一種軸溫探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　系統(tǒng)框圖如圖3所示。

　　溫度傳感器采用的是DS18B20，該傳感器是美國Dallas公司生產(chǎn)的一款集成數(shù)字溫度傳感器，他與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器不同，能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可以分別在93.75 ms和750 ms內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化為9位和12位的數(shù)字量。因而使用。DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單、可靠性更高。同時(shí)芯片的耗電量很小，從總線上獲取少量電能(空閑時(shí)幾μW，工作時(shí)幾mW)存儲(chǔ)在片內(nèi)的電容中就可正常工作，一般不用另加電源。最主要的是傳感器輸出的是數(shù)字信號(hào)，可直接與單片機(jī)I/O相連，使連接非常方便。由于在單總線上傳送的是數(shù)字信號(hào)，這使得系統(tǒng)的抗干擾性好、可靠性高、傳輸距離遠(yuǎn)。

　　處理器采用的是MSP430系列單片機(jī)，最顯著的特點(diǎn)就是他的超低功耗，在1.8～3.6 V電壓、1 MHz的時(shí)鐘條件下運(yùn)行，耗電電流在0.1～400μA之間，RAM在節(jié)電模式耗電為0.1μA，等待模式下僅為0.7μA。能耗是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，節(jié)點(diǎn)必須依靠電池供電，所以采用MSP430F149作CPU是最佳選擇。MSP430F149采用16位RISC結(jié)構(gòu)，其豐富的尋址方式、簡潔的內(nèi)核指令、較高的處理速度(8 MHz晶體驅(qū)動(dòng)，指令周期125 ns)、大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使之具有強(qiáng)大的處理能力。另外，MSP430F149的運(yùn)行環(huán)境溫度范圍為-40～+85℃，可以適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境。

　　無線通信模塊采用的是nRF905，其性能如上節(jié)所述。

　　通過這樣的設(shè)計(jì)，可以實(shí)時(shí)地對(duì)貨車各節(jié)車廂的軸溫進(jìn)行監(jiān)測，極大地保證了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

　　4 系統(tǒng)的軟件介紹

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收程序、溫度采集程序、車頭總控器發(fā)送接收程序等。

　　節(jié)點(diǎn)發(fā)送程序流程如圖4所示。

　　當(dāng)分站接收到數(shù)據(jù)后，將把字頭后的數(shù)據(jù)認(rèn)為是有效數(shù)據(jù)，單片機(jī)首先核對(duì)分站ID號(hào)，如ID號(hào)不是本機(jī)則將其發(fā)送到與其相連通的下一級(jí)節(jié)點(diǎn)，并重新進(jìn)入接收狀態(tài)。反之則繼續(xù)對(duì)命令號(hào)進(jìn)行判斷，以確定分站的動(dòng)作。如主站要數(shù)據(jù)則對(duì)傳感器號(hào)進(jìn)行判斷，以確認(rèn)主機(jī)所要的是該站的哪個(gè)傳感器數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)分析完畢后，分站將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、打包，并發(fā)給主站，或啟動(dòng)參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，然后重新進(jìn)入接收狀態(tài)。

　　其他程序在這里不再詳細(xì)敘述。此外，我們在程序中留有接口，車頭總控制器在不停地巡檢軸溫的同時(shí)，還可以通過短消息或其他無線通訊方式向地面接收站發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣地面站就可以對(duì)列車發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以備在出現(xiàn)事故后可以找到事故發(fā)生時(shí)的軸溫?cái)?shù)據(jù)。

　　5 結(jié) 語

　　該系統(tǒng)可應(yīng)用于貨運(yùn)鐵路列車，可以實(shí)時(shí)可靠地對(duì)車輛軸溫進(jìn)行檢測報(bào)警。此外，該系統(tǒng)具有很好的可擴(kuò)展性，在節(jié)點(diǎn)上安裝其他傳感器，可以對(duì)車廂的其他參數(shù)進(jìn)行檢測.