温度监控系统的设计代码
基于STM32单片机的温度控制系统设计
基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。
我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。
STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各类嵌入式系统中。
通过STM32单片机实现温度控制，不仅可以精确控制目标温度，而且能够实现系统的智能化和自动化。
本文将介绍如何通过STM32单片机，结合传感器、执行器等硬件设备，构建一套高效、稳定的温度控制系统，以满足不同应用场景的需求。
在本文中，我们将首先分析温度控制系统的基本需求，包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。
随后，我们将详细介绍系统的硬件设计，包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。
在软件编程方面，我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写，包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。
我们将对系统进行测试，以验证其性能和稳定性。
通过本文的阐述，读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程，掌握相关硬件和软件技术，为实际应用提供有力支持。
本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。
二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计，主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。
系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台，能够实时采集环境温度，并根据预设的温度阈值进行智能调节，以实现对环境温度的精确控制。
在系统总体设计中，我们采用了模块化设计的思想，将整个系统划分为多个功能模块，包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。
这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性，同时也便于后续的调试与优化。
温度采集模块是系统的感知层，负责实时采集环境温度数据。
我们选用高精度温度传感器作为采集元件，将其与STM32单片机相连，通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，供后续处理使用。
毕业设计(论文)-基于CC2530的温度监测系统设计
编号：（ ）字 号本科生毕业设计题目：姓名： 学号： 班级：二〇一四年六月基于CC2530的温度监测系统设计 信息工程2010-4班中国矿业大学本科生毕业设计姓名：学号：********学院：信息与电气工程学院专业：信息工程设计题目：基于CC2530的温度监测系统设计专题：指导教师：华钢职称：教授二〇一四年六月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院信息与电气工程学院专业年级信息2010级学生姓名李明达任务下达日期：2013年12月30日毕业设计日期：2013年12月30日至2014年6月10日毕业设计题目：基于CC2530的温度监测系统设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1.设计基于CC2530的无线温度检测节点；2.多个节点组成一跳网络；3.节点可睡眠；4.设计节点软件；5.简单设计上位机软件院长签字：指导教师签字：年月日指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本文主要对煤矿监控系统中温度的监测进行研究和分析，根据国内目前对于温度监测方法的研究，设计了一种基于CC2530的温度监测系统。
本文首先对本课题的研究意义及国内发展现状进行分析和研究，详细比较了几种现有的温度监测方法，根据煤矿监控系统所处的复杂环境需要，提出了基于CC2530的温度监测系统设计。
随后本文对设计所采用的ZigBee无线自组网技术和ZigBee开发套件进行了简要介绍，并对设计所采用的Z-Stack协议栈的工作流程作详细介绍。
温度监控系统的设计(软件设计)
温度监控系统的设计——系统的软件设计指导老师：** 老师摘要随着科技的发展，相较于很多年以前人们对于自己生活的需求也发生了戏剧性的改变。
而监控系统恰恰迎合了人们的这一需要。
在众多先进测量控制技术中，由于单片微处理器的性能日益提高、价格又不断降低，使其性能价格比的优势非常明显并且我们知道利用MATLAB可以方便地进行仿真整定PID参数。
本文介绍一个以单片机为核心的温度监控系统，主要包括控制算法的仿真分析（用MATLAB）和软件编程（用C51），它是利用传感器采集温度信号, 温度信号经放大电路放大、A／D转换后送到单片机中，并将温度值显示在数码管上，单片机把它同由键盘实现的给定温度进行比较，再由单片机根据控制策略给出控制量，然后将控制量送驱动电路驱动加热装置和报警装置，从而构成了实时闭环系统。
本人主要负责系统的软件设计，在软件设计过程中，我们尽可能使其功能化、模块化、尽量采用子程序调用的方法。
【关键字】单片机；温度监控系统；PID控制算法；MATLAB；软件设计（C51）。
AbstractWith the increasing pace of science and technology, perhaps no change has characteristic the past decades more dramatic than that of people’s demands of their own life. Supervision and monitoring system meet the requirements of them. In these numerous advanced measurement and control technology, because of the enhanced performance and reduced price of MCU, making the advantage that its ratio of performance to price been obvious and as we know MATLAB is easy to simulate the setting of PID parameter. This text, which comprised by the simulation and analysis of control algorithms (using MATLAB) and the program of software (using C51), introduces a temperature monitor whose core is a MCU. It gathers the temperature signal and amplifies it by an amplifier circuit microcomputer. Simultaneity sends it into the MCU after A/D conversion. Then show it on in the LED. The single chip compares it with the temperature， which realizes by the keyboardand give control measure according to the control strategy. In the end, the MCU sends control measure to drive circuit in order to drive the heating installation and warning device. And a closed system is formed.I am mainly responsible for the software design of the system .In process of the software design; we make its function, modularization and use subroutine as far as possible.KEYWORDS: MCU; temperature monitor system; The control algorithm of PID；MATLAB；software design（C51）.