智能型多路温度巡检仪设计——毕业设计
本科毕业设计 (论文)
智能型多路温度巡检仪设计（硬件部分）Design of intelligent multi-channel
temperature inspection instrument
(hardware)
学院：
专业班级：电气工程及其自动化
学生姓名：学号：
指导教师：
2015 年6 月
目录
摘要....................................................................................I ABSTRACT ..............................................................................II 目录....................................................................................III 1绪论 (1)
1.1课题背景 (1)
1.2温度控制的发展概况 (1)
1.3课题研究内容 (2)
2方案设计与硬件选择 (3)
2.1系统整体方案设计 (3)
2.2硬件总体结构 (3)
2.3系统硬件的选择 (3)
2.4单片机概述及选择 (4)
2.5温度传感器的简介及选型 (9)
2.6 显示模块的对比选择 (10)
2.7键盘的设计 (14)
3系统硬件设计及调试 (15)
3.1硬件设计方框图 (15)
3.2 STC90C516RD+最小系统及工作电路 (15)
3.3 温度信号采集模块的设计 (16)
3.4 液晶显示原理简介 (21)
3.5 按键设计 (22)
3.6 报警控制模块 (23)
3.7 系统主程序流程图 (23)
3.8 电路仿真实验 (24)
3.9 四路温度巡检仪的适用 (24)
4系统的软件仿真与调试 (25)
4.1 温度显示 (25)
4.2 报警控制 (26)
4.3 电路仿真设计 (30)
4.4 仿真分析 (33)
5巡检系统的实物调试 (35)
结论 (34)
致谢 (36)
参考文献 (35)
附录A系统总的仿真电路图 (37)
附录 B 初始化完成图 (38)
附录 C 仿真结果图 (38)
附录 D 元器件清单 (39)
毕业设计（论文）中文摘要
智能型多路温度巡检仪设计（硬件部分）
摘要：本设计系统采用多路数字式温度传感器DS18B20和STC90C516RC+单片机为核心构成多路温度巡检仪，对4路温度信号进行实时在线智能巡回检测，同时该系统具有告警温度限值设定、温度报警与数据显示等功能。该仪表的工作原理主要是：四路DS18B20温度传感器从不同点测量实时温度，并将转换后的数字量传送到单片机，由单片机对温度信号进行处理，并与系统设置好的警戒温度值进行比较，同时送到液晶显示屏LCD1602进行实时显示，当检测到的温度高于或低于设置的温度上下限时，发出声光警报。本设计的软件部分，主要对硬件电路各部分的程序进行模块化设计，从而通过与硬件系统的结合完成温度的实时测量与控制。
关键词：DS18B2；LCD1602；温度设定报警；智能温度巡检仪；单片机
毕业设计（论文）外文摘要
Design of intelligent multi-channel temperature
inspection instrument (hardware)
Abstract: The design of the system using multi-channel digital temperature sensor DS18B20 and STC90C516RC+ microcontroller form the core of the multi-channel temperature inspection instrument, intelligent real-time on-line inspection tour of 4 road temperature signals, also the system has alarm temperature limit value setting, temperature alarm and data display and other functions. The working principle of the instrument is mainly: four DS18B20 temperature sensor from the different real-time temperature measurement, and converted the digital transmission to the microcontroller, by the monolithic integrated circuit to the temperature signal processing, and system and set the alert temperature values are compared, and sent to the LCD LCD1602 display in real time, when the detected temperature is higher or lower than the set temperature of the upper and lower limits, the alarm sound and light. The software part of the design, the main hardware circuit parts of the program for the modular design, so as to complete the temperature measurement and control through the combination of the hardware system.
Keywords:DS18B2; LCD1602; temperature setting alarm; intelligent temperature patrol instrument;MCU
1 绪论
1.1 课题背景
在当今工业化大生产日趋扩张的过程中，检测生产过程温度变化的智能温度巡检仪也被赋予了发挥更大作用的潜力，在生产工业生产中起着不可替代的作用。目前温度巡检仪的设计技术已基本成熟，设计方案也各种各样，许多心的设计方案也层出不穷，当然随着当今电子技术的不断进步，温度巡检仪的设计也只能是越来越自动化、智能化，在生产中所发挥的作用也会更加的高效。随着社会的发展和超大规模集成电路的出现，与其他独立的电子元件相比，单片机具有体积小，价钱便宜，控制能力强等优点，在工业、消费品、军事、通讯等领域的应用越来越广泛，利用单片机来设计的新产品实现不同程度的智能化将是历史发展的趋势，各种各样的设备也将会随着单片机的发展而不断的推陈出新。
在实际生产和生活等各个领域中，温度是环境因素不可或缺的一部分，对温度进行及时精确的控制和检测显得尤为重要。温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。众所周知，温度信号的采集与控制逐渐成为现代工业生产中的常见问题，在生产过程中常常需要对具体场合的温度进行实时采集和实时监控。随着生产力的发展，生产规模的扩大和对生产管理的自动化水平的要求越来越高，在很多场合，诸如电机、锅炉、饮料、食品、中频热处理行业的水路温度保护，变电所各电节点的温度检测等，要求温度巡检仪能自动巡检，以达到无人看守，温度自动巡检的目的。
智能温度巡检仪首先要进行数据采集就是将一般的物理量通过传感器转换成数字量供给CPU进行处理。具体的来说，就是通过特有的温度传感器采集某一处的温度信号，将温度信号以数字量或者模拟量的形式传出，本设计采用的是能够传到数字量信息的DS18B20传感器，在此传感器的基础上进行设计。诚然，现在传感器技术的发展正在经受着微电子技术的深刻影响，从而进一步促使传感器技术继续发展。有许多的国家正致力于将微处理器与传感器集成于一体，以构成超小型、廉价的测量仪器的主体。
1.2温度控制的发展概况
1.2.1国内温度控制的发展概况
在我国温度传感与温度控制技术发展情况来看，温度传感与温度控制技术大致经历了三个发展阶段：手动控制，自动控制和智能化控制。生产者采用手动控制方式，对生产环境温度作出直接、迅速、有效的控制。计算机自动控制的温度控制技术实现了生产自动化，通过改变温室环境的设定目标值，可以自动地对生产环境温度进行调节。目前我国绝大部分工业生产都采用这种控制方式。特别是
