無論是在日常生活還是在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度都是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。所以，對溫度數(shù)據(jù)的采集、測量和傳輸，一直都是研究的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的溫度采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法包括專門鋪設(shè)有線通信線路傳輸溫度數(shù)據(jù)（如采用RS485總線結(jié)構(gòu)）和采用無線通信傳輸溫度數(shù)據(jù)（如藍(lán)牙，GPRS等）。傳統(tǒng)的鋪設(shè)專有的通信線路的方法設(shè)計(jì)成本較高、施工麻煩、出現(xiàn)問題時(shí)很難排除，已經(jīng)很難適應(yīng)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會的需求。采用無線的方式則具有不用布線、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)，但是其設(shè)計(jì)成本也相應(yīng)的非常高。而在現(xiàn)代社會中，電力線幾乎無處不在，因此，本文提出了一種基于電力線通信的溫度采集系統(tǒng)，無需專門鋪設(shè)通信線路，能夠大大降低設(shè)計(jì)成本。溫度檢測模塊中，STC12LE5A60S2是主控芯片，由電源模塊、LCD顯示、電力線通信芯片RISE3501、DS18B20溫度傳感器、RS232等電路構(gòu)成。

　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　電源模塊

　　220V交流電轉(zhuǎn)16V直流電電路

　　變壓器將220V交流電轉(zhuǎn)換為16V交流電，橋式整流電路將16V交流電轉(zhuǎn)化為直流電，通過電容電感濾波后得到大約16V直流電。這個(gè)16V直流將直接給電力線通信芯片的發(fā)送電路的功率放大器供電。如圖3所示。

　　圖3 220V交流轉(zhuǎn)16V直流

　　16V電壓轉(zhuǎn)化為5V電壓電路

　　使用78M05電源芯片將16V直流電轉(zhuǎn)化為5V直流電。這個(gè)5V直流電將給DS18B20溫度傳感器供電。如圖4所示。

　　圖4 16V電壓轉(zhuǎn)5V電壓

　　5V電壓轉(zhuǎn)3.3V電壓電路

　　使用AP1117將5V直流電轉(zhuǎn)化為VCC3.3V電壓。再通過磁珠F-BEAD分出來VCCA3.3V，VCCA3.3V將給電力線通信芯片的接收電路供電。

　　圖5 5V電壓轉(zhuǎn)3.3V電壓

　　LCD顯示模塊

　　本系統(tǒng)使用6位筆段式LCD EDS826來顯示當(dāng)前溫度，采用HT1621B 驅(qū)動芯片來驅(qū)動EDS826的顯示。這里不使用STC12LE5A60S2單片機(jī)直接驅(qū)動EDS826，這樣可以簡化系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，減輕主控單片機(jī)的任務(wù)，從而有利用系統(tǒng)的升級與擴(kuò)展。其電路結(jié)構(gòu)如圖6所示。

　　圖6 LCD顯示電路

　　溫度檢測電路

　　本系統(tǒng)的溫度傳感器使用DS18B20。DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)以9 位數(shù)字量的形式反映器件的溫度值。通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在主控單片機(jī)和DS18B20 之間僅需一條連接線（加上地線）。測溫范圍-55~+125℃，以0.5℃遞增。溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間200ms（典型值）。電路結(jié)構(gòu)如圖7所示。

　　圖7 溫度檢測電路

　　本系統(tǒng)采用具有兩個(gè)串口的STC12LE5A60S2作為系統(tǒng)的主控單片機(jī)。其特點(diǎn)是單時(shí)鐘周期、高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機(jī)，但速度快8～12倍。片上集成60K Flash存儲器，可用于存儲程序和溫度數(shù)據(jù)，非常有利于系統(tǒng)的軟件的升級換代。該單片機(jī)具有雙串口，這是選擇這款單片機(jī)最主要的原因之一。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用其中的一個(gè)串口和電力線通信芯片進(jìn)行通信，從而控制電力線通信芯片收發(fā)數(shù)據(jù)。另一個(gè)串口則用于下載程序、打印系統(tǒng)調(diào)試信息以及和上位機(jī)通信（溫度檢測模塊用作主機(jī)模塊時(shí)）等。無需專用下載器，無需專用仿真器，可通過串口直接下載用戶程序。從而降低了設(shè)計(jì)開發(fā)的難度，降低了設(shè)計(jì)成本。

　　電力線通信電路

　　本系統(tǒng)使用RISE3501實(shí)現(xiàn)電力線通信。RISE3501是一款智能型電力載波控制芯片，內(nèi)部集成電力收發(fā)模塊，F(xiàn)lash、SRAM以及 8位處理器內(nèi)核。設(shè)計(jì)符合EIA-709.1和EIA-709.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。RISE3501可以通過串口和主控單片機(jī)通信。單片機(jī)將滿足645規(guī)約的指令和數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給RISE3501，RISE3501則通過電力線將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。當(dāng)RISE3501從電力線上接收到發(fā)給自己的數(shù)據(jù)時(shí)，其將數(shù)據(jù)收下，并將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給主控單片機(jī)。