目录引言---------------------------------------------------------------------------------------------- 4 1 系统概述---------------------------------------------------------------------------------------- 41.1系统功能描述 ------------------------------------------------------------------------------------------ 41.2 系统的框图--------------------------------------------------------------------------------------------- 52 、PID控制与MATLAB仿真 -------------------------------------------------------------- 52.1 PID控制------------------------------------------------------------------------------------------------- 52.1.1 PID控制的优点------------------------------------------------------------------------------ 52.1.2 数字ＰＩＤ ----------------------------------------------------------------------------------- 62.1.3 凑试法确定PID参数----------------------------------------------------------------------- 62.1.4 电炉传递函数 -------------------------------------------------------------------------------- 72.1.5 ＰＩＤ控制框图 ----------------------------------------------------------------------------- 72.2 MATLAB仿真-------------------------------------------------------------------------------------------- 72.2.1 Simulink模型的建立 ---------------------------------------------------------------------- 82.2.2 PID 的MATLAB编程实现 ------------------------------------------------------------------ 93 、硬件概述----------------------------------------------------------------------------------- 103.1 硬件电路概述 ---------------------------------------------------------------------------------------- 103.2 AT89C51端口定义---------------------------------------------------------------------------------- 113.3 模数转换模块 ---------------------------------------------------------------------------------------- 123.4键盘模块------------------------------------------------------------------------------------------------ 133.5显示模块------------------------------------------------------------------------------------------------ 144、软件设计----------------------------------------------------------------------------------- 154.1 单片机编程语言的选择 ---------------------------------------------------------------------------- 154.1.1 汇编语言 ------------------------------------------------------------------------------------- 154.1.2 C语言---------------------------------------------------------------------------------------- 154.2 软件总体结构图 ------------------------------------------------------------------------------------- 164.2.1系统初始化 ----------------------------------------------------------------------------------- 164.2.2主程序模块软件设计 ---------------------------------------------------------------------- 164.3 A/D模块软件设计 ----------------------------------------------------------------------------------- 174.4 键盘模块软件设计 ---------------------------------------------------------------------------------- 174.5 报警模块软件设计 ---------------------------------------------------------------------------------- 194.6 采样、PID校正及PWM 输出模块软件设计--------------------------------------------- 204.7 显示模块软件设计 ---------------------------------------------------------------------------------- 215、系统调试与总结 ------------------------------------------------------------------------- 225.1 系统调试----------------------------------------------------------------------------------------------- 225.2程序链接------------------------------------------------------------------------------------------------ 235.3总结------------------------------------------------------------------------------------------------------ 255.4英文及翻译链接 -------------------------------------------------------------------------------------- 25 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------- 26鸣谢-------------------------------------------------------------------------------------------- 27引言随着电子技术和微电子技术的发展,微型计算机发展也越来越快。