随着计算机技术的迅猛发展，以单片机为主的嵌入式系统已经广泛应用于工业控制领域，形成了智能化的测量控制仪器，从而引起了仪器仪表结构的根本性变革。
智能控制仪表在引入单片机之后，已经降低了对某些硬件电路的要求，但是测试电路仍然占有很重要的位置，尤其是直接获取被测信号的传感器部分仍应给予充分的重视，有时提高整台仪器性能的关键仍然是在于测试电路尤其是传感器的改进。现在传感器也正在受着微电子技术的影响，不断发展变化。由许多的国家正致力于将微处理器与传感器集成于一体，以构成超小型、廉价的测量仪器的主体。在国内工业电子技术的发展阶段，对相关信号的数据采集和巡回检测已经成为十分实用的应用技术，并广泛应用于工农业中需要实时检测温度、湿度和压力等信号的场合。在工业控制系统中，常常需要对相关信号或数据进行采集，这些数据的获取与利用是整个工业控制系统的基础环节。而获取这些数据信号，通常是通过一些相对独立的单片机系统来完成的。本篇论文从生产的实际需要出发，采用了较低成本的DS18B20构成多路数据采集巡检系统。因此，这种数字式的智能多路温度巡检装置的设计与应用更具有发展的优势。
1.2.2 国外温度控制的发展概况
国外对温度传感与温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。在国外，上世纪八十年代末开始出现分布式控制系统，该系统是由中央控制装置、终端控制设备和相关的传感器等组成。通过计算机结合相关的程序确定生产环境温度的具体参数，并将系统指令传递给终端控制系统；同时作为系统的终端的设备实时的发送监测数据到中央控制装置，从而系统根据中央控制装置的指令通过计算机处理做出反应，并将最终的输出控制信号，作用到执行终端来保证处理信号的有效执行，从而实现生产环境中温度的监测与调节。目前，国外正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现在智能的温度巡检仪的设计，我国比起国外国家，仍处于起步较晚，技术层面高度较低，综合的创新能力不足等状况。就单片机的发展现况而言，以欧美和日韩的技术最为成熟，他们几乎霸占了整个智能控制的市场，并制定了相关的行业标准，通过不断的技术方面的推陈出新，使得其相应的产品能够不断的更新换代，从而使之功能、精度、安全性等都得到不断的提升。然而在这方面我们做的还有差距，需要努力提升的方面还是有很多。所以我们在研究新技术的同时还要加强相关产业结构的规划与调整，在产品的科技含量上做功课，并不断地提升本国产品的科技附加值，使产品向着更加智能化的方向发展，努力缩小同发达国家之间的差距。
1.3 课题研究内容
本设计所介绍的温度循环采集与控制技术相比传统的温度采集，可以更加方便的显示温度的读数，同时由于DS18B20传感器可以监测-55~+125℃的温度范围，所以本设计内容兼具了测量范围的广泛性，测量温度的准确性，由于传感器内集成了数模转换的电路，所以可以实现直接数字显示具体温度的要求。该项设计的目的是对实际工业生产过程中的温度获取并由检测系统进行数据监测以及单片机系统同步对温度数据进行处理，以及显示对应的温度数据，同时学习单片机相关温度信号的获取与相关的控制技术。
本次设计主要解决以下内容：
1．对4处不同的测试点巡回检测其温度，进行集中管理，集中控制。
2．在测量范围内可以正常显示。
3．采用单片机为中心的处理方式，可以对温度信号监测和告警。
4. 实时温度不位于警戒温度范围时，扬声器和LED灯告警。
5．系统有较强的抗干扰性能。
6．有较高的分辨率，极好的可维护
2 方案设计与硬件选择
2.1 系统整体方案设计
本设计采用4路输入，由4个不同序列号的温度传感器组成采集电路，可采集测量温度的范围是-55~+125℃,同时采用3个设置操作按钮，可以分别设置不同传感器的高低温上下限值，并通过lcd1602巡检显示。对每个通道，传感器参数与工程参数都可以通过键盘设定。通常情况下，仪表自动显示多路数据，也可通过键盘固定显示任一路数据。
2.2 硬件总体结构
硬件部分是对系统进行设计的首要部分，硬件系统结构优化程度将关系到整个温度监测与控制方面的应用表现。本次设计围绕STC90C516RD+单片机进行设计。整个硬件系统分为以下几个部分：DS18B20传感器采集并处理输出部分，键盘扫描及液晶显示部分，单片机接口设计部分以及温度实时监控部分。
图2.1 硬件总体结构
2.3 系统硬件的选择
根据以上系统方案进行硬件的选择，硬件选择的过程中应注意的是： 1、充分考虑常用的电路作为单片机最小系统电路。
2、在满足功能要求基础上，尽可能的保留系统扩展的空间便于进一步开发。
3、硬件部分要考虑到软件方案的实现，使得两者协调发挥作用。
4、选择元器件要尽量做到性能匹配。
5、充分考虑系统的可靠性。包括元件选择、PCB 板中设计通道间相互隔离等。 本次设计将根据以上原则来选择所需元器件，并按照一定的顺序叙述元件的选择，顺序如下：单片机系统、温度传感器、LCD 显示模块、LED 报警模块、扬声器模块、按键模块。
2.4 单片机概述及选择
单片机，即单片微型计算机（single chip microcomputer ）。在国际上将其命名为微控制器（Micro Controller Unit,MCU ）。
报警电路
液晶显示
温度采集
键盘输入 单
片 机系统
2.4.1 STC90C516RD+的封装及引脚说明
STC90C516RD+封装形式及管脚图如2.2所示。
图2.2 STC90C516RD+RC引脚图
STC90C516RD+RC内部部分结构说明：
该系单片机由微处理器、片内存储器RAM/ROM、P0~P3组成的I/O端口、各种存储器组成的特殊功能寄存器SFR、串行接口、定时/计数器等所构成。
内部数据存储器RAM：片内的256个字节RAM单元，其中高位128个字节单元被SFR占用，可以供用户使用的只是低128个字节，其地址范围00H~7FH用于存放用户数据。
内部程序存储器ROM：芯片中共有4KB ROM，地址范围是0000H~0FFFH,用来存储程序、原始数据或表格。
并行I/O端口：芯片内共有4个8位的端口（P0、P1、P2、P3），以实现数据的并行输入/输出。
STC90C516部分引脚功能说明：
（1）主电源引脚Vss和Vcc。
●Vss（20脚）：负电源端，接地脚，0V基准（有时也记为GND）。
●Vcc（40脚）：正电源端（+5V）。
（2）输入、输出端口引脚P0、P1、P2、P3的介绍。
●P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）是一个8位可以实现并行通讯的I/O数
据端口，它是分时传送的低字节地址和数据总线，在对片载EPROM或FLASH烧写或校验时，提供8位数据输入输出通道。
●P1端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）是一个带有内部提升电阻的8位准双向
并行I/O端口，在对片载EPROM或FLASH烧写或校验时，作为低8位地址输入通道。
●P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：是内部自身带有提升电阻的8位可实
现双向数据通讯的I/O端口。在访问外部存储器时，它输出高8位地址，在对片载EPROM或FLASH烧写或校验时，用于输入高位地址或控制信号。
●P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：是内部自身带有提升电阻的8位可实
现双向数据通讯I/O端口。P3端口除了作为一般的准双向端口使用外，每个引脚还有特殊功能。
表2.2 P3口引脚复用功能
引脚号复用功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 错误！未找到引用源。（外部中断0）
P3.3 错误！未找到引用源。（外部中断1）
P3.4 T0
P3.5 T1
P3.6 错误！未找到引用源。（外部数据存储器写
选通）
P3.7 错误！未找到引用源。（外部数据存储器读
选通）
2.4.2 STC90C516RD+单片机的性能及特点
主要特性及参数：
●与MCS-51 兼容
● 8K字节可编程闪烁存储器●寿命：1000写/擦循环
●数据保留时间：10年
●全静态工作：0Hz-40Hz ●三级程序存储器锁定
