传感器的智能家居监控系统设计
家庭监控系统方案

家庭监控系统方案第1篇家庭监控系统方案一、背景随着社会的发展和生活水平的提高,人们对家庭安全及生活品质的需求日益增长。
家庭监控系统作为保障家庭安全、提高生活质量的重要手段,越来越受到广泛关注。
本方案旨在为用户提供一套合法合规的家庭监控系统,确保家庭成员的人身和财产安全。
二、目标1. 实现对家庭内部及周界的安全监控,预防和制止犯罪行为。
2. 提高家庭成员的生活品质,提供便捷的远程监控和智能家居控制。
3. 确保系统合法合规,保护用户隐私权益。
三、系统设计1. 系统架构家庭监控系统采用分层架构,包括前端采集、传输、存储、控制和显示等模块。
(1)前端采集:包括摄像头、传感器等设备,负责实时采集家庭内部及周界的音视频、温湿度、烟雾等数据。
(2)传输:采用有线或无线网络,将前端采集的数据传输至中心处理单元。
(3)存储:中心处理单元对接收到的数据进行分析、处理和存储。
(4)控制:用户通过客户端实现对监控系统的实时控制和远程操作。
(5)显示:用户可查看实时监控画面,接收报警信息等。
2. 设备选型(1)摄像头:选用高清、低照度、宽动态范围的摄像头,确保监控画面清晰。
(2)传感器:选用灵敏度高的温湿度、烟雾等传感器,实时监测家庭环境。
(3)传输设备:根据家庭网络环境选择合适的无线或有线传输设备。
(4)中心处理单元:选用性能稳定、功能强大的处理设备,实现数据分析和存储。
(5)客户端:支持多种操作系统,方便用户实时查看和控制。
3. 合法合规性(1)遵循我国相关法律法规,确保监控系统合法合规。
(2)保护用户隐私,对监控数据进行加密处理。
(3)取得相关资质,确保系统安全可靠。
四、实施步骤1. 深入了解用户需求,进行现场勘查,制定详细实施方案。
2. 选择合适的产品和设备,确保系统性能和稳定性。
3. 安装调试前端设备,确保摄像头、传感器等设备正常工作。
4. 部署传输和存储设备,搭建中心处理单元。
5. 开发客户端软件,实现实时监控、报警等功能。
《2024年基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统设计》范文

《基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,智能家居的概念越来越深入人心。
在人们的日常生活中,智能家居环境系统的重要性也日益突出。
然而,由于家居环境常常分布广泛且设备分散,传统的人工管理和监控方式效率低下且易出错。
因此,本文旨在设计一个基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统,实现对家庭环境的智能管理和实时监控。
二、系统概述本系统采用单片机作为核心控制器,通过无线通信技术实现家居设备的互联互通,同时结合互联网技术实现远程监控。
系统主要由以下几个部分组成:传感器节点、单片机控制器、无线通信模块、云服务器和用户终端。
三、硬件设计1. 传感器节点:负责采集家居环境中的各种数据,如温度、湿度、光照强度等。
传感器节点通过简单的电路与单片机控制器相连,实现数据的实时传输。
2. 单片机控制器:作为整个系统的核心,负责接收传感器节点的数据,并根据预设的算法对数据进行处理。
同时,单片机控制器还负责控制家居设备的开关和模式。
3. 无线通信模块:采用无线通信技术,实现传感器节点与单片机控制器、云服务器以及用户终端之间的数据传输。
本系统采用低功耗的无线通信技术,以保证系统的稳定性和可靠性。
四、软件设计1. 数据采集与处理:单片机控制器通过传感器节点实时采集家居环境中的数据,并对数据进行预处理和存储。
同时,根据预设的算法对数据进行分析,以判断家居环境的状态。
2. 控制命令发送:根据数据分析的结果,单片机控制器向家居设备发送控制命令,实现设备的自动开关和模式切换。
3. 通信协议设计:为了实现传感器节点、单片机控制器、云服务器和用户终端之间的数据传输,需要设计一套可靠的通信协议。
本系统采用基于TCP/IP的通信协议,保证数据传输的稳定性和可靠性。
五、无线通信与云平台集成本系统的无线通信模块采用低功耗的通信技术,如ZigBee、Wi-Fi或蓝牙等,实现传感器节点与单片机控制器之间的数据传输。
基于传感器的智能家居控制系统设计

基于传感器的智能家居控制系统设计随着科技的发展,智能家居已经不再是科幻电影中的场景,而是现实生活中的一个真正存在的概念。
智能家居可以通过自动化控制来提高生活的舒适度和便捷度,而其基础设施中则包括各种传感器和控制元件。
因此,本文将从传感器的角度出发,介绍一种基于传感器的智能家居控制系统设计。
一、传感器的种类及其功能在智能家居中,传感器起到了非常重要的作用。
传感器能够从环境中获取状态变化的信息,如温度、湿度、烟雾等,并将这些信息传递给控制中心,以便采取相应的控制措施。
常见的传感器种类有温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光传感器等。
