2.1.3  温度传感器方案选择和论证

传感器的选择受很多因素的影响，首先是各种温度传感器自身的优缺点，其次是各种不同的环境因素，以及系统所要求实现的精度等，所以在不同的设计当中温度传感器的选择也不同[3]。

方案一：采用DS18B20温度传感器进行温度的采集。该传感器是数字温度传感器，这种传感器能够将待测环境的温度模拟信号直接转换成数字信号，然后经单片机读取后即可转换成实际温度值。这样，温度采集系统中的有些环节就可以省去，如测量电路、信号放大、A/D转换，这不仅简化了系统结构，而且还降低了硬件成本。本课题是关于电热毯的研究，电热毯的温度变化范围要求在10～45℃之间，DS18B20可以对其进行测量。故采用DS18B20作为本课题设计的温度传感器。

方案二：采用AD590温度传感器进行温度的采集。AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器[4]。这种传感器具有互换性好，分辨率高，抗干扰性强等诸多优点。虽然，AD590也能够满足系统的测温要求，但在温度采集后，需要将采集到的温度信号进行放大，然后进行A/D转换，最后才送入单片机中进行信号处理。这种设计需要对采集到的信号进行放大并且需要用到A/D转换电路，系统较为复杂，故不采用AD590温度传感器。

2.2系统方案论证

根据课题设计要求，初步采用如图2.1所示的模块组成系统，主要包括温度采集模块、显示模块、键盘设定模块、温度控制模块以及报警模块。

图2.1  电热毯系统结构框图

本系统设计的核心部件是AT89C51单片机。系统开始运行后，温度传感器DS18B20开始进行温度采集工作，并将采集到的温度信号传送给单片机，温度数值将显示在液晶显示屏LM020L上。期间，单片机将选择适当的档位对温度进行控制，选择依据设定好的温度同实际温度的差值。

2.3温度控制方案说明

当测得的实际温度低于设定值时单片机启动加热模块，发光二极管D5发光，屏幕上显示ON，即开启加热功能。当温度差值在10℃以内时，此时开启低功率加热，单片机启动1功率档；当温度差值大于10℃时，开启大功率加热，单片机开启2功率档。温度超出设定值时，单片机关闭加热模块，温度下降，同时屏幕上显示OFF，即停止加热。当温度超出设定阀值时，蜂鸣器报警，提醒使用者电热毯处于异常工作状态，应及时予以断电处理。