基于RS-485通信的温度水位远程测控系统

摘要：为满足太阳能热水工程远距离测控的需要，设计了一个基于单片机控制的温度和水位远程测控系统。系统的主机和从机均以ATmega16为控制器，二者通过RS-485通信，距离可以超过1 km。用NTC热敏电阻作测温元件，使用单片机内置的10位A／D转换模块实现多路温度的测量。通过非对称式多谐振荡器电路把水位转换为振荡频率，再用计数器测量频率来实现水位的测量。给出了主机和从机的完整电路及功能，较详细地介绍了水位和温度的测量电路以及传感器参数。
关键词：RS-485；ATmega16；水位；温度；远程

目前，与太阳能集热热水工程配套的控制器基本上都是单机工作，需要安装在离太阳能热水工程现场较近的位置，而太阳能热水工程一般是安装在工厂、宾馆和居民楼的楼顶上，因此管理人员必须爬上楼顶才能完成信息查看和功能操作，管理和操作十分便。为满足太阳能热水工程远距离测控的需求，本设计采用ATmega16单片机，利用RS-485通信技术、NTC热敏传感器和多谐振荡器测量水位方法，研制开发了温度水位远距离测控系统，解决了太阳能热水工程需要远距离测控的问题。

1 系统结构和工作原理
远距离温度和水位测控系统用于选择功能，设置参数，测量和显示太阳能热水工程储水箱中的水温和水位、集热器的温度、温差循环管道温度和出水温度，控制上水、温差循环换能、辅助电加热、管道防冻等。系统主要由主机、从机、温度和水位传感器及电气控制部分组成，远程温度和水位测控系统的总体结构如图1所示。主机以ATmega16单片机为控制芯片，通过RS-485与从机通信，完成基本功能设置，用LCD显示工作状态、水位、多路温度等数据，并把设置的参数和控制信息传送给从机。从机也是以ATmega16为控制芯片，主要负责完成水位、温度等现场数据的采集和电气控制。

2 系统硬件设计
ATmega16单片机内置10位A／D模块，可直接实现多达8个通道模拟信号的A／D转换输入，有两个8位和一个16位的计数器，带有512的E2PROM，可以实现数据掉电保护，ATmega16还带有串行接口，可以接485转换芯片实现RS-485通信。