科华蓄电池温度监测系统的软硬件设计
解决方案：
电压、温湿度采集、温度采集
模块之间的通信
数据显示
系统组成
科华蓄电池温度监测系统的原理框图如图1所示。主要由电压、温湿度采集、温度采集、89S51单片机、键盘控制模块、显示电路模块、通信模块组成。该系统能完成6组或6组以上通信电池的温度测量、1路机房环境测量(温度、湿度测量)、2路直流电压和2路交流电压测量，传输数据距离大于200m。
硬件设计
1单片机选择
该系统单片机选用89S51，该单片机采用0.35新工艺。成本降低，功能提升，与传统的89C51单片机相比主要具有以下特点：
(1)功能增多，性能有了较大提升，价格基本不变;
(2)ISP在线编程功能;
(3)高工作频率为33MHz，计算速度更快;
(4)具有双工UART串行通道;
(5)内部集成看门狗计时器;
(6)双数据指示器;
(7)兼容性强，向下完全兼容51全部子系列产品。
2温度传感器的选择及其与单片机的连接
温度采集选用DS18B20，DS18B20具有独特的单总线接口方式，通过串行通信接口(I/O)直接输出被测温度值接口方式，CPU只需一根端口线就可与DS18820实现双向通信;在使用中不需要任何外围元件;内含寄生电源，既可采用寄生电源，也可由VDD直接供电;允许电压范围是3.0～5.5V，进行温度/数字转换时的工作电流约为1.5mA，待机电流仅为1μA，典型功耗为5mW;温度测量范围为-55～125℃，在0～85℃之间，误差小于0.5℃;支持多点组网功能，多个DS18B20可以挂接在一根总线上，可实现多点测温;具有负压特性，当电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
DS18B20和单片机的连接如图2所示，由VCC直接供电，连接一个4.7kΩ左右的上拉电阻，DQ直接连到单片机的P1.0口上。
CPU对DS18B20的访问流程是：对DS18B20初始化即ROM操作命令、存储器(包括便笺式RAM和E2PROM)操作命令即数据处理。单总线上所有处理都从初始化开始，初始化时序由主机发出的复位脉冲和一个或多个从机发出的应答脉冲组成。主机接收到从机的应答脉冲后，说明有单总线器件在线，主机就可以开始对从机进行ROM命令和存储器操作命令，使DS18B20完成温度测量并将测量结果存人高速暂存储器中，然后读出此结果。
3交、直流电压以及机房温湿度的测量
直流电压、交流电压以及机房温湿度的测量选用TLC1543，TLC1543为10位11通道的A/D转换器，与单片机的连接如图3所示。机房环境测量(温度、湿度)采用JWS温湿度变送器，输出信号为标准0～5V直流电压信号;直流电压的数据采集经电阻分压后直接送至A/D转换器，交流电压的采集经分压整流后也直接送至A/D转换器。
4显示电路设计
温度显示采用6位LED，与单片机的连接如图4所示。显示模块由8279键盘、显示接口芯片和相应的驱动电路组成。8279的扫描线SLA～SLC在扫描过程中，可将芯片内部显示单元的内容送到输出数据线OA0～OA3和OB0～OB3扫描线经74HC138译码，作为多位LED数码管的位选线，通过74LS04反相后，再经过位驱动芯片，用于对不同的数码管进行位驱动。同时，用OA0～OA3和OB0～OB3送出的数据对应地驱动每个数码管的8个显示段，使6个数码管轮流驱动发光。驱动芯片采用SN75491和SN75492，分别驱动数码管的段和位显示，保证6位数码管都被点亮时需要的大电流。
保持适宜的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的佳环境温度是在20－25℃之间。固然温度的升高对电池放电能力有所进步，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸蓄电池厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池，设计寿命普遍是5年，这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求，其寿命的是非就有很大的差异。另外，环境温度的进步，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使四周环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。
厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池厦门科华蓄电池
二、定期充电放电。UPS电源中的浮充电压和放电电压，在出厂时均已调试到额定值，而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的，使用中应公道调节负载，比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下，负载不宜超过UPS额定负载的60％。在这个范围内，电池的放电电流就不会出现过度放电。
UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。因此，一般每隔2－3个月应完全放电一次，放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8小时以上。