这些传感器能够监测房间内的各种状态,使得智能家居可以根据这些信息自动调整温度、湿度等,并发出报警信息以确保安全。
二、智能家居控制系统的设计智能家居控制系统需要有一个中心控制器,这个控制器需要能够接收来自各种传感器的信息,并根据这些信息来控制智能家居中的元件。
因此,控制器应该有高速处理器和大容量存储器,并支持多种通信协议。
控制器应该由多个模块组成,每个模块使用相应的传感器来检测家庭状态。
例如,烟雾传感器模块可以检测各个房间中的烟雾情况,并在探测到烟雾时通过控制器关闭对应的电器以避免火灾。
另外,控制器还可以发出紧急求救短信给用户。
如果系统要支持语音控制,则需要利用语音识别技术,确定用户的声音指令,并根据指令执行相应的控制操作。
系统还可以使用自适应学习算法,学习用户的行为模式,以更好地为用户提供智能化服务。
三、应用案例作为一种新兴的技术,智能家居系统已经广泛应用于家庭、办公室、商业场所等领域。
在家庭中,智能家居的最常见应用是控制家庭电器。
例如,用户可以通过智能手机、平板电脑和电视等设备控制家中电器,让灯光、空调、窗户、水龙头等设备变得更加智能和便捷。
智能家居设备还可以通过声音控制、手势控制等方式操控家里的电器,实现一键开关的效果。
在商业领域中,智能家居系统已经得到广泛使用。
例如,饭店可以利用智能家居控制系统实现菜单点餐、服务等功能;合作社可以通过智能家居系统控制储藏室内的温度、湿度等因素,以保证储藏物品保持新鲜。
基于STM32的智能家居环境监控系统的设计与实现

基于STM32的智能家居环境监控系统的设计与实现智能家居环境监控系统是指通过智能化技术对家庭环境的温度、湿度、光照等参数进行监控和调控的系统。
STM32是一款由意法半导体推出的32位微控制器,具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和丰富的软件开发资源等特点,非常适合用于智能家居环境监控系统的设计和实现。
本文将介绍基于STM32的智能家居环境监控系统的设计和实现。
一、系统设计1. 系统架构设计智能家居环境监控系统的系统架构包括传感器采集模块、数据处理模块、通信模块和用户界面模块等几个部分。
传感器采集模块负责采集环境参数数据,数据处理模块对采集的数据进行处理和分析,通信模块实现系统与移动设备或云平台的数据交互,用户界面模块为用户提供控制和监控界面。
2. 硬件设计硬件设计方面需要选择适合的传感器来监测环境参数,并根据传感器的要求设计传感器接口电路;同时需要选择合适的外设接口和通信模块来实现数据的采集、处理和上传。
基于STM32的智能家居环境监控系统可以选择STM32开发板作为硬件平台,通过其丰富的外设接口和通信接口来实现环境参数的采集和通信功能。
软件设计方面需要实现传感器数据的采集、处理和上传功能,并且需要提供用户界面以实现用户对环境参数的监控和控制。
基于STM32的智能家居环境监控系统可以选择使用Keil、IAR等集成开发环境来进行软件开发,利用STM32的丰富的外设驱动库来实现环境参数的采集和处理,同时可以使用FreeRTOS等实时操作系统来实现多任务调度和管理。
二、系统实现1. 硬件实现在硬件实现方面,首先需要根据传感器的规格和要求设计传感器接口电路,并将传感器连接到STM32开发板的相应接口上。
然后需要根据系统架构设计将通信模块和外设连接到STM32开发板上,并设计相应的电路和接口逻辑。
在软件实现方面,首先需要编写相应的驱动程序来实现对传感器的数据采集和处理,并设计相应的数据处理算法来实现对环境参数数据的处理和分析。
基于物联网技术的智能家居安全监测系统设计与实现

基于物联网技术的智能家居安全监测系统设计与实现智能家居安全监测系统的设计与实现是当前物联网技术发展的一个重要应用领域。
该系统可以通过连接各种传感器和设备,实现对家庭安全的全面监测和预警。
本文将介绍智能家居安全监测系统的设计原理和实现方法,包括系统架构、关键技术和功能实现。
一、系统架构智能家居安全监测系统的架构主要包括传感器、数据处理单元、通信模块和用户端。
传感器模块负责采集家庭环境中的各种参数,如温度、湿度、气体浓度等。
数据处理单元接收传感器数据,并进行实时处理和分析,判断是否存在安全隐患。
通信模块用于与用户端进行数据交互,向用户发送报警信息。
用户端可以通过智能手机或其他终端设备接收监测数据和报警信息。
二、关键技术1. 传感技术:智能家居安全监测系统需要使用各种传感器来实时监测家庭环境的参数。
常见的传感器有温湿度传感器、烟雾传感器和二氧化碳传感器等。
传感器需要具备高精度、低功耗和长寿命的特点。
2. 数据处理与分析技术:传感器采集到的数据需要进行处理和分析,以判断是否存在安全隐患。
数据处理技术可以使用数据挖掘和机器学习算法,通过对历史数据的学习,建立起安全隐患的预测模型。
同时,还可以使用数据可视化技术将监测数据以图表等形式展示给用户,方便用户了解家庭安全状况。
3. 通信技术:智能家居安全监测系统需要实现与用户端的数据交互。
