本發(fā)明屬于車軸溫度檢測(cè)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于單片機(jī)及ds18b20數(shù)字傳感器的車軸溫檢測(cè)與通訊裝置電路。

背景技術(shù)：

面對(duì)越來越快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，鐵路作為運(yùn)輸工具其明顯提速，但行車安全問題就顯得尤為重要。鐵路機(jī)車的車軸是機(jī)車上的重要部件,它的安全會(huì)直接危及列車的運(yùn)行安全。車軸溫度是車軸安全和行車的一項(xiàng)重要指標(biāo)。機(jī)車軸溫檢測(cè)與通訊裝置控制電路的設(shè)計(jì)要求能夠精確檢測(cè)軸溫，并將其迅速反饋至列車檢測(cè)處?，F(xiàn)有機(jī)車軸溫檢測(cè)與通訊裝置的設(shè)計(jì)采用原始的pn傳感器，精確度低，抗干擾能力差，單片機(jī)控制不精確，通訊傳送不及時(shí)等問題，導(dǎo)致行車安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)機(jī)車軸溫檢測(cè)與通訊裝置精確度低，抗干擾能力差，通訊傳送不及時(shí)，提供一種基于單片機(jī)及ds18b20數(shù)字傳感器機(jī)車軸溫檢測(cè)與通訊裝置電路。

本發(fā)明包括軸溫檢測(cè)模塊電路，單片機(jī)控制模塊電路，數(shù)據(jù)通訊模塊電路，鍵盤模塊電路和報(bào)警模塊電路。

所述的軸溫檢測(cè)模塊電路包括ds18b20數(shù)字溫度傳感器，ds18b20數(shù)字溫度傳感器的引腳3為電源接入口，引腳1接地，引腳2與單片機(jī)p3.7輸入接口相連；所述的單片機(jī)控制模塊采用stc89c58rd+單片機(jī)。

所述的鍵盤模塊電路包括k1、k2、k3、k4開關(guān)，開關(guān)的一端分別與單片機(jī)p1.0、p1.2、p1.3、p1.4引腳相連，另一端與地相連接。

所述數(shù)據(jù)通訊模塊包括芯片max487、5v電接插件j1、電容c4、電阻r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11；芯片max487的6,7引腳分別接電源接插件j1的2,3引腳；電源接插件j1的1,4引腳分別接5v電源與地；芯片max485的1、2、3、4引腳分別與單片機(jī)p3.0、p1.6、p1.7、p3.1引腳相連接；電阻r5、r6、r7、r8一端分別與芯片max485的1、2、3、4相連接，電阻r5、r6、r7、r8另一端與接地；電阻r9、r10一端與max487引腳6相連，電阻r9另一端接地，電阻r10的另一端通過電阻r11接地；電容c4一端接地，另一端接+5v電源。

所述報(bào)警模塊電路led燈d1、d2與揚(yáng)聲器ls1；兩個(gè)led燈d1、d2一端分別與單片機(jī)p3.4、p3.5接口相連，另一端接地；揚(yáng)聲器ls1一端與單片機(jī)p3.6連接，另一端接地。

進(jìn)一步說，還包括存儲(chǔ)模塊電路，該電路包括存儲(chǔ)芯片at24c02，電阻r2、r4；存儲(chǔ)芯片at24c02引腳a0、a1、a2、vnp與地相連接，引腳scl、sda分別與單片機(jī)p3.4、p3.5相連接；電阻r2、r4一端分別與存儲(chǔ)芯片at24c02引腳scl、sda連接，另一端接地。

進(jìn)一步說，該包括顯示模塊電路，該電路包括lcd1602顯示器、排阻rp1、滑動(dòng)電阻rv1；顯示器引腳d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、rs、rw、e分別與單片機(jī)的引腳p2.0、p2.1、p2.2、p2.3、p2.4、p2.5、p2.6、p2.7、p3.0、p3.1、p3.2引腳相連，顯示器引腳d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7與排阻rp1的引腳2、3、4、5、6、7、8、9連接；排阻rp1的引腳1與5v電壓連接；顯示器引腳1與電源相連，2引腳接地，3引腳與滑動(dòng)電阻rv1相連后接地。

本發(fā)明采用美國(guó)dallas半導(dǎo)體公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)的ds18b20數(shù)字溫度傳感器，美國(guó)stc公司設(shè)計(jì)的，深圳宏晶科技生產(chǎn)的stc89系列單片機(jī)stc89c58rd+單片機(jī)。

