物联网接口电路实例-物联网组成原理

图3-10所示为自动温度控制仪表电路框图。该系统主要由以下几部分组成：传感器、差分放大器、V/F转换电路、CPU、存储器、监视与复位电路、显示电路及键盘、控制输出电路与系统支持电源。

图3-10　自动温度测控仪表电路框图

它是一个典型的单片机测控电路，有实时信号的采集、信号的调节、模-数转换数据的显示、键盘控制数据的输入、控制信号输出等。这些都在单片机的协调、控制下完成。

温度信号的采集可以用热电偶、铜热电阻、铂热电阻、数字温度芯片或模拟温度芯片等，视具体应用时对温度范围、精度和测量对象等的要求而选定。不同的传感器需要用不同的电路连接，可根据传感器的类型、技术来设计。

在测控电路中，信号的采集是关键，它直接影响系统的精度。通常现场情况都是比较恶劣的，信号易受干扰，所以在信号采集中必须采用有效的措施，如电源隔离、模-数转换隔离、V/F转换隔离、低通滤波器和差分放大等。本例采用的差分放大、V/F转换是一种性价比较高的方案。差分放大器能有效地抑制共模干扰，采用V/F转换能有效抑制噪声和对信号变化进行平滑，同时处理频率信号及单片机接口电路也比较方便。本电路还具有良好的精度和线性。(www.xing528.com)

显示功能可根据应用环境、产品定位选用不同的显示器材，如LED、LCD、CRT等。这里采用的是LED，配以动态扫描电路。这样的配置价格低廉，还可以实时显示采集的数据和键盘输入的控制参数等。在测控系统中控制参数的设置是必不可少的，使用中要根据输入信息量来选用合适的键盘。

现场数据要按一定的算法进行运算，要进行非线性校正，要根据键盘输入设定的参数进行控制，控制必须按一定的方式进行。一般现场闭环控制中最常用的是PID（比例-积分-微分（Proportion Integration Differentiation，PID）算法。这些都是由单片机进行的，在工业控制中80C51系列单片机应用比较多。这里采用89C52型单片机，它带8KB的EEPROM。该单片机性价比很高，有一定的可靠性、合理性。

信号输出在工业控制中采用继电器和固态继电器等方式，其可靠性很重要，将影响系统的安全。一般被控制对象的功率都很大，产生的干扰也很大，所以在输出通道中要采用电源隔离和干扰吸收等措施。

测控系统中的电源也很重要，它直接影响系统的可靠性、稳定性、精度，应根据应用环境、电路形式来选用。其关键是电源的输出功率、电源的质量和能提供的输出组数等。