路变得十分简单，无需任存储器和控制逻辑何外围硬件，克服了模拟式传感器与微机接口时需要的Ａ/Ｄ转换DQ64位便笺缓存温度传感器C内部VROM器及其它复杂外围电路的缺点，因而温度测控系统非常方便，成DD和高温触发器TH单RAM低温触发器TL本低、体积小、可靠性高。DS18B20测温范围为-55～125℃，当电线GND源端配置寄存器温度转换数据编程到9位时精度为0.5℃(-10～85℃范围内)，而12检口V测8位CRC发生器DD位时可分辨到0.0625℃，被测温度与转换后12位数字量为补码表

7、图1DS18B20内部框图基金项目：湖南省教育厅优秀青年科研项目资助(项目编号：02B026)示，D0~D10表示大小，D11表示符号。温度转换时间最多为750ms。用户可自设定温度报警上下限，报警搜索命令可识别哪片DS18B20超温度界限。1.2DS18B20单总线通信单总线系统中主设备首先对DS18B20进行初始化，以确认总线上有DS18B20在线并做好了操作的准备，再可执行ROM功能命令(共5条)，然后方可执行存储器功能命令(共6条)以进行启动温度转换及存储器操作等控制功能。DS18B20采用严格的单总线通

8、信协议，以保证数据的完整性。该协议定义了几种信号类型：复位脉冲、应答脉冲、读/写０和读/写１。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都由主机发出同步信号。命令和数据都是字节的低位在前。初始化时序如图2所示，主机先通过拉低总线至少480μs，产生（Ｔx）复位脉冲信号，接着主机释放总线，并进入接收模式（Ｒ主设备Tx复主设备Rx至少480μsｘ），上拉电阻位脉冲480从设备从设备Tx