通信技术可以选择Wi-Fi、蓝牙或移动通信技术进行数据传输。
选择合适的通信技术需要考虑传输距离、传输速率和能耗等因素。
4. 设备控制技术:智能家居安全监测系统可以连接各种设备,如灯光、门锁等。
通过设备控制技术,系统可以实现对家庭设备的远程控制,以便用户对家庭安全进行有效管理。
三、功能实现1. 温度和湿度监测:系统可以通过温湿度传感器实时监测家庭的温湿度情况,并向用户发送警报,防止过高或过低的温度和湿度对健康和家居设备造成损害。
2. 烟雾和可燃气体检测:系统可以通过烟雾传感器和可燃气体传感器实时检测家中是否有烟雾和可燃气体泄漏,并及时向用户发送报警信息,以保护家庭安全。
智能家居中的环境监测与控制系统设计与实现

智能家居中的环境监测与控制系统设计与实现智能家居是指应用信息技术、网络通信技术以及控制技术等手段,实现对家庭环境的智能化管理和控制的一种家居模式。
环境监测与控制是智能家居中的核心功能之一,它通过传感器检测家庭环境数据,并通过控制器对各种设备进行智能调控,提供舒适、安全、节能的居住环境。
本文将详细介绍智能家居环境监测与控制系统的设计与实现。
一、智能家居环境监测系统设计智能家居环境监测系统需要满足以下要求:1. 传感器选择与布置:环境监测系统的性能取决于传感器的选择和布置。
常用的传感器有温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、CO2传感器等。
在设计之初,需要根据实际需求确定传感器的类型和数量,并合理布置在家庭各个关键区域,以获取准确的环境数据。
2. 数据采集与传输:环境监测系统需要实时采集传感器的数据,并传输至控制中心。
可以采用有线或无线方式进行数据传输。
有线方式可以通过网络线连接控制中心和传感器节点,无线方式可以利用无线通信技术,如Wi-Fi、Zigbee、蓝牙等。
3. 数据处理与分析:传感器采集的数据需要经过处理和分析,从中提取有用的信息。
可以使用嵌入式系统或云计算技术进行数据处理与分析。
嵌入式系统具有实时性强、功耗低、可扩展性好等特点,适用于对环境数据进行实时处理。
云计算技术可以实现大数据处理和分析,用于挖掘环境数据背后的规律和趋势。
4. 用户界面设计与交互:环境监测系统需要提供友好的用户界面,方便用户实时了解家庭环境的各项指标,并进行操作和控制。
用户界面可以通过手机App、电脑软件或智能终端进行展示。
用户可以通过界面查看环境数据、设置温度、湿度等参数,并对设备进行远程控制。
二、智能家居环境控制系统设计智能家居环境控制系统需要实现以下功能:1. 自动设备控制:通过环境监测系统采集的数据,智能家居系统可以根据用户的需求自动控制各种设备,如空调、灯光、窗帘等。
例如,在温度过高时,系统可以自动打开空调调节室温;在光照不足时,系统可以自动打开窗帘或灯具。
《智能家居自动控制与监测系统的设计与实现》范文

《智能家居自动控制与监测系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的飞速发展,智能家居系统逐渐成为现代家庭生活的重要组成部分。
智能家居自动控制与监测系统,通过将先进的自动化技术与互联网技术相结合,实现了对家庭环境的智能控制与实时监测。
本文将详细阐述智能家居自动控制与监测系统的设计与实现过程。
二、系统设计(一)设计目标本系统设计旨在实现家庭环境的智能化控制与监测,提高居住者的生活品质和安全保障。
系统应具备易用性、可扩展性、安全性和稳定性等特点。
(二)系统架构本系统采用分层设计,分为感知层、网络层和应用层。
感知层负责采集家庭环境数据,网络层负责数据的传输与处理,应用层负责用户界面的展示和控制指令的发送。
(三)硬件设计1. 传感器:包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等,用于采集家庭环境数据。
2. 控制设备:包括灯光控制器、窗帘控制器、空调控制器等,用于执行用户的控制指令。
3. 中枢控制器:负责数据的处理与传输,采用高性能的微处理器,具备强大的计算能力和稳定的运行性能。
(四)软件设计1. 数据采集与处理:通过传感器采集家庭环境数据,进行数据清洗和预处理,提取有用的信息。
2. 数据传输:通过网络将数据传输至中枢控制器,实现数据的实时传输和存储。
3. 控制指令发送:根据用户的操作或预设的规则,向控制设备发送控制指令,实现智能家居的自动化控制。
三、系统实现(一)传感器与控制设备的连接与配置传感器和控制设备通过总线或无线方式与中枢控制器连接。
连接完成后,进行设备的配置和参数设置,确保设备能够正常工作。
(二)数据采集与处理模块的实现通过编程实现数据采集与处理模块,包括传感器的数据读取、数据的清洗和预处理、有用信息的提取等。
将处理后的数据存储到数据库中,以供后续分析和使用。
(三)数据传输模块的实现采用网络通信技术实现数据传输模块,将处理后的数据实时传输至中枢控制器。
同时,中枢控制器能够接收用户的操作指令或预设的规则,向控制设备发送控制指令。
