一线总线在智能建筑温度检测中的应用

1 引言 智能建筑是建筑技术与通信、计算机、控制等技术相结合的产物，楼宇自动化系统(BAS)是智能建筑的重要组成部分，它综合传感、计算机、控制和信息等技术，对建筑物的空调、电力、电梯、给排水、防火、防盗和视频监控等设备实行综合自动管理，具有安全保护、实时监控等功能。温度测试系统是楼宁自动化中设备监控系统的主要子系统，主要用于测试智能建筑中不同区域的温度，为智能建筑的空调系统和给排水系统的控制和调节提供数据。2 一线总线器件及系统硬件设计 智能建筑温度测试系统要求的测温范围为-40℃～120℃，误差为±1．5℃。其中智能建筑内外部环境的测温范围为－40℃～45℃；通风道测温范围为－30℃～120℃；水管内水温测温范围为O℃～100℃；根据各区域所需冷暖热量的多少调节冷热水量及空调送风量，实现建筑节能。综合上述测温范围及系统实现的可行性，选择基于一线总线的数字温度传感器DS18820实现温度测量。采用DALLAS公司的一线总线通信协议，所有与测量主机的数据通信均通过一条数据线实现双向数据传输。系统使用单一主机控制一个或多个从属器件，所有主从器件通过漏极开路或三态端口连接到数据总线，每个器件在不发送数据时释放总线。2．1 DS18820简介 DS18820是一款可组网的数字式温度传感器，支持直接数字输出，零功耗等待，无需外部调理电路，结构简单，可靠性高。适应电压范围在3．0～5．5 V，在寄生电源方式下可由数据线供电；双向通讯通过单总线接口串行方式实现；通过编程可直接读出 9～12位分辨率的数字温度值，对应转换时间为93．75～750 ms，对应温度分辨率为0．5℃～0．062 5℃；温度测量范同为－55℃～125℃，其中－10℃～85℃之间测量精度可达±0．5℃；64位全球唯一编码保证联网可靠寻址。DS18820的内部结构如图1所示。图1中D0为数据输入／输出端，该引脚为漏极开路输出，常态下呈高电平。VDD是外部+5 V电源端，不用时接地。

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2．2 系统硬件设计 测量主机的总线接口卡采用一线总线指令卡，指令卡一侧接主机USB端口，另一侧向现场提供总线。指令卡从USB接口获取电流，向总线上所有微功耗组件统一供电，避免不同信号源和电源共处一个系统中的交互影响，提高系统抗干扰能力。通过把USB端口转化为虚拟串口实现主机和总线的通讯，使用标准串口编程实现总线数据读写。一线总线技术使用分度号定义传感器。指令卡把已处理信号和对应分度号、通道号送入主机实现数据实时显示和存储。DS18820的引脚DQ接一线总线数据线，VDD和GND引脚接总线地线，总线与一线指令卡对应的DQ、GND接线端相连。由于温度信号实时性要求较低，采用数据总线供电(寄生供电)方式，VDD端无需接外部电源，DS18820从数据总线取电。

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