● 512B内部RAM ● 32可编程I/O线
●两个16位定时器/计数器● 5个中断源
●可编程串行通道
●低功耗的闲置和掉电模式●片内振荡器和时钟电路
STC90C516RD+采用40引脚的双列直插式封装(DIP)形式，内部由CPU，8KB的ROM，512B的RAM，3个16位的定时、计数器T0和T1和T2 ，4个8位的I／O端口和一个全双工串行通信口等部分组成。
综上所述STC90C516RD+单片机以其高性价的特点，特别适合于仪器仪表的应用。所以本设计依托STC90C516RD+型单片机，进行系统的设计，并利用多个DS18B20
温度传感器进行该温度巡检仪表的设计。
2.5 温度传感器的简介及选型
本文讨论温度传感器对温度信号的采集控制系统，并结合STC90C516RD+单片机提取DS18B20数据值并由液晶显示电路将测定的数据显示出来。数字式温度传感器可以通过内部电路进行转换，并把模拟的温度数据通过转换电路以数字型数据进行输出，从而构成了具有数字输出能力的温度传感器，如图2.3所示。
图2.3 DS18B20内部结构与封装图
DS18B20数字传感器，具有如下性能优势：
●单总线专用技术，微处理器仅需一条端口线即可实现与DS18B20双向通信。
●不需要外部器件。
●内含寄生电源，电压范围：3.0~5.5V。
●测温范围：-55~125℃。
●用户可自定义的警戒值。
●DS18B20采用节能设计，在等待状态下功耗近似为零。
综上所述，采用DS18B20数字式温度传感器作为本设计的温度采集与处理的核心器件，既满足了设计的低功耗特性，同时兼具了更换器件简单便于维护等特点，在设计上也更加简便直观，有利于实物的应用化的推广。
2.6 显示模块的对比选择
液晶显示的设计与应用是整个检测装置的基础之一。因此，选择显示器的类别，对显示器的对比选择也是该设计的重要组成部分。
LED是发光频率和颜色是由制造材料决定的，通常用红色，但也有黄色或绿色的发光二极管。也是智能化测量控制仪表中简单而常用的输出设备，通常用来指示机器的状态或其他信息。具有耗电低，寿命长，接口方便，价格低廉等优势，故而在智能化监测与控制仪表被广泛的应用。
LCD 是材质为液晶的显示元件。具有功耗极低，显示质量高，无电磁辐射等优点，因此在仪器仪表中常被作为显示器件的考虑对象。
本论文对液晶的选择，主要考虑常用两种液晶LCD1602和LCD12864。 2.6.1 LCD1602
1602是最常用的液晶显示，其引脚图如图2.6所示。
液晶
V S S 1V C C 2V E E
3
R S 4R /~W 5E 6D B 07D B 18D B 29D B 310D B 411D B 512D B 613D B 7
14
+L E D 15-L E D
16
U2
LCD1602
图2.6 1602管脚图
对于1602我们已经很熟悉，其管脚说明如表2.3所示。
表2.4 LCD1602管脚说明
编号
符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 DB2 数据 2 VDD 电源正极 10 DB3 数据 3 VEE 液晶显示偏压 11 DB4 数据 4 RS 数据/命令 12 DB5 数据 5 R/W 读/写选择 13 DB6 数据 6 E 使能信号输入 14 DB7 数据 7 DBO 数据 15 +LED 背光源正极 8
DB1
数据
16
-LED
背光源负极
1602的管脚信息下： 第1脚：VSS 为电源。 第2脚：VDD 接3.3V 电源。 第3脚：VEE 为其对比度的调整端。
第4脚：RS 为1602显示器对寄存器进行选择的管脚。 第5脚：R/W 为1602显示器对读写信号进行操作的线。 第6脚：E 端为1602显示器使能信号的作用端。 第7-14脚:DB0-DB7为8位双向数据线。 第15脚：背光源正极。 第16脚：背光源负极。 2.6.2 LCD12864
12864汉字液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置 8192 个中文汉字（16X16 点阵） 、128个字符（8X16点阵）及 64X256点阵显示 RAM （GDRAM ）。
主要技术参数和显示特性:
电源：VDD 3.3V- +5V(内置升压电路，无需负压)； 显示内容：128列× 64行
与MCU 接口：8位或4 位并行/3 位串行 其引脚图如图2.7所示。
LCD 12864
V S S
1V D D 2V 03C S 4R /W 5C L K 6D 07D 18D 29D 310D 411D 512D 613D 714P S B 15N C 16R E T 17N C 18L C D _A 19L C D _K 20
图2.7 LCD12864管脚图
其引脚说明如下表2.5所示：
12864各个管脚的功能以及定义如表2.5所示，管脚说明如下所示： 具体指令介绍：
（1）清除显示
CODE ：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
L
L
L
L
L
L
L
L
L
H
功能：清除显示屏幕，把DDRAM 位址计数器调整为“00H”。
（2）位址归位
CODE ：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
L
L
L
L
L
L
L
H
I/D
S
功能：将在操作的行在屏幕上首行显示。
表2.5 LCD12864引脚说明
引脚引脚名称方向功能说明
1 VSS 模块的电源地
2 VDD 模块的电源正端
3 V0 LCD驱动电压输入端
4 RS(CS) H/L 并行的指令信号/数据信号；串行的片选信号
5 R/W(SID) H/L 并行的读写选择信号；串行的数据口
6 E(CLK) H/L 并行使能端；串行的同步时钟
7 DB0 H/L 数据0
8 DB1 H/L 数据1
9 DB2 H/L 数据2
10 DB3 H/L 数据3
11 DB4 H/L 数据4
12 DB5 H/L 数据5
13 DB6 H/L 数据6
14 DB7 H/L 数据7
15 PSB H/L 并/串行接口的选择：H-并行；L-串行
16 NC 空脚
17 /RET H/L 复位
18 NC 空脚
19 LED＿A 背光源正极（LED+5V）
20 LED＿K 背光源负极（LED-0V）
（3）显示状态开/关
CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L L L L L H D C B
功能：D=1；整体显示ON C=1；游标ON B=1；游标位置ON
（4）游标或显示移位控制
CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L L L L H S/C R/L X X
功能：设定游标的移动和游标的显示移位控制位。
（5）功能设定
CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L L L H DL X 0 RE X X
功能：DL=1（必须设为1） RE=1；
（6）读取忙碌状态（BF）和位址
CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L H BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 C0
功能：判忙。读出AC值。
2.6.3 液晶的比较选择
考虑到本系统对显示器的要求，由表2.4与表2.5的比较，根据两种显示器技术指标的比较以及测试系统对液晶的显示要求来看，可发现LCD1602更具有优势。LCD1602液晶的主要特点:功耗相对不高，符合数据显示需要，而且硬件电路简单，占用I/O 口相对较少，软件编辑也叫简单，结合定制的德飞莱开发板LCD1602液晶更具优势，采用简单的直插式安装也为此系统设计安装带来了方便。
相对比下LCD12864占用的单片机的I/O口相对较多，而且其显示过程中功耗也更大，其优势是屏幕上可以显示更多行的中文或其他文字，由于本设计用到的显示模块只是简单的温度警戒值设置和巡检多路温度的显示，不用显示太多的汉语文字，用普通的英文标示即可。故而LCD1602更具有优势，因此本论文选用LCD1602型液晶。
2.7键盘的设计
键盘是有编码式键盘和非编码式键盘两类。