智能家居中的环境监测与控制系统设计

智能家居中的环境监测与控制系统设计随着科技的发展和智能化的需求不断增长,智能家居也逐渐成为了人们生活中的重要组成部分。
智能家居中的环境监测与控制系统是智能家居的核心之一,它可以帮助人们实时感知和控制家居环境,提供更加智能便捷的生活体验。
本文将详细介绍智能家居环境监测与控制系统的设计。
一、系统架构设计1.传感器部分:传感器部分用于感知家居环境的各种参数,包括温度、湿度、光照强度、气体浓度等。
传感器可以采用多种通信方式与控制器进行数据传输,如无线传感器网络(WSN)或者物联网(IoT)技术。
2.控制器部分:控制器部分负责对传感器获取到的环境参数进行处理和控制,实现对家居环境的智能调节。
控制器可以采用嵌入式系统或者微型计算机,具备较强的计算和控制能力。
3.用户界面部分:用户界面部分提供给用户一个可视化的界面,用于实时查看和控制家居环境。
用户可以通过手机、平板电脑或者电视等终端设备进行远程监控和控制。
二、环境监测与控制算法设计为了实现对家居环境的智能监测与控制,需要设计合适的算法来对环境参数进行分析和处理。
以下是一些常用的环境监测与控制算法:1.温度控制算法:根据家居环境的温度参数和用户设定的温度值,通过控制空调、暖气或者风扇等设备的运行状态,实现对温度的智能调节。
2.湿度控制算法:根据家居环境的湿度参数和用户设定的湿度值,通过控制加湿器或者除湿器等设备的运行状态,实现对湿度的智能调节。
3.光照控制算法:根据家居环境的光照强度参数和用户设定的光照要求,通过控制窗帘或者灯光等设备的开关状态,实现对光照的智能调节。
4.气体浓度控制算法:根据家居环境中的气体浓度参数和用户设定的阈值,通过控制空气净化器、排风扇等设备的运行状态,实现对空气质量的智能调节。
三、系统实现与应用智能家居环境监测与控制系统的实现主要包括传感器的选择与布置、控制器的搭建与配置以及用户界面的设计与开发。
1.传感器的选择与布置:根据需求选择合适的传感器,如温湿度传感器、光照传感器、气体传感器等,并根据家居布局合理安置传感器节点,保证全面感知家居环境。
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绪论随着社会信息化的加快,人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密。
信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时,也对传统的住宅提出了挑战,社会、技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变。
人们对家居的要求早已不只是物理空间,更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境。
家居智能化技术起源于美国,它是以家为平台进行设计的。
正是因为通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高,促使了家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、安全化。
这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量,家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。
智能家居控制系统的主要功能包括通信、设备自动控制、安全防范三个方面。
智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统,以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。
课题研究的目的及意义在于智能家居控制系统可以定义为一个过程或者一个系统。
利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统,有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。
与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间。
还将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交换畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。
设计目的:以提高家居生活的安全性、舒适度、人性化为目的,设计智能家居监控系统。
利用所学的传感器与检测技术知识,实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、火灾(烟雾)的检测。
各监测节点可通过无线方式连接到主机,检测到危险信号后,主机可采用声光报警或远程报警。