基于LabVIEW的自动温度监控系统的设计
基于LabVIEW的自动温度监控系统的设计作者：何乾伟，王小魏，黄致尧来源：《科技视界》 2015年第27期何乾伟王小魏黄致尧（西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都610500）【摘要】传统的温度监控器功能完全依赖硬件实现，有精度低、速度慢、价格昂贵等缺点，根据温度监控的需要，结合虚拟仪器的特点，基于LabVIEW的开发平台设计了一种自动温度监控系统。
该系统主要完成了前面板和程序框图的设计，具有使用灵活、效率高、自动化程度高、操作简单、可实现用户自定义其功能等优点。
【关键词】温度监控系统；LabVIEW；程序；设计０引言借助于仪器仪表技术和计算机技术的飞速发展，虚拟仪器随之诞生，20世纪80年代，美国国家仪器公司首先提出虚拟仪器的概念，和传统仪器相比，虚拟仪器具有使用灵活、效率高、自动化程度高、操作简单、可实现用户自定义其功能等优点。
虚拟仪器已成为未来仪器发展的一种趋势，但这也对现有虚拟仪器技术提出了更高的要求。
本文重点介绍了一种基于LabVIEW而设计的数字化自动温度监控系统，在很大程度上解决了传统温度检测仪器的诸多弊端。
该仪器可以由用户自由地组合计算机平台、硬件、软件、以及各种实现应用所需要的附件，这种灵活性可由供应商定义，功能固定、独立的传统仪器无法与之相比。
１自动温度监控系统的设计指标该自动温度监控系统基于LebView而设计，在实现传统温度监控器所实现的功能的基础上，结合虚拟仪器的特点进而增加了一些传统仪器不具备的新功能，该设计实现的主要功能如下：1）实时监测温度数值；2）自动分析已检测温度，显示最大温度、最小温度和平均温度；3）设定温度的监控范围，出现异常时报警提示；4）华氏温度与摄氏温度之间互相转换；5）用户可以控制监测过程。
２自动温度监控系统的设计２.1前面板的设计前面板的设计主要包括显示部分和控制部分，具体设计步骤如下，图1为前面板的设计图。
2.1.1显示部分显示部分主要包括一个波形图表和多个字符串显示控件，波形图表用于显示当前温度值和规定的报警温度温度上下线，字符串显示控件分别用于显示设定的温度上下线、当前温度值、最大温度、最小温度和平均温度，以便于更加直观的观察各项温度的精确值。
基于51单片机和CC1101的无线温度监控系统设计
基于51单片机和CC1101无线温度监控系统设计前言目前，科学技术的发展日新月异，单片机等大规模集成电路的进步与发展，温度监控技术的应用越来越广泛。
在传统微机化的温度监控系统中，均是以有线方式来实现温度监控。
传统的温度监控系统，其突出的问题是由于有线通信，线缆传输连线麻烦，需要特制接口，颇为不便,且实用性不强,成本高，造成系统的普及性降低，同时也带来了制作繁琐，外围电路复杂的缺点。
近年来，随着各种单片机及无线收发芯片的出现与推广，使得基于CC1101的无线温度监控系统的实现成为可能。
温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。
伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多，也越来越重要。
但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。
这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。
利用无线技术实现数据传输比使用传统的有线电缆有不可比拟的优点，如可移动性、方便灵活性等多方面都更能满足人们的实际需要。
实现无线数据传输的方法多种多样，使用高频无线电技术、激光技术、红外技术等等均能满足无线传输要求。
本设计是以宏晶科技推出的STC89C52RC单片机作为控制核心，提出以DS18B20的单线分布式温度采集与控制系统,通过CC1101无线收发模块收发信息。
监控点将接收到主控点的信息后，经过一些处理，然后相应的监控点将采集并发送数据给主控点。
主控点通过串口将收到的温度信息回馈到上位机（PC机），从而远程实现对整个系统的检测与控制。
一．总体方案设计温度监控系统有着共同的特点：测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等。
若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、A/D 转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。
基于Matlab GUI串口通信的实时温度监控系统设计
基于Matlab GUI串口通信的实时温度监控系统设计薛飞;杨友良;孟凡伟;董福涛【摘要】为提高温度监控系统中数据处理速度和软件开发效率,设计了基于Matlab图形用户界面(GUI)的温度实时监控系统.系统利用Matlab串口工具箱,以Modbus协议为通信协议,通过计算机控制岛电SRS13A型温控器,实现了在金属加热过程中对其表面温度值的实时监控.系统软件界面简洁,操作方便,内存占用小,通过参数配置可实现多种工作方式.实验测试结果表明,系统运行稳定,以1s的采样间隔和0.1℃的测量精度,快速准确地绘制了系统在不同参数配置下的温度响应曲线.【期刊名称】《计算机应用》【年(卷),期】2014(034)001【总页数】5页(P292-296)【关键词】Matlab图形用户界面;Modbus协议;串口通信;温度测量;实时监控【作者】薛飞;杨友良;孟凡伟;董福涛【作者单位】河北联合大学电气工程学院,河北唐山 063000;河北联合大学电气工程学院,河北唐山 063000;河北联合大学电气工程学院,河北唐山 063000;轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(东北大学),沈阳 110819【正文语种】中文【中图分类】TP302.1;TP277.2温度的稳定控制是冶金生产过程中的重要环节。
温度控制器作为温控系统中常用的智能设备,通常以串口通信实现与计算机之间的信息传递。
它的通信效率不仅决定了温控过程中温控器的响应速度和温控精度,也直接影响着整个生产过程的运行效果和产品质量[1]。
近年来,国内外研究学者分别在不同软件平台上实现了计算机与温控器的串口通信,并在研究温控系统性能方面取得了一定成果。
Popovic等[2]利用ABB公司的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)以一种简便的方式实现了上位机软件与温控器之间的数据通信,保证了温控系统性能指标的同时简化了软件开发程序。
基于单片机的多点无线温度监控系统
基于单片机的多点无线温度监控系统随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络（WSN）在各个领域中的应用越来越广泛。
温度监控系统作为最基本的传感器网络应用之一，在工业控制、环境监测、医疗保健等领域中发挥着重要作用。
本文将介绍一种基于单片机的多点无线温度监控系统，通过这种系统可以实现对多个点位温度数据的实时监测和远程传输。
一、系统设计方案1. 系统硬件设计该温度监控系统的核心部件是基于单片机的无线温度传感器节点。
每个节点由温度传感器、微控制器（MCU）、无线模块和电源模块组成。
温度传感器选用DS18B20，它是一种数字温度传感器，具有高精度、数字输出和单总线通信等特点。
微控制器采用常见的ARM Cortex-M系列单片机，用于采集温度传感器的数据、控制无线模块进行数据传输等。
无线模块采用低功耗蓝牙（BLE）模块，用于与监控中心进行无线通信。
电源模块采用可充电锂电池，以确保系统的长期稳定运行。
系统的软件设计主要包括传感器数据采集、数据处理和无线通信等部分。
传感器数据采集部分通过单片机的GPIO口读取温度传感器的数据，并进行相应的数字信号处理。
数据处理部分对采集到的数据进行滤波、校正等处理，以保证数据的准确性和稳定性。
无线通信部分则通过BLE模块实现与监控中心的无线数据传输。
二、系统工作原理1. 温度传感器节点工作原理每个温度传感器节点通过温度传感器采集环境温度数据，然后通过单片机将数据处理成符合BLE通信协议的数据格式，最终通过BLE模块进行无线传输。
2. 监控中心工作原理监控中心通过接收来自各个温度传感器节点的温度数据，并进行数据解析和处理，最终在界面上显示出各个点位的温度数据。
监控中心还可以设置温度报警阈值，当某个点位的温度超过预设阈值时，监控中心会发出报警信息。
三、系统特点1. 多点监控：系统可以同时监测多个点位的温度数据，实现对多个点位的实时监控。
2. 无线传输：系统采用BLE无线模块进行数据传输，避免了布线的烦恼，使得系统的安装和维护更加便捷。
基于PLC的PID温度控制系统设计(附程序代码)