编码式键盘除了按键之外，还包括了产生键码的硬件电路等。当外部机械操作按下一个键，编码式键盘能自动产生相对应的键码，并产生一个脉冲信号传递给CPU。其特点是接口程序简单，方便使用，但对硬件电路要求较高，相对成本也较高，所以一般很少应用在单片机系统中。
非编码式键盘仅由排成行、列矩阵形式的按键组成，其作用只是实现接点的简单接通或断开，其按键去抖、键编码的形成和键识别等均由软件来完成。
综合对不同键盘功能特点的描述，由于本设计键盘的用途只是简单的实现接通或断开，通过软件采集他的动作，相对软件的处理按键的去抖动、按键的编码的形成和按键识别等更方面处理，所以从经济实用方面，在本单片机设计应用系统中非编码式键盘更加合适。经过以上对比，可以采用非编码式键盘。
3系统硬件设计及调试
3.1硬件设计方框图
上面已对系需要的器件已选定，本节对于系统的硬件设计图做了相应的完善，如图3.1所示。此图包括了DS18B20多路温度获取部分、预定义初始化按键部分、1602显示部分及报警控制部分。更清晰的呈现出多路温度巡检仪的工作原理。
图3.1系统方框图
本节将详细的说明在四路温度巡检仪中所涉及到的各电路模块的设计思路及方法。本设计的思路是以单片机和温度采集以及显示模块为核心，围绕这个核心，增加必要的外围电路来辅助和完善本次设计，是系统能够正常工作，实现所期望的各种功能。
3.2 STC90C516RD+最小系统及工作电路
STC89C516RD+单片机正常工作，需要搭建基本工作电路，如图3.2所示。 1.晶振电路
本设计所采用的是内部时钟方式。单片机的XTAL1和XTAL2引脚通过外部接入晶振的方式，可在单片机内部产生系统正常工作必须的时钟信号脉冲。C8和C9可以稳定振荡频率，并使快速起振。本电路选用晶振12MHz ，C8=C9=22pF 。
2.复位电路
为使单片机初始化时固定的处于某种既定的状态，这就充分验证了该电路的有效作用。从而使其从复位开始工作。实现复位操作的方式有上电复位和按键复位。本设计采用了两者结合的复位操作电路方式。
如果单片机RST/VPD 引脚接口得到高的电平信号，那么22μF 的复位动作电容C3开始进行充电动作，此时RST 引脚电平将被拉低。若该电平可以保持适当的周期，便起到到复位作用。本设计选择C3=22μF，R7=1K Ω[7]作为复位电路的参数。
报 警 控 制 模 块
LCD 显示
键盘
单片机系统
四 路 温 度 传 感 器
图3.2STC89C52 最小系统图
3.3 温度信号采集模块的设计
本设计温度信号获取模块采用了数字式温度传感器DS18B20，对现场温度信号进行收集获取并处理，选择该传感器的具体原因见2.5节中相关说明。
3.3.1 数字温度传感器DS18B20
DS18B20的应用范围：
1. 该传感器适用于冷冻仓，储罐等温度采集和相关的控制领域。
2. 轴瓦、缸体、纺机、空调等狭小空间工业设备测温和控制。
3. 汽车空调、冰箱、冷柜以及中低温干燥箱等。
接线说明：
DS18B20接线特点，采用了独特的单线总线，它用一根线实现信号的双向传输，具有接口简单、容易扩展等优点，并且可以同时挂接多个从机，适用于单主机多从基工程的系统。
可编程的温度转换分辨率，可根据需要在9~12bit只见选取。12位数字（测温分辨率达0.0625℃）可以在750ms内把模拟量的温度数据转换为数字量的值。由于每一个DS18B20有自己的一个唯一对应的序列号，故而多个DS18B20即使同时在于一条单总线上交换温度数据，也不会对温度信号造成误读或干扰。这使得DS18B20可应用于更多领域成为可能。
DS18B20是美国DALLAS公司生产的新型单总线数字温度传感器。通常DS18B20传感器采用3脚封装，当然也有的采用8脚的形式，从图3-3中看到，DS18B20读写数据都是在单一的总线上进行的，其与微控制器的通信方式是以串行通信的方式进行的。
图3-3 DS18B20管脚图
DS18B20温度传感器将各种器件不同部分封装在同一半导体器件中，它包括温
敏部分、A／D转换部分、存储器部分等，从而使得DS18B20最终的输出数据以数字值的形式传出温度信号。其信号传输的单总线结构通常采用两芯(或三芯)电缆的形式。一条单总线电缆上可以挂接若干个数字温度传感器，每个传感器有一个唯一的地址编码。微控制器通过对器件的寻址，就可以读取某一个传感器的温度值，从而简化了信号采集系统的电路结构。采集端口的连接线减少了50倍，既节省了
造价，又给现场施工带来极大的方便。
3.3.2 DS18B20封装结构和功能特点
DS18B20是实现单总线测控网络的关键器件，它的内部结构如图3-4所示。
图3-4 DS18B20内部结构框图
RAM 中EEROM用于存储TH、TL和配置寄存器的值。数据先写人RAM，经校验
后再传给E2ROM。通过DS18B20功能命令对RAM进行操作。
当主机传入温度转换命令(44H)时，即开启温度转换。主机通过读暂存器功能
命令(BEH)，将温度值读出。通过写暂存器功能命令，改变分辨率的设置。
3.3.3 DS18B20的存储特性
DS18B20内部存储器的内部封装结构，如表3.2所示。
表 3-1 存储特性表
字节ROM RAM 其他
0 产品代号(28H) 温度低8位
1 48位温度高8位E2ROM
2 器件序号TH TH
3 TL TL
4 配置寄存器配置寄存器
5—6 保留
7 CRC 保留
8 CRC
RAM中包含9个字节的高速暂存器和非易失性电擦写E2ROM。RAM 中EEROM用于存储TH、TL和配置寄存器的值。数据先写人RAM，经校验后再传给E2ROM。通过DS18B20功能命令对RAM进行操作。
表 3-2 温度存储格式与配置寄存器控制字格
3.3.4 温度传感模块连接图
本设计实物的protel电路原理图中温度传感模块连接部分如图3-5所示。
图 3-5温度传感模块连接图
毕业设计-温度控制系统-开题报告-文献综述
燕山大学 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：温度传感与温度过程控制研究 学院（系）：里仁学院电气工程系 年级专业：07仪表2班 学生姓名：饶佳新 指导教师：程淑红 完成日期：2011.3.15
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.国内外研究动态 温度控制器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度控制器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量日渐上升。温度控制器是一种温度控制装置，它根据用户所需温度与设定温度之差值来控制加热器运作，从而达到改变用户所需温度的目的。近百年来，温度控制器的发展大致经历了以下阶段： (1)模拟、集成机械式温度控制器； (2) 电子式智能温度控制器。目前，国际上新型温度控制器正从模拟式向数字式、电子式由集成化向智能化、网络化的方向发展。 现今基于单片机的温度控制系统在生产、安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近年来，国内基于单片机的温度控制系统在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长，进入21世纪后，智能的温控系统正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温控器和网络温控器、研制单片测温控温系统等高科技的方向迅速发展。但是比起国外，我们仍处于起步晚，高度低，技术创新能力薄弱的状况，技术密集型产品明显落后于发达工业国家，自主研发产品少，缺乏核心技术是硬伤。就单片而言，以欧美和日韩的技术最为成熟，他们几乎霸占了智能市场，并制定了相关的行业标准，在技术方面不断的革新使产品不断的更新换代，使之功能、精度、安全性等都不断得到新的提升。在这方面我们做的还远远不够，与发达国家的差距还很大。我们在研究新技术的同时还要加强产业结构的调整，在产品的科技含量上下功夫，不断地提高产品的科技附加值，使产品向着更加智能化、的方向发展，努力缩小同发达国家之间的差距。 2.选题的依据和意义 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温度有着密切的联系，在冶金、化工、建材、
巡检机器人的调研报告
上海电力学院 关于巡检机器人的调研报告 院（系部）自动化工程学院 专业名称: 电机与电器 学生姓名: 杨雪莹 导师: 薛阳 2013 年 12 月