要求:(1)用Protel画出设计原理图;(2)采用Quaters II、Maxplus II、EWB、pspice、Proteus中的一种或几种软件,完成系统电路中的部分或全部仿真,在设计说明书中体现仿真结果;(3)写设计说明书;(4)每位同学必做;总体设计方案:分模块设计各个功能。
选题背景智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。
本系统是针对常见的安全问题如温湿度、燃气泄露和火灾报警而设计的,主要侧重于安全方面。
各模块设计(硬件设计、软件设计):一.家居环境温度检测和报警:本设计主要是介绍了单片机控制下的温度检测系统,详细介绍了其硬件和软件设计,并对其各功能模块做了详细介绍,其主要功能和指标如下:由于传统的热敏电阻等测温元件测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,需要比较多的外部元件支持,且硬件电路复杂,制作成本相对较高。
这里采用DALLAS公司的数字温度传感器DS18B20作为测温元件。
即利用温度传感器(DS18B20)测量某一点环境温度测量范围为-55℃~+99℃,精度为±0.5℃用液晶进行实际温度值显示能够根据需要方便设定上下限报警温度(一)、温度传感器(DS18B20)的介绍:1、DS18B20 简单介绍:DALLAS 最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”,其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。
DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
温度测量范围为-55~+125 摄氏度,可编程为9位~12 位转换精度,测温分辨率可达0.0625摄氏度,分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中,掉电后依然保存。
被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可以在远端引入,也可以采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3 根或2 根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
因此用它来组成一个测温系统,具有线路简单,在一根通信线,可以挂很多这样的数字温度计,十分方便。
DS18B20 的性能特点如下:独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内适应电压范围更宽,电压范围:3.0~5.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃零待机功耗可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快用户可定义报警设置报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件测量结果直接输出数字温度信号,以"一线总线"串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作以上特点使DS18B20非常适用与多点、远距离温度检测系统。
DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的管脚排列、各种封装形式如图 4.2 所示,DQ 为数据输入/输出引脚。
开漏单总线接口引脚。
当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源;GND为地信号;VDD为可选择的VDD引脚。
当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。
其电路图 4.3所示.。
图 4.2 外部封装形式图4.3传感器电路图2、DS18B20 使用中的注意事项:DS18B20 虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点,但在实际应用中也应注意以下几方面的问题:DS18B20 从测温结束到将温度值转换成数字量需要一定的转换时间,这是必须保证的,不然会出现转换错误的现象,使温度输出总是显示85。
在实际使用中发现,应使电源电压保持在5V 左右,若电源电压过低,会使所测得的温度精度降低。
较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS1820与微处理器间采用串行数据传送,因此,在对DS1820进行读写编程时,必须严格的保证读写时序,否则将无法读取测温结果。
在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时,对DS1820操作部分最好采用汇编语言实现。