本發(fā)明有益效果如下：本發(fā)明通過采用ds18b20數(shù)字溫度傳感器直接檢測(cè)軸溫并自帶ad轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)切合數(shù)據(jù)傳輸，抗干擾能力強(qiáng)，能夠精確檢測(cè)數(shù)據(jù)，利用所選stc89c58rd+單片機(jī)功耗低處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng)運(yùn)行速度快，并采用單總線傳輸，能將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳到控制系統(tǒng)，并帶有指示燈及蜂窩器報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確提醒列車長(zhǎng)，及時(shí)排除隱患，保證列車安全行駛，具有重大意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機(jī)車軸溫檢測(cè)報(bào)警電路整體設(shè)計(jì)圖及各分模塊電路連接示意圖。

圖中1、軸溫檢測(cè)模塊電路，2、單片機(jī)控制模塊電路，3、數(shù)據(jù)通訊模塊電路，4、鍵盤模塊電路，5、顯示模塊電路，6、報(bào)警模塊電路和7、存儲(chǔ)模塊電路。

具體實(shí)施方式

標(biāo)號(hào)1為所述的軸溫檢測(cè)模塊電路包括ds18b20數(shù)字溫度傳感器，引腳3為電源接入口，引腳1接地，引腳2與單片機(jī)p3.7輸入接口相連。

標(biāo)號(hào)2所述的單片機(jī)控制模塊stc89c58rd+單片機(jī)，其有39個(gè)引腳，分別實(shí)現(xiàn)輸入、輸出、控制、復(fù)位、存儲(chǔ)、通信等功能。

標(biāo)號(hào)3所述的鍵盤模塊電路包括k1、k2、k3、k4，4個(gè)開關(guān)，分別與單片機(jī)p1.0、p1.2、p1.3、p1.4引腳相連，另外一端與地相連接。

標(biāo)號(hào)4所述數(shù)據(jù)通訊模塊包括max487芯片、一個(gè)5v電接插件j1、電容c4、電阻r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11。芯片max487的6,7引腳分別接電源接插件j1的2,3引腳。電源接插件j1的1,4引腳分別接5v電源與地。max487的1、2、3、4引腳分別與單片機(jī)p3.0、p1.6、p1.7、p3.1、引腳相連接。電阻r5、r6、r7、r8一端分別與芯片max485的1、2、3、4相連接，電阻r5、r6、r7、r8另一端與接地。電阻r9、r10一端與max487引腳6相連，電阻r9另一端接地，電阻r10的另一端通過電阻r11接地。電容c4一端接地，另一端接+5v電源。

標(biāo)號(hào)5所述的顯示模塊電路包括lcd1602顯示器、排阻rp1、滑動(dòng)電阻rv1。顯示器引腳d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、rs、rw、e分別與單片機(jī)的引腳p2.0、p2.1、p2.2、p2.3、p2.4、p2.5、p2.6、p2.7、p3.0、p3.1、p3.2引腳相連并于對(duì)應(yīng)的排阻rp1的引腳2、3、4、5、6、7、8、9連接。排阻rp1的引腳1與5v電壓連接。lcd1602引腳1與電源相連，2引腳接地3引腳與滑動(dòng)電阻rv1相連后接地。

標(biāo)號(hào)6所述報(bào)警模塊電路兩個(gè)led燈d1、d2與揚(yáng)聲器ls1。兩個(gè)led燈一端分別與單片機(jī)p3.4、p3.5接口相連，一端接地。揚(yáng)聲器ls1一端與單片機(jī)p3.6連接一端接地。

標(biāo)號(hào)7所述存儲(chǔ)模塊電路包括存儲(chǔ)芯片at24c02，電阻r2、r4。存儲(chǔ)芯片at24c02引腳a0、a1、a2、vnp與地相連接，引腳scl、sda分別與單片機(jī)p3.4、p3.5相連接。r2、r4一端分別與存儲(chǔ)芯片at24c02引腳scl、sda連接，另一端接地。

