基于电力线通信的温度采集系统的设计

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1、基于电力线通信的温度采集系统的设计鍪王枭。林平分(北京工业大学嵌入式系统实验室，北京100124)摘要：本温度采集系统基于电力线通信技术，以宏晶科技公司的STCl2LE5A60S2双串口高速单片机为主控芯片，采用DSl8820温度传感器来检测环境温度；并通过LCD将温度显示出来，利用国产电力载波通信芯片RISE3501来实现温度数据在电力线上的传输。关键词：温度采集；电力线通信；DSl8820；STCl2LE5A60S2；LCD显示中图分类号：TH811文献标识码：ATemperatureAcquisitionSystemBasedonPower

2、LineCOmmunicatiOn鲞WangXiao，LinPingfen(EmbeddedSystemKeyLab，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)Abstract：ThetemperatureacquisitionsystemisdesignedbasedonPLC(PowerLineCommunication)technology．IttakesHonkingtechnologySTCl2LE5A60S2withtwoUARTsasmastercontrolchip，and

3、usestemperaturesensorDSl8820todetectenvironmenttemperature．Thetemperatureisdisplayedthrough6-bitfieldtypeLCDandthetransmissionoftemperaturedataonpowerlineisreal—izedbyhomebredPLCchipRISE3501．Keywords：temperatureacquisition；powerlinecommunication；DSl8820；STCl2LE5A60S2；LCDdispl

4、ay引言传统温度采集系统的实现方法包括铺设有线通信线路传输温度数据(如采用RS485总线结构)和采用无线通信传输温度数据(如蓝牙、GPRS等)。铺设通信线路的方法设计成本较高、施工麻烦，出现问题时很难排查，已经很难适应高速发展的现代社会的需求；采用无线的方式则具有不用布线、实时性高等优点，但是其设计成本相应地也非常高。本文提出了一种基于电力线通信的温度采集系统，无需专门铺设通信线路，能够大大降低设计成本。1系统总体设计方案温度采集系统主要包括温度检测模块、主机模块、嵌入式上位机。温度检测模块具有电力线通信功能，用于检测环境的温度数据；主机模块具有

5、电力线通信功能，通过电力线与各个温度检测模块通信，能够读取到温度检测模块的温度数据，并将温度数据通过串口发送给嵌入式上位机；嵌入式上位机通过串口和主机模块连接，是控制中心，能发起抄温度的命令给主机模块，从而通过主机模块来获取当前各个检测点的温度数据。必要的时候，嵌入式上位机可以将采集到的温度数据通过因特网、GPRS无线网等通信方式发送到远程检测中心，实现温度的远程采集。1．1温度检测模块温度检测模块中，主要由STCl2LE5A60S2主控芯片、电源模块、LCD显示模块、电力线通信芯片RISE3501、DSl8820温度传感器、RS232等电路构成

6、。总体架构如图1所示。低压电力线广————=IlLCD显示模块蔼雕圜稳压、直流转换)116V佥。。。。。。。。。。。。。。。’。。。。。‘。。。。‘。。。。。。。。。一。STCl2LE5A60S2耦合器垄望垫垩墼盔接收，滤波富D2串口lIUSE3501电力线通信芯片图1温度检测模块总体架构1．2温度采集系统的拓扑结构PC：(编程下载)系统采用主从式的工作模式，在满足电力线通信距离72Microcontrollers＆EmbeddedSystems2013年第7期www．mesnet．com．cn鳖豁的检测区域内，放置一个嵌入式上位机、一个主机模块

7、和多个温度检测模块，如图2所示。嵌入式上位机可以发送抄温度的指令给主机模块，主机模块则通过电力线抄写相应模块的温度，并将温度数据返回给上位机。例如：在某居民小区，每户人家放置一个检测模块，整个小区设置一个主机模块和上位机，则可以实现对小区内每户人家的温度采集。图2系统的拓扑结构本文主要实现温度检测模块和主机模块的软硬件设计。在本设计中，可以更改温度检测模块的主控芯片内的程序，从而将其当作主机模块使用。2系统硬件设计2．1电源模块2．1．1220V交流电转16V直流电如图3所示，变压器将220V交流电转换为16V交流电，桥式整流电路将16V交流电转

8、化为直流电，通过电容电感滤波后得到大约16V直流电。这个16V直流将直接给电力线通信芯片的发送电路的功率放大器供电。A：图3220v交流