在DS18B20的有关资料中均未提及单总线上所挂DS18B20 数量问题,容易使人误认为可以挂任意多个DS18B20,在实际应用中并非如此,当单总线上所挂DS18B20 超过8 个时,就需要解决微处理器的总线驱动问题,这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。
在DS18B20测温程序设计中,向DS18B20 发出温度转换命令后,程序总要等待DS18B20的返回信号,一旦某个DS18B20 接触不好或断线,当程序读该DS18B20 时,将没有返回信号,程序进入死循环,这一点在进行DS18B20硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。
3、DS18B20 内部结构图为DS1820的内部框图,它主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器(内含便笺式RAM),用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码(CRC)发生器等七部分。
DS18B20采用3脚PR-35 封装或8脚SOIC封装,其内部结构框图如图4.4所示图 4.4 DS18B20内部结构框图4、DS18B20测温原理DS18B20的测温原理如图2所示,图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1,高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变,所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入,图中还隐含着计数门,当计数门打开时,DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数,进而完成温度测量.计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定,每次测量前,首先将-55 ℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中,减法计数器1和温度寄存器被预置在-55 ℃所对应的一个基数值。
减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1,减法计数器 1的预置将重新被装入,减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到减法计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温图2中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性其输出用,于修正减法计数器的预置值,只要计数门仍未关闭就重复上述过程,直至温度寄存器值达到被测温度值,这就是DS18B20的测温原理。
另外,由于DS18B20单线通信功能是分时完成的,他有严格的时隙概念,因此读写时序很重要。
系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。
操作协议为:初始化DS18B20(发复位脉冲)→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。
图(2) DS18B20测温原理图在正常测温情况下,DS1820的测温分辨力为0.5℃,可采用下述方法获得高分辨率的温度测量结果:首先用DS1820提供的读暂存器指令(BEH)读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果,然后切去测量结果中的最低有效位(LSB),得到所测实际温度的整数部分Tz,然后再用BEH指令取计数器1的计数剩余值Cs和每度计数值CD。
考虑到DS1820测量温度的整数部分以0.25℃、0.75℃为进位界限的关系,实际温度Ts可用下式计算:Ts=(Tz-0.25℃)+(CD-Cs)/CD(二)硬件设计电路:本温度计大体分三个工作过程。
首先,由DS18820温度传感器芯片测量当前的温度,并将结果送入单片机。
然后,通过89C205I单片机芯片对送来的测量温度读数进行计算和转换,井将此结果送入液晶显示模块屏上。
由图1可看到,本电路主要由DSl8820温度传感器芯片、89C2051单片机芯片和声光报警电路组成。
其中,DSI8B20温度传感器芯片采用“一线制”与单片机相连,它独立地完成温度测量以及将温度测量结果送到单片机的工作。
当温度传感器检测到室内温度超过某一限定值时,发出声光报警温度计电路设计proteus仿真图1、温度检测电路DS18B20与芯片连接电路如图 5.2所示:图 5.2 DS18B20与单片机的连接2、显示电路显示电路由lcd1602和上拉电阻组成。