目录 1 巡检机器人的发展状况........................... 错误!未定义书签。 2 巡检机器人的应用............................... 错误!未定义书签。 高压线路巡检机器人.......................... 错误!未定义书签。 机器人仿真.............................. 错误!未定义书签。 巡检机器人越障.......................... 错误!未定义书签。 变电站巡检机器人............................ 错误!未定义书签。 校园巡逻机器人.............................. 错误!未定义书签。 3 总结 .......................................... 错误!未定义书签。参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。
1 巡检机器人的发展状况 目前巡检机器人已在多个领域中应用，它的智能化推动着它在应用领域的市场前景将是越来越广，尤其是在电力行业。它在多种场合发挥着作用，如变电站，高压线路中等等。 2013年12月9号中山供电局经过三个多月的试运行，该局将“智能巡检机器人”正式投入到500千伏桂山巡维中心使用，开创南方电网公司首例无轨化设备巡视工作。传统的机器人需要铺设类似于火车轨道那样的磁轨，机器人就只能沿着磁轨作运动。而最新投入使用的机器人实现了无轨化运作，不需要铺设任何轨道，也无需进行任何基建工程，机器人就可以直接在日常的路面上运作，既省下基建施工的时间，又节约了投入成本。凭靠机器人配备的四驱越野底盘，还可以爬上30度的陡坡。该机器人上配备了激光扫描设备，可将站内的设备位置，道路扫描为地图，我们在后台为它规划好巡视路径后，它就可以按照指示去工作了。 机器人巡线最大的优点则是，无论白天黑夜还是刮风下雨，它都可以在没有人看管的情况下能自动自觉并出色完成一般日常巡视所包含的工作内容。这样一来，机器人不但减轻了工作量，而且在遇到严重故障或者恶劣天气时，它还可以降低工作人员的安全风险。 智能机器人还具有自动续航功能，当蓄电池电量低于设定值时，它将自动驶入存放室进行充电。据悉，中山供电局通过对智能巡检机器人进行了三个月的试用，已经收到不错的成效。此次正式投入使用，在南方电网公司尚属首例。 2013年11月11日上午，在国家知识产权局与世界知识产权组织举办的第十五届中国专利奖颁奖大会上，由国网山东电力科学研究院申报的外观专利“变电站巡检机器人”荣获外观专利金奖，成为5个金奖之一。这是国家电网公司历史上获得的第一个中国外观专利金奖，也是中国电力行业惟一当选的金奖。 变电站巡检机器人能够全天候全方位全自主对变电站设备进行无人值守巡检,从而代替繁重的变电站设备人工巡检,提高了变电站巡检的自动化、智能化水平,确保了智能电网的安全可靠运行。 该变电站巡检机器人产品外壳采用无污染、抗冲击、高绝缘的ABS树脂材料，具有较好的环保性和安全性；产品外观采用了“仿人”化创新性设计，整体颜色融合变电站“环境”因素，同时配以红色的机器人颈部绕圈与多色的告警指示灯
智能温度巡测仪设计()Word
毕业设计（论文）题目：智能温度巡测仪
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
智能巡检仪说明书
智能巡检仪 使用说明书 江苏中科仪表有限公司智能巡检仪
目 一、智能巡检仪表性能特点 (2) 二、技术指标 (2) 三、仪表参数设置 (5) 四、仪表接线方法 (13)
概述 本系列智能数字巡检仪表采用专用的集成仪表芯片，测量输入及变送输出采用数字校正及自校准技术，测量精确稳定，消除了温漂和时漂引起的测量误差。本系列仪表采用了表面贴装工艺，并设计了多重保护和隔离设计，并通过EMC电磁兼容性测试，抗干扰能力强、可靠性高，具有很高的性价比。 本系列智能数字巡检仪表具有多类型输入可编程功能，一台仪表可以配接不同的输入信号（热电偶/热电阻/线性电压/线性电流/线性电阻/频率等）, 同时显示量程、报警控制等可由用户现场设置，可与各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、容量、力等物理量的测量显示、调节、报警控制、数据采集和记录，其适用范围非常广泛。 智能数字显示仪表以双排四位LED显示测量值（PV）和通道值（CH），以双色发光管进行各个通道测量值报警显示，还具有零点和满度修正、冷端补偿、数字滤波、通讯接口、多种报警方式，可选配继电器报警输出，还可选配变送输出，或标准通讯接口（RS485或RS232C）输出等。
一、智能巡检仪性能特点 1、专用的集成仪表芯片，具备更为可靠的抗干扰性及稳定性。 2、万能信号输入，通过菜单设置即可配接常用热工信号。 3、可在线菜单修改显示量程、变送输出范围、报警值及报警方式。 4、软、硬件结合的抗干扰模式，有效抑制现场干扰信号。 5、数字化校准技术，无电位器等可调部件。 6、热电偶冷端温度及热电阻引线电阻自动补偿。 7、可分别设置每一通道的测量量程及上下限报警值。 8、具有快速巡检和定点监视功能，巡检时间可设。 9、通过来自输入、输出及电源端的电磁兼容（EMC）测试。 二、技术指标： 1、显示方式：双排四位LED显示测量值（PV）和通道号（CH）。 2、显示范围：-1999～9999。 3、测量准确度：±0.2%FS±1字或0.5%FS±1字；±0.1%FS±1字（需特殊订制）。 4、显示量程和分辨率：各通道可根据需要分别设置显示范围和小数点位数； 5、输入信号：
温度控制系统毕业设计
摘要 在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。 关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could
智能机器人巡检系统在变电站中的应用
智能机器人巡检系统在变电站中的应用 现如今，我国的社会经济不断发展，科学技术也发展的越来越迅猛，各行各业都已经逐渐在实际的生产以及经营过程中采用智能机器人来进行实际运作，而智能机器人的巡检系统在变电站当中的科学合理应用，不仅能够打破传统人工巡检的局限性，而且能够取得良好的应用效果，文章对智能机器人的巡检系统在变电站当中实际应用进行详细的分析。 标签：智能机器人；巡检系统；变电站；应用 当前，在计算机网络的迅猛发展影响下，各行各业的智能化已经逐渐普遍起来，特别是现代化的一些超高压、特高压输变电系统工程已经逐渐向多元化的方向发展，而对于这些新技术，传统的运行模式以及维护操作方法都不能够满足其自身的需求，并且传统的操作方式在面临当前现代化的设备和操作的时候，其自身也面临着相对应的挑战。比如设备部件的数量比较多、其中相互交联的关系比较复杂，而在这种形势下，如何有效的运行高压电网等等，而利用新型的技术和方式不仅能够有效的提高输电效率，而且能够减少变电站工作人员对其进行维护的负担，能够切实有效的保证设备的正常安全运行。传统的变电站巡检方式已经逐渐“过时”，而智能机器人的巡检系统应用，不仅能够降低人工巡检的局限性和误差，而且能够通过智能机器人的一系列技术，详细的对变电站进行严格的检查和监督，从而保证变电站的长期稳定发展。 1 国内外变电站巡检技术分析 传统的变电站巡检一般都是通过人工来完成的，利用工作人员的感官器官以及配备一些比较精密的仪器等等，来对变电设备进行详细的检查和巡视，这种传统的巡检方式不仅导致工作人员的劳动强度过大，而且对质量的检测很容易出现分散的情况，找不到准确出现问题的原因。而现如今，在科学技术以及网络社会不断发展的影响下，计算机技术以及微机监控技术在变电站当中越来越被广泛的利用，特别是巡检机器人利用其自身独有的系统以及特点，不仅不会受到天气以及环境的一些外在因素影响，而且能够缩减值班人数，对其进行设定之后，机器人就会自己执行巡检任务，这样能够有效保证设备的安全运行，并且最大限度的减少设备的事故发生率。而在变电站当中使用的智能机器人，一般都属于特种的机器人，在对其进行研究的过程中，可以发现，国际上对这种特种机器人已经形成了独有的研究领域，机器人在电力系统当中的实际应用，主要集中在电力设备方面，其中包括一些线路、变压器以及发电设备等等，对这些设备进行日常了检测、维护以及检修工作。在对机器人研究的过程中，不难发现，国内外对机器人的研究以及实际投入到使用当中的机器人主要包括变电站的设备巡检机器人、高压带电作业的机器人、核电站作业的机器人等等，而在对其进行不断的探索和研究的过程中，我国的变电站机器人巡检已经逐渐取得了很有效的研究成果，在变电站的应用中也取得了非常良好的效果[1]。 2 变电站巡检机器人的系统设计以及功能
