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金属氧化物避雷器（MOA） 是防止供电系统和用电设备免受雷电危害的主要设施， 一旦出现故障， 不但失去应有的防雷作用， 且可能带来供电事故。因而为确保MOA正常发挥作用， 需要在线监测MOA的运行状态。以MOA阀片温度作为故障特征量， 设计了基于DS18B20和AT89S52单片机的实时温度监测系统。研究表明， 该系统结构合理， 方法正确， 可满足应用需求， 大幅度减少了MOA维护成本。

避雷器监测中， 几乎所有需要测量的变量， 包括在正常电压及过电压下的能量吸收， 及由于老化和受潮产生的功耗， 都会影响MOA 阀片的温度。温度不仅是其实际工作状况的间接检测， 而且是避雷器本身的精确运行参数。MOA 的温度是各种影响参数共同作用的结果， 避雷器的能量吸收能力是由温度确定的。正常运行条件下， MOA吸收能量损耗， 温度变化很小， 出现过电压时， 温度可能暂时会有所上升， 但会慢慢恢复。在MOA 老化或受潮时， 温度会逐步上升，温度不仅是其实际工作状况的间接反映， 而且是各种影响参数共同作用的结果。在持续运行电压下MOA过热直接与能量损失相关， 而与运行电压的质量及外界干扰等无直接关系。因此， MOA 阀片的温度是判别其是否工作在（热）稳定状态的重要特征量。有限元法对MOA的热特性分析表明， MOA的接地端温度能反映MOA阀片的热量分布状态， 只要获得MOA 的接地端温度， 就可以判断MOA 的当前工作状态。

论文设计的MOA温度在线监测系统， 以DS18B20为温度传感器， AT89S52单片机为控制单元， 同时通过RS- 485总线与PC 机进行通信， 具有远程温度监测能力和远程报警能力。

1 DS18B20简介

1. 1 DS18B20

系统采用DALLAS半导体公司生产的单线数字式温度传感器DS18B20 监测MOA 接地端温度。

DS18B20 通过对其内部温度系统振荡器输出的脉冲信号计数来测量温度， 并在芯片内部把温度信号转换成串行数字信号供微处理器处理， 它具有体积小、抗干扰能力强、使用简单等特点。芯片的测温范围为- 50 ~ 125 , 可精确到01625 ; 其工作电源既可以远端引入， 也可以以寄生方式产生； 每个芯片都有自己单独的识别编码， 因而在一条总线上可挂接多个DS18B20 芯片； 由于它占用微处理器的端口少， 可节省大量的引线和逻辑电路， 适合于远距离多点温度检测。

在进行多点测温时， 由于传感器与数据采集系统有一定的距离， 电磁干扰、信号衰减等问题会造成数据传输错误。DS18B20 内部提供CRC 冗余校验码，传输过程中系统具有一定的容错能力， 在纠错范围内， 就可以对错误的数据进行纠正， 提高抗干扰能力和加大传输距离； 当错误超出纠错范围时， 也可以识别出错误的数据进行重新采集， 从而提高采集数据的可信度。DSl8B20的内部结构图如图1所示。

图1 DS l8B20内部结构图

1. 2 单线（ 1-W ire）技术

单总线（ 1-Wire）技术是近年来由美国Da llas半导体公司研发的一种总线技术。与SPI、I2C 等多种标准串行数据通信方式不同， 它采用单根信号线传输时钟和数据， 以其具有的节约I/O 资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等优点越来越多的被广泛应用于民用电器、工业控制领域。

单总线适用于单个主机（Master）控制一个或多个从机（ Slave）设备的系统。当只有一个从机设备时， 系统可按单节点系统操作， 当有多个从机设备时， 系统可按多节点系统操作。与其它如并行、串行及专用总线相比， 单总线突出的特点是主机控制器件的地址线、数据线和控制线合成为一条信号线与从机设备进行双向的数据交换。所以在有多路多个测控对象时， 系统的布线简单、方便。但是较小的硬件开销需要相对复杂的软件设计进行补偿。

经过单线接口访问单总线器件有严格的单总线命令序列如下：

每次访问单总线器件， 都必须严格遵守这个命令序列。如果出现序列混乱， 则单总线器件不会响应主机。

关键词： 监控系统 设计 远程 温度 DS18B20 MOA 基于