多路分布式温度测量系统的设计

　　本系统是针对某汽车试验研究所大气老化试验系统中温度数据的采集及上传而设计的分布式温度测量系统。如图 1 所示为该汽车试验研究所曝晒场平面布置图，本系统完成对整车、内饰件、外饰件、箱内黑板、曝晒架黑白版的温度及大气环境数据进行测量，并通过网络将数据上传至主控机上，依各测量对象的属性编号存储在主控机的SQLSev-er2000 数据库中，并在主控机上实时显示测量数据，每 5 秒钟数据更新一次。功能强大的数据库可以存储不断增加的测量数据，并支持数据的手工导入和导出至其它文件格式的数据库。被赋予不同权限的用户可以对数据库进行浏览、对比查询及分析处理等。

　　采集系统采用模块化设计，通过有线及无线通讯与主控机进行数据传输，两种通讯方式并用，保证了传输数据的可靠性。可以在模块现场用笔记本电脑对其进行配置，也可通过主控机对其进行全面控制，主控机可自动检测网络中的采集模块，每个模块的通道都有属性编号，表示不同的部件或厂家等其它信息，进行查询时这些信息也一并显示，直观方便。

　　系统由一台中央计算机(上位机)和数台由单片机构成的测温模块(下位机)组成二位式主从分布式微机测量系统，上位机可以完成数据采集处理、温度数据显示、文件处理功能(查询、保存、打印等);下位机主要由AT89C2051[2]单片机构成，以K型热电偶为传感器，以K型热电偶数字转换器 MAX6675 为测量电路，选用无线通讯模块PTR2000 为输出电路，设计了多路温度测量系统，采用软件抗干扰完成温度数据的采集、传输，根据设计要求，共有20个测温模块，每个模块包括有32个采温通道，即设有 32 路的 K 型热电偶，每路热电偶根据对象属性统一编号，每 8 路热电偶都通过一个多路开关 AD4051 来分时选通，每个多路开关统一编号，由单片机控制选通，保证在采集数据时只有一路通道被选通，当然在系统使用过程中可随时增减热电偶的数量来改变通道数。一辆整车温度的测量占用一个模块，而多个内饰件的温度测量可以采用一个模块完成，系统结构框图如图 2 所示。

　　1 系统硬件设计及原理

　　1.1 温度测量电路

　　针对测量精度±0.5℃，测量温度范围0～200℃的设计要求，采用结构简单、测量温度范围宽、精度高、热惯性小的K型热电偶作为温度传感器，但由于K型热电偶必须要有冷端补偿，因此采用美国MAXIM 公司生产的自带温度补偿的 K 型热电偶数字 转 换 器 MAX6675 为 测 量 电 路，由 单 片 机AT89C2051 给 出 地 址 选 通 代 码 给 多 路 开 关AD4052，使多点温度采样信号分时选通输入到MAX6675，从而选通不同的传感器实现对多路温度的测量。