基于PLC的PID温度控制系统设计（附程序代码）摘要自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着PLC技术的飞速发展，通过PLC对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统。
而温度控制在许多领域中也有广泛的应用。
这方面的应用大多是基于单片机进行PID 控制, 然而单片机控制的DDC 系统软硬件设计较为复杂, 特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处, 然而PLC 在这方面却是公认的最佳选择。
根据大滞后、大惯性、时变性的特点，一般采用PID调节进行控制。
随着PLC功能的扩充，在许多PLC 控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。
本设计是利用西门子S7-200PLC来控制温度系统。
首先研究了温度的PID调节控制，提出了PID的模糊自整定的设计方案，结合MCGS监控软件控制得以实现控制温度目的。
关键词:PLC;PID;温度控制沈阳理工大学课程设计论文目录1 引言...................................................................... (1)1.1 温度控制系统的意义...................................................................... .. (1)1.2 温度控制系统背景...................................................................... .................. 1 1.3 研究技术介绍...................................................................... .. (1)1.3.1 传感技术...................................................................... (1)1.3.2PLC .................................................................... . (2)上位机...................................................................... ............................1.3.3 31.3.4 组态软件...................................................................... ........................ 3 1.4 本文研究对象...................................................................... .. (4)2 温度PID控制硬件设计...................................................................... (5)2.1 控制要求...................................................................... .................................. 5 2.2 系统整体设计方案...................................................................... .................. 5 2.3 硬件配置...................................................................... . (6)2.3.1 西门子S7-200CUP224 ................................................................. .. (6)2.3.2 传感器...................................................................... . (6)2.3.3 EM235模拟量输入模块.....................................................................72.3.4 温度检测和控制模块...................................................................... .... 8 2.4 I/O分配表 ..................................................................... ................................ 8 2.5 I/O接线图 ..................................................................... .. (8)3 控制算法设计...................................................................... .. (9)3.1 P-I-D控制...................................................................... .............................. 9 3.2 PID回路指令 ..................................................................... .. (11)3.2.1 PID算法 ..................................................................... .. (11)3.2.2 PID回路指令 ..................................................................... (14)3.2.3 回路输入输出变量的数值转换 (16)3.2.4 PID参数整定 ..................................................................... (17)4 程序设计...................................................................... .. (19)4.1 程序流程图...................................................................... .............................. 19 4.2 梯形图...................................................................... .. (19)I沈阳理工大学课程设计论文5 调试...................................................................... . (23)5.1 程序调试...................................................................... .. (23)5.2 硬件调试...................................................................... .. (23)结束语...................................................................... .................................................... 24 附录程序代码...................................................................... ........................................ 25 参考文献...................................................................... (27)II沈阳理工大学课程设计论文1引言1.1 温度控制系统的意义温度及湿度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
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