基于 CC2530和 NTC 热敏电阻的锅炉温控系统

《基于 CC2530和 NTC 热敏电阻的锅炉温控系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第８期黄东等．基于ＣＣ２５３０和ＮＴＣ热敏电阻的锅炉温控系统８６９基于ＣＣ２５３０和ＮＴＣ热敏电阻的锅炉温控系统黄东赵勇张天开王显静（青岛理工大学自动化工程学院，山东青岛２６６０３３）摘要设计了一种以ＣＣ２５３０和ＮＴＣ热敏电阻为核心的锅炉温控系统，ＣＣ２５３０控制核心实现对热敏电阻阻值的采集，数据通过无线网络上传到远程监控系统；同时，测温节点还可实现系统时间显示及保存设置参数等功能。在ＬａｂＶＩＥＷ中开发监控软件，可根据实际情况修改系统时间及温度上／下限值等参数，实现了各个锅炉温度的采集、实时显示及数据存储等功能。系统测试结果表明：该系统的数据传输稳定，测温精度达２．００℃。关键词锅炉温控系

2、统最小系统ＣＣ２５３０ＮＴＣ热敏电阻中图分类号ＴＨ８５文献标识码Ａ文章编号１０００-３９３２（２０１５）０８-０８６９-０５锅炉测温在生产过程中随处可见，但通过现ＺｉｇＢｅｅ协调器自组网形成无线网络，ＺｉｇＢｅｅ协调［２］场工人设置的方法对锅炉温度进行控制时，由于器通过串口通信方式与上位机进行通信。锅炉较多且生产环境恶劣或是有一定危险时，操作相对较麻烦，容易对工人人身安全造成威胁，因此需要一套远程控制系统对锅炉温度进行控制。微机电系统、片上系统、无线通信技术和低功耗嵌入式技术的飞速发展，孕育出了无线传感器网络（ＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ，ＷＳＮｓ）。ＷＳＮｓ是一种由传感器节点

3、构成的网络，可将传感器的信［１］息通过无线网络发送给上位机。因此将ＷＳＮｓ技术与监控软件相结合运用到锅炉监控中是温控系统未来的发展趋势。基于此，笔者设计了一种以ＣＣ２５３０和ＮＴＣ热敏电阻为核心的智能化锅炉温控系统，利用低功耗的ＷＳＮｓ实现了锅炉温度的采集、显示和测温节点与协调器间的数据传输。１系统总体结构图１锅炉温控系统结构框图锅炉温控系统的结构框图如图１所示。传感２ＺｉｇＢｅｅ测温节点器使用ＮＴＣ热敏电阻，分压电路将ＮＴＣ电阻值转２．１最小系统ＣＣ２５３０换成电压值；ＣＣ２５３０的ＡＤ转换器采集电压信号最小系统ＣＣ２５３０内嵌业界标准的增强型并将其转换成实际温度；单片机控制ＬＣＤ显示相８０

4、５１ＣＰＵ，共有２１个数字输入／输出引脚，可以配置关信息；串行时钟芯片ＤＳ１３０２实时显示和记录２成普通通用数字Ｉ／Ｏ信号或外设Ｉ／Ｏ信号。ＡＤＣ系统时间；基于ＩＣ总线的ＡＴ２４Ｃ０２用来保存用支持１４位的模拟数字转换，具有８个可配置通道，户设定数据。每个测温节点通过ＺｉｇＢｅｅ发送测转换结果可通过ＤＭＡ写入存储器。同时，ＣＣ２５３０量数据至锅炉监控系统或接收温度等设定值，并结合了黄金单元ＺｉｇＢｅｅ协议栈（Ｚ-ＳｔａｃｋＴＭ），提供将温度设定值与测量值进行比较，输出控制信号了一个强大和完整的ＺｉｇＢｅｅ解决方案。引脚Ｐ１＿２驱动光耦，以控制继电器的断开与吸合。根据需要任意设定测温节点数目，Ｚ

5、ｉｇＢｅｅ测温节点与收稿日期：２０１５-０６-２６（修改稿）８７０化工自动化及仪表第４２卷２和Ｐ１＿１模拟ＩＣ总线时序、读写ＡＴ２４Ｃ０２，Ｐ１＿２和本系统中射频电路都是由ＴＩ官方提供，最小系统２Ｐ１＿１分别模拟ＩＣ的ＳＣＬ时钟线和ＳＤＡ数据线。ＣＣ２５３０的电路如图２所示。图２最小系统ＣＣ２５３０的电路２．２系统电源电源电路模块需要提供不同的稳压电路：ＬＭ７８１２系统电源电路的主要功能是为各模块提供不为光耦和继电器提供１２Ｖ稳压电源；ＭＣ３４０６３输同的电源。整流芯片ＤＢ１０７将降压后的２２０Ｖ交出５Ｖ电压为液晶１２８６４供电；同时，５Ｖ电压通过流电转换成直流电，为整个测温节点提供电源降压芯

6、片ＡＳＭ１１１７后输出３．３Ｖ电压为ＣＣ２５３０［３］（图３）。由于系统各模块需要的电压不同，系统供电。图３系统电源电路２．３ＮＴＣ热敏电阻Ｒ、Ｒ———ＮＴＣ在额定温度Ｔ和温度Ｔ时的ＮＴＮＮＴＣ热敏电阻是一种以过渡金属氧化物为主电阻值，Ω；要原材料，采用电子陶瓷工艺制成的热敏半导体Ｔ———温度，Ｋ；陶瓷组件，其电阻值随温度的升高而降低。电阻Ｔ———额定温度，Ｋ。Ｎ温度特性可以近似地表示为：由于Ｂ值随温度变化，因此式（１）只能以一Ｒ＝Ｒｅｘｐ［Ｂ（１／Ｔ－１／Ｔ）］（１）ＴＮＮ定的精度来描述额定温度或电阻值附近的有限范式中Ｂ———ＮＴＣ热敏电阻特定的材料常数；围［４］。本系统选用Ｂ＝３９５０的Ｎ

7、ＴＣ热敏电阻第８期黄东等．基于ＣＣ２５３０和ＮＴＣ热敏电阻的锅炉温控系统８７１ＣＷＦ２-５０２Ｆ３９５０，基于精确的Ｒ-Ｔ曲线，采用查表在允许的范围内，线性插值原理如图５所示。［５］方式对温度进行精确的测量。从Ｒ-Ｔ关系表中可以查出ＮＴＣ的测温范围为－５５～１２５℃，电阻值的变化范围为２４２．６４～２５００６２Ω，这么大的变化范围给ＡＤＣ测量带来了困难，因此系统采用由ＮＴＣ热敏电阻和精密电阻Ｒ（１