基于单片机的智能温度巡检仪设计
第2章基于单片机的智能温度巡检仪设计 对于工业过程小型测控设备或者专用的智能化仪表，自动化工作者一般是采用以单片微型计算机为核心，配以相应接口电路的模式来实现。单片机本身只是一个微控制器芯片，只有当它和外围电路有机地组合在一起，并配置适当的工作程序后，才能构成为一个单片机智能应用系统。 本章以工业生产过程中最基本的温度参数测量为例，说明一台智能温度巡检仪的设计思路、硬件配置、软件编程、系统结构及调试考核过程。 2.1 设计任务 2.1.1 主要功能 为了满足工业生产过程监控的要求，设计的智能温度巡检仪应当具有如下功能：能与常用温度传感器配合检测多路温度，本例是与温度传感器Pt100型铂热电阻配合，巡回检测8路温度；可选择定点显示方式，也可选择巡回显示方式；在全量程内，可设定超限报警值，当实测温度超过设定值时，发出报警信号且有常开接点输出；将检测的每路温度转变为与之线性对应的4～20mA电流输出；支持RS-485通信方式，方便组成局域监控网络，使实测温度、温度超限设定值等参数在网络中共享。 2.1.2 技术指标 ?测量范围：-200℃～850℃。 ?测量精度：优于0.5级。 ?温度巡检周期：1s。 ?巡回显示周期：以秒为单位，可选定。 ?工作环境温度：0℃～50℃。 ?相对湿度：小于85%。 ?供电电源：220V AC，±10%，50Hz。 ?结构形式：盘装式。 ?外形尺寸：160mm（长）×80mm（宽）×160mm（深）。 开孔尺寸：152mm×76mm。 2.2 总体设计 首先要确定实现主要功能与技术指标的硬件、软件的总体设计方案。必须遵守以下三个设计理念。 ①智能温度巡检仪是以单片机为核心的嵌入式系统，有些功能既可以通过软件编程实现，也可以通过硬件配置实现，应当遵守“能软不硬”的理念，即凡是能够用软件方案实现的功能就不用硬件方案实现，其目的是降低制造成本。软件方案只需在软件开发设计中一次性投入，一旦开发成功，在制造过程中将降低材料成本和安装成本，同时能够提高整机的可靠性。任何电子元器件都有老化失效的问题，整机的可靠性与采用元器件的数量成反比，减少使用的元器件数量，就相当于提高了整机的可靠性。 ②设计过程应当兼顾技术指标与经济指标，技术指标再高的仪表设备，如果制造成本高、售价高，将不会有市场前景。 ③在设计过程中，选用的元器件与材料的市场供应渠道必须畅通。电子元器件、电子材料的发展日新月异，必须选用目前市场敞开供应的元器件与材料，否则将给日后的制造与维护带来很多麻烦。如果设计中选用了一些早已淘汰的元器件，将无法实现样机的研发。即便样机开发成功，以后生产制造中的材料采购也十分困难。 1.硬件总体方案 主机电路采用以8位单片机为核心的方案，片内要有足够多的资源，尽量减少扩展外部功能芯片，减小体积，降低造价。单片机要有如下资源： 1.足够的片内程序存储器，容量不小于20KB 2.足够的片内数据存储器，容量不小于256B
NHR-5700系列多回路温度巡检仪使用说明书
版本号：5700-130601 NHR-5700系列多回路数字显示控制仪使用说明书 一、概述 NHR-5700系列多回路数字显示控制仪采用了表面贴装工艺，全自动贴片机生产，具有很强的抗干扰能力。本仪表支持多种信号类型输入，可与各类传感器、变送器配套使用，实现对温度、压力、液位、速度、力等物理量的测量显示，可巡回检测8～16路测量信号，带8路或16路“统一报警输出”、“16路分别报警输出”、统一变送输出”、“8路分别变送输出”功能、485/232通讯等输出功能，适用于需要进行多测量点巡回检测的系统。 二、技术参数 输入 输入信号电流电压电阻电偶 输入阻抗≤250Ω≥500KΩ 输入电流最大限制30mA 输入电压最大限制＜6V 输出 输出信号电流电压继电器24V配电或馈电输出时允许负载≤500Ω≥250 KΩ （注：需要更高负载能力时须更换 模块） AC220V/2A DC24V/2A ≤30mA 综合参数 测量精度0.2%FS±1字 设定方式面板轻触式按键数字设定；参数设定值密码锁定；设定值断电永久保存。 显示方式-1999～9999测量值显示、设定值显示，发光二级管工作状态显示 使用环境环境温度：0～50℃；相对湿度：≤85%RH；避免强腐蚀气体。 工作电源AC 100～240V（开关电源）（50-60HZ）；DC 20～29V （开关电源）。 功耗≤4W 结构标准卡入式 通讯采用标准MODBUS通讯协议，RS-485通讯距离可达1公里；RS-232通讯距离可达：15米。 注：仪表带通讯功能时，通讯转换器最好选用有源转换器 三、仪表的面板及显示功能 1 外形尺寸开孔尺寸 160*80mm（横式）152*76mm 80*160mm（竖式）76*152mm 96*96mm（方式）92*92mm 2）显示窗 PV显示窗：显示测量值；在参数设定状态下，显示参数符号 SV显示窗：显示通道数；在参数设定状态下，显示设定参数值
QGW变电站智能机器人巡检系统技术规范第部分完整版
Q G W变电站智能机器人巡检系统技术规范第 部分 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
Q / GDW —2016 变电站智能机器人巡检系统技术规范第 1 部分：变电站智能巡检机器人 Technical specification for intelligent robot inspection system in substation ?—Part1: Intelligent robot for substation inspection 2016 - 11 - 25发布 2016 - 11 - 25实施 Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW —2016 I 前言 为规范变电站智能巡检机器人的功能要求和性能指标，更好的指导和推进变电站 智能机器人巡检系统在公司系统的实用化应用，制定本部分。 《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准分为 2 个部分： ——第 1 部分：变电站智能巡检机器人； ——第 2 部分：监控系统。 本部分为《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准的第 1 部分。 本部分由国家电网公司运维检修部提出并解释。 本部分由国家电网公司科技部归口。 本部分起草单位：国网山东省电力公司。 本部分主要起草人：冀肖彤、张斌、任志刚、王兴照、吕俊涛、叶飞、周大洲、 黄锐、慈文斌、杜修明、郭源、孙志周、付崇光、王华广、孟海磊、韩磊。 本部分为首次发布。 本部分在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 变电站智能机器人巡检系统技术规范第 1 部分：变电站智能巡检机器人 1 范围 本部分规定了变电站智能巡检机器人的分类与组成、技术要求、检验以及标志、 包装、运输、贮存。本部分适用于变电站智能巡检机器人。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日 期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改 单）适用于本文件。 GB/T 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用机械振动台 GB/T 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 电磁兼容试验和测量 技术工频磁场抗扰度试验 DL/T 664-2008带电设备红外诊断技术应用规范 DL/T 860变电站通信网络和系统 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 变电站智能巡检机器人 intelligent robot for the substation inspecting 由移动载体、通信设备和检测设备等组成，采用遥控或全自主运行模式，用于变 电站设备巡检作业的移动巡检装置（以下简称机器人）。
热电偶