下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。

本發(fā)明使用工作過程如下：

1）軸溫檢測(cè)模塊電路

軸溫檢測(cè)模塊電路1采用ds18b20數(shù)字溫度傳感器。傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制的首要環(huán)節(jié)，如果沒有傳感器對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的采樣和轉(zhuǎn)換，那么一切的測(cè)量和控制都將是不可靠的。ds18b20數(shù)字溫度傳感器是由美國(guó)dallas半導(dǎo)體公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)的一種新型的智能傳感器，與傳統(tǒng)的傳感器相比不需要放大器，a/d轉(zhuǎn)換器可以直接讀出測(cè)得的溫度，直接和單片機(jī)相連接具有充足的容量，高準(zhǔn)確性和靈敏性的特點(diǎn)。而且可以通過不同情況的需要可以實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。通過將若干個(gè)傳感器安裝在機(jī)車軸上比較穩(wěn)定的位置，再通過傳送至2單片機(jī)控制模塊電路作為輸入數(shù)據(jù)。

2）單片機(jī)控制模塊電路

單片機(jī)控制模塊電路2stc89c58rd+單片機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，及控制，相當(dāng)于大腦的存在。stc89c58rd+單片機(jī)2是由美國(guó)stc公司設(shè)計(jì)的，深圳宏晶科技生產(chǎn)的stc89系列單片機(jī)。它是高速、高可靠、在線編程的高性能低消耗單片機(jī)。數(shù)字溫度傳感器檢測(cè)的溫度輸入至p3.7，至stc89c58rd+單片機(jī)，單片機(jī)芯片通過程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，來達(dá)到控制其它各模塊的電路。

3）數(shù)據(jù)通訊模塊電路

rs-485串行通信總線3采用的是平衡發(fā)送和差分接收方式來實(shí)現(xiàn)通信，發(fā)送時(shí)將ttl信號(hào)換成差分信號(hào)輸出，差分信號(hào)會(huì)在接收端被還原成ttl信號(hào)，所以其抗干擾能力很強(qiáng)。

4）鍵盤模塊電路

鍵盤模塊電路4為獨(dú)立式鍵盤，包含四個(gè)開關(guān)k1、k2、k3、k4，k1為提高報(bào)警的上限溫度，k2為降低報(bào)警的上限溫度，k3為提高報(bào)警的下限溫度，k4為降低報(bào)警的下限溫度。有這四個(gè)按鍵就可以針對(duì)不同地區(qū)不同季度等要求來調(diào)節(jié)不同報(bào)警溫度，可以提高檢測(cè)精度。

5）顯示報(bào)警模塊電路

顯示報(bào)警模塊電路實(shí)時(shí)顯示由單片機(jī)采集的數(shù)據(jù)，將其顯示在lcd1602上，便于檢測(cè)人員觀測(cè)。當(dāng)溫度低于報(bào)警溫度處于正常溫度時(shí)led綠燈d2亮起表示一切正常，當(dāng)溫度高于或低于我們?cè)O(shè)定的溫度時(shí)，led紅燈d1亮起，蜂鳴器ls1發(fā)出響聲報(bào)警提醒機(jī)車駕駛?cè)藛T，檢查故障排除隱患保正機(jī)車軸溫的安全。

存儲(chǔ)器模塊電路

存儲(chǔ)器模塊電路可以時(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)便于后續(xù)檢測(cè)及安全檢查。

本發(fā)明一種機(jī)車軸溫檢測(cè)與警報(bào)裝置的設(shè)計(jì)通過若干個(gè)ds18b20數(shù)字傳感器采集的數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)的采集各個(gè)部分軸溫的溫度，并當(dāng)發(fā)生故障軸溫溫度升高時(shí)，通過指示燈d1、d2和蜂鳴器ls1可以及時(shí)報(bào)警提醒機(jī)車長(zhǎng)停車，采取措施保證行駛安全。

本發(fā)明具有的具體技術(shù)指標(biāo)如下：

（1）系統(tǒng)供電電壓：5v；

（2）溫度檢測(cè)范圍：-40°c~150°c；

（3）檢測(cè)精度：0.01°c；

（4）設(shè)定的報(bào)警溫度：低于-20°c高于120°c；

（5）信號(hào)通信方式：rs485總線；

綜上，本發(fā)明基于單片機(jī)及ds18b20數(shù)字傳感器的車軸溫檢測(cè)與通訊裝置電路的設(shè)計(jì)，能夠精確檢測(cè)數(shù)據(jù)，抗干擾能力強(qiáng)，能夠在發(fā)生故障時(shí)檢測(cè)軸溫并及時(shí)報(bào)警通知列車長(zhǎng)檢查故障排除隱患，保證行車安全。