热电偶非线性讨论及分度表的解读 摘要：热电偶的传感特性是非线性的，这种非线性直接影响到温度的测量精度，所以必须对其非线性传感特性进行建模和辨识。目前对热电偶非线性辨识的方法主要有：硬件补偿、多项式拟合法、神经网络法、支持向量机法等。采用硬件补偿需要增加模拟电路，从而产生温漂、增益和误差，同时也提高了测试系统的成本；采用多项式拟合需要较长的计算时间；查表法虽然较快，但是并不是很准确。上述方法不能满足高精度的温度测量和控制要求。本文主要介绍几种非线性补偿方法，如：查表法，曲线拟合法，多项式拟合法等。 为了在电势和需要的温度值之间搭建一座桥梁,从而完成温度值和电势值之间的转换。国家标准规定了部分仪器热电势与温度的关系和允许误差,并统一的绘制成表格的形式,即分度表，得到了分度表以后，需要进一步了解其原理及表达信息，因此通过解读分度表得到需要的温度和热电势相关信息。 关键词：非线性，热电势，查表发，曲线拟合法,分度表解读，工作温度，温度电压转换。
引言：在大量的热工仪器中，热电偶作为温度传感器，得到了广泛使用。它是利用热电效应来进行工作的，其热电势率一般为几十到几μV/0℃。它直接和被测对象接触，不受中间介质的影响，因而测量精度高，并且可以在-200~+1600℃范围内进行连续测量，甚至有些特殊热电偶，如钨—铼，可测量高达+2800℃的高温，且构造简单，使用方便。基于如上优点，热电偶在温度测量领域得到了广泛的应用。 随着科学技术的发展,传感器的作用越来越显著,它是实现自动检测和控制的首要环节]。热电偶是目前应用广泛技术完善的温度传感器,它在很多方面都具备了一种理想温度传感器的条件。它的测温是基于热电效应,即在两种不同的导体(或半导体)组成的闭合回路中,如果它们两个结点的温度不同,则回路中产生一个电动势。得到的都是电势值,而作为测温系统要得到的显然是温度值。由此产生了分度表一种包含温度和电势关系的表格）。
英文版智能巡检仪说明书
1. Summary YK-19 series intelligent Channels Measurement instrument is intelligent, high accuracy controller for temperature, pressure or level measurement. When use it to equipped with temperature, pressure or level sensor, we can consist temperature, pressure or level measurement control system for various type and range. provide RS232 or RS485 to communication with computer or PLC。The instrument has a real-time clock for user get date and time。 2.T echnical specifications Input signal: Resistance temperature Detector Pt100, Cu50, Cu100,3 wires conncet Measurement accuracy : 0.2％FS±1 digit Alarm Output: buzzer communication: isolation RS485, baud 1200～9600bps。 transmit: isolation 4-20mA for the first channel,<250Ω Display : double 4 digit LED display. Power suply: 220V AC. Power c onsumption: 2W Temperature: 0～50℃ Ambient humidity: <85％RH Front panel dimension : 160mm×80mm Installation dimension : 152mm×76mm 3. Operation Key-press Description Press the KEY to mute the Buzzer. at setting parameters state, press the key return to work state. At work state, press the key to switch cycle display and static display. While at cycle display state,the bottom LED are display –xx-, at static display 。 Press the SET key to enter setting status.，After chang the current parameter at setting parameters state, press ▲key making parameter increase one. and hold the ▲key, value will increase or decrease quickly and release for stop. At static display state, press ▲key will change to next channels value display. at setting parameters state, press▼key making parameter decrease one. and hold the ▼key, value wil decrease quickly and release for stop. At static display state, press the key will change to next channels value display.
(完整版)基于51单片机智能温度控制器设计与实现毕业设计
题目基于51单片机智能温度控制器设计与实 现 本题目要求设计者以智能温度控制器为对象，完成硬件系 统和软件设计并实现其功能。 1.熟悉任务，分析课题要求，熟悉温度控制器的原理, 进行方案设计； 2.熟悉硬件设计技术基础、单片机应用系统设计要领， 根据本课题的特点选择相应器件； 3.搜集素材，优选素材，整理素材； 4.完成所硬件电路的装配和调试，编写程序实现其功 能； 5.撰写毕业设计论文。 6.参加毕业设计论文答辩。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可
以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和
基于PT100的多路温度巡检仪设计
基于PT100的多路温度巡检仪设计 【摘要】本文介绍了基于PT100型铂热电阻的多路温度巡检仪的软硬件设计。PT100信号通过电桥接入、放大，进而通过单片机控制多路模拟开关选择不同通道采样；软件处理中则采用复合滤波法处理数据，平滑采样数据；通过将PT100的分度表分段线性化与采样值对比，可得出实际检测温度。该温度巡检仪采用数码管显示，可同时显示8路温度、时钟，并且具有语音报警功能。 【关键词】PT100；动态显示；分段线性；复合滤波 1.引言 PT100在-50～600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等[1]，正是基于此，PT100在各个行业中受到广泛应用。本文设计了一款基于PT100的多路温度巡检仪，可同时测量8路PT100信号，通过数码管同时显示时钟、8路温度值；具有4个按键输入，用于出场调校、报警值设定，并且最终调校参数可保存在单片机自带的EEPROM中；另外，巡检仪还具有语音报警功能。 2.巡检仪硬件电路设计 硬件电路主要由信号前置变换、放大电路，按键电路，显示驱动电路，语音报警电路，时钟电路几部分组成。 2.1信号前置变换电路 巡检仪采用惠斯通电桥接入PT100信号，考虑现场接线时导线的长度不可忽略[2]，采用三线制接法，如图1所示。 图1中V1，F1，F2起保护作用，可防止现场强干扰或接线错误而导致元器件损坏。IN1A、IN1B之差与PT100阻值变化呈线性关系，通过将IN1A、IN1B 变化值采样再对应P100刻度表即可换算得到实测温度。图1中R2，R3，R4均采用低温漂的精密电阻。 REF1为给电桥供电的基准源，将PT100变化的阻值信号转换为电压信号。考虑到PT100电阻变化值小，所转换成的差值电压在毫伏级，因此电源波动对最终采样精度影响很大。基于此，采用LM4040-2.5V精密基准源给电桥供电。 2.2信号放大电路 由IN1A、IN1B两引脚所产生的压差信号非常微弱，直接采样影响精度，因此需要将其放大后再引进单片机采样脚。图2为信号放大电路。8路PT100信号通过多路模拟开关选择轮流采样，D4，D5为8通道模拟开关，CTRL0、CTRL1、
远程温度控制系统毕业设计
引言 温度是工业生产中常见的被控参数之一。从食品生产到化工生产，从燃料生产到钢铁生产等等，无不涉及到对温度的控制，可见，温度控制在工业生产中占据着非常重要的地位，而且随着工业生产的现代化，对温度控制的速度和精度也会越来越高。近年来，温度控制领域发生了很大的变化，工业生产中对温度的控制不再局限于近距离或者直接的控制，而是需要进行远距离的控制，这就产生了远程温度控制。 远程温度控制的通信方式有多种，如通过网络，无线电等等。每一种方式都有其优点和缺点。利用无线电通信，方便、灵活，而且经济。它不需要像网络控制耗费巨大的通信资源，也不受网络速度的影响。 在温度控制的方法上，传统的控制方法(包括经典控制和现代控制)在处理具有非线形或不精确特性的被控对象时十分困难。而温度系统为大滞后系统，较大的纯滞后可引起系统不稳定。 在温度采集方法上，通常是利用热电偶把热化为电信号，再通过A/D转换得到温度值。这种方法速度慢，而且精度不是很高。综合上面的考虑以及自己的爱好，设计了基于无线电通信的远程温度控制系统。本文详细的介绍了系统的硬件设计，软件设计，以及调试等，希望它能给初级电子制作爱好者带来一些无线电通信和温度控制的基本常识，以及应该注意的一些事项。 1、温度控制的发展及意义 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎%80的工业部门都不得不考虑着温度的因素。 现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控制主要应用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会。 2 总体设计与可行性分析 2.1 设计任务 1、利用所学的知识设计远程温度控制系统。电烤箱温度可在一定范围内由人工设定，温度信号检测方案自行确定，用单片机采用PID控制算法实现温度实时控制，静态误差1度，超调量〈2.5%，系统温度调节时间ts〈4分钟。控制输出采用脉冲移相触发可控硅来调节加热有效功率。控制温度范围室温--125℃，用十进制数码显示箱内的温度。
天大自动化智能温度巡检仪
智能装置课程设计指导书 一、设计题目智能温度巡检仪 二、设计目的 1. 深入了解PIC16F877单片机的工作原理，熟练掌握汇编语言程序设计方法，熟 练使用MPLAB-ICD仿真器及MPLAB-IDE仿真调试软件。 2.通过该课程设计使学生初步掌握以单片机为核心的智能装置设计的简单原则、 步骤和方法。 3.熟悉智能装置设计中有关的硬件设计调试，如人机界面等。 4.熟悉智能装置设计中相关软件的设计、编程和调试。 三、设计内容 1.以16F877单片机为核心，结合给出的其他原器件和实验系统原有的内容设计 智能温度巡检仪硬件电路。 2.利用实验板上的半导体温度传感器和两个可调电位器提供的信号作为温度信 号，温度传感器按其原理进行采集，电位器1-5v代表0-500℃。1v以下是出错 3.将采集的温度值循环显示在LED数码管上，每隔20S显示一路，利用放光二极 管做通道指示。 4.可选择一个独立按键进行通道切换，其余三个独立按键进行每个通道上下限报 警值设定。 5.利用EEPROM保存上下限报警值（选作） 四、设计要求 1.根据实验指导书的设计内容及和智能装智实验系统所给出的元件，设计智能温 度显示仪的硬件原理图。 2.按照设计好的硬件原理图在实验系统上用导线搭建硬件电路。 3.用万用表检查硬件电路连接是否正确，检查无误后上电并编制简单的测试程 序分步调试各部分功能。 4.在各部分功能实现后，编制完整的智能温度显示仪系统软件，并进行软硬件联 调，直到达到设计要求。 5.按照设计内容要求测试仪表误差并做分析，给出仪表精度，完成后由教师进行 验收检查。
五、实验设备 1.MPLAB-ICD模块与仿真头 2. 智能装置实验系统 3. 安装了MPLAB-IDE开发软件的计算机 4. 数字万用表 5. 导线若干 六、实验项目 1. 设计智能温度显示仪硬件电路 ⑴采用16F877单片机，利用实验板上提供的TMP36温度传感器模拟温度采集。 ⑵利用实验板上的可调电位器模拟温度采集。电位器输出电压为1-5VDC，对应的温度 范围为0-100度，1v以下是出错。 ⑶采集的温度值循环显示在液晶显示器上，每隔20S显示一路。 ⑷可选择一个按键进行不同通道温度定点显示切换。 2.硬件电路连接与检查 ⑴将设计好的电路由指导老师检查完毕后，在实验板上用导线将实际的电路连接出 来。 ⑵接线完成后对照原理图用万用表逐根连线检查电路连接是否正确，特别是电源 VCC和VDD有无短路。 ⑶检查无误后连接仿真头后通电。 3.编制软件对硬件电路分步调试 ⑴首先对显示电路调试，编制简单的程序实现将固定单元的数在液晶显示。 ⑵编制A/D转换程序，实现对模拟电压进行转换，并将结果在液晶上显示出来。 ⑶编制简单的按键扫描程序，检查按键的硬件连接是否正确。 ⑷每部分编制结束并调试通过后，与前面的程序依次连接成大程序并调试出结果， 最终完成整个程序的编制与调试。 3.仪表软硬件联调实现要求的功能 ⑴将各部分程序进行组合，逐项实现设计要求的功能。 ⑵功能完成后用万用表对照液晶的显示数据上、下量程各取10个点检查显示误差并分析。 ⑶编制仪表的使用说明。 ⑷将误差分析结果、使用说明及运行中的实验板经指导教师验收合格后，完成课程
多路温度巡检仪操作规程
文件编号 JK-1008U多路温度巡检仪操作规程版本/修订A/0 一操作说明: 1.突出通道显示设置：按右方向键组号或通道号闪烁，上下键修改通道，再按右方向键或等待几秒后停止闪烁，退出设置； 2.切换显示内容：大号字体显示时，修改突出显示的通道号，可切换到另一组温度显示。小号字体显示时，配置多余4组的情况下，按上下键切换到下一屏； 3.菜单操作：按“菜单”键进入设置菜单，按方向键选择需要设置的项，按“菜单”键进入该项的设置：左右键选择设置项；上下键修改设置项；“确认”键保存设置项；“返回”项：返回上级菜单；“退出”：退出设置，返回到温度显示窗口；闪烁显示项：表示该项为待设置项：按“菜单”键进入该项或者该项的子编辑项 4.组/通道开关：上下键选择组，按“菜单”键进入设置改组/通道的开关，上下键设置开关，按“菜单”键返回上一级 5.温度上下限：最多可设置8个温度上下限，分别用于不同的通道，但各温限之间有包含覆盖功能 5.1温限1：上下键修改温限号，“菜单”键进入设置改组的开关，上下键设置开关，按“菜单”键返回上一级； 5.2应用范围：按“菜单”键选择应用范围，上下键选择，“菜单”键进入设定，左右键切换组/通道设置，上下键选择第几组或第几通道，“菜单”键返回上一级 5.3.上限，下限：按“菜单”键进入设定温限数值，左右键选择要修改的位，上下键修改该位的数值。温度上限要大于下限。 6.存储设置： 6.1存储类型：上下键选择存储类型，显示已用存储空间百分比；
6.2间隔：存储时间间隔最大可设置9时59分59秒；按“菜单”键进入时间间隔设定，按方向键修改数值；巡检时间间隔最小为N*1.5秒，N为配置组数；定点间隔最小为1S 6.3注意： A.U盘存储过程中，若想取下U盘，先按左方向键，防止数据丢失； B.每次开始存储，仪器将删除上次存储的信息，请拷贝防止数据丢失； 7.热电偶型号：JK-8U最多可配置8组，每组热电偶的型号可以不同，可以选择K，J，T 三种型号的热电偶，未配置热电偶的组显示为“—” 8.热电偶检测：主菜单中选择热电偶检测，按“菜单”键开始检测，检测结束后显示检测结果：前面是通道号，后面是组号 9.波特率：波特率需要根据上位机软件支持的波特率设置；上下键选择，左右键选择其他 10.温度选择：按方向键切换显示华氏/摄氏温标 11.时间设置：上下键选择设置项；按“菜单”键进入设置项，左右键选择位，上下键修改选择位；按“菜单”键返回上一级 12.仪器调试：（返回勿动） 13.注意事项： A.若个别通道出现测量异常，可通过仪器检测热电偶是否开路； B.环境温度-20-70℃ C.仪器周围不应有温度变换频换的温度源，影响仪器的测量准确度 D.热电偶相互之间的电位差不应超过300V