单片机设计的远程实时温度监控系统方案
基于单片机的室内温度控制系统设计与实现
基于单片机的室内温度控制系统设计与实现1. 本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高，室内环境的舒适度已成为现代生活中不可或缺的一部分。
作为室内环境的重要组成部分，室内温度的调控至关重要。
设计并实现一种高效、稳定且经济的室内温度控制系统成为了当前研究的热点。
本文旨在探讨基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现，以满足现代家居和办公环境的温度控制需求。
本文将首先介绍室内温度控制系统的研究背景和意义，阐述其在实际应用中的重要性和必要性。
随后，将详细介绍基于单片机的室内温度控制系统的设计原理，包括硬件设计、软件编程和温度控制算法等方面。
硬件设计部分将重点介绍单片机的选型、传感器的选取、执行机构的搭配等关键环节软件编程部分将介绍系统的程序框架、主要功能模块以及温度数据的采集、处理和控制逻辑温度控制算法部分将探讨如何选择合适的控制算法以实现精准的温度调控。
在实现过程中，本文将注重理论与实践相结合，通过实际案例的分析和实验数据的验证，展示基于单片机的室内温度控制系统的实际应用效果。
同时，还将对系统的性能进行评估，包括稳定性、准确性、经济性等方面，以便为后续的改进和优化提供参考。
本文将对基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现进行总结，分析其优缺点和适用范围，并对未来的研究方向进行展望。
本文旨在为读者提供一种简单、实用的室内温度控制系统设计方案，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
2. 单片机概述单片机，也被称为微控制器或微电脑，是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术，将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路）集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机以其体积小、功能齐全、成本低廉、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点，广泛应用于各种控制系统和智能仪器中。
基于单片机的无线远程温度监控系统设计
编号：201234140143 本科毕业设计基于单片机的无线远程温度监控系统设计系院:信息工程学院姓名:学号：0835140143专业：通信工程年级：2008级指导教师:职称:副教授完成日期:2012年5月摘要本文论述的远程温度控制是将无线发射与接收和自动控制相结合的一种控制。
基于这种技术，本系统以AT89S51系列单片机为控制单元，采用Dallas 单线数字温度传感器DS18B20和无线收发模块NRF24L01对试验现场温度数据进行远程无线测量与控制.整个系统包括主、从两个子系统，其中主系统完成对试验现场设定温度值、设定值显示、实际值显示、失控报警和接收数据功能；子系统完成温度采集、温度控制和发送数据功能.该系统结构简单实用、功能齐全，通用性强,可被应用于许多工业生产领域,它可使操作人员与恶劣的工作环境分离开来,实现生产自动化，提高企业的生产效率.关键词：AT89S51;温度传感器；NRF24L01;显示；报警AbstractThe long—distance temperature controlling this paper presents is a technology of linking wireless receiving and sending to automation. Based on the technology，the system is based on the control of AT89S51 SCM, using Dallas single line digital thermometer DS18B20, wireless receiving and sending module NRF24L01 to test and control the temperature data of a experiencing place。
The whole system consists of the main system and subsystem。
基于单片机的供暖室温实时监测系统
• 193•构建了一种基于STC89C52单片机的供暖室温实时监测系统，给出了系统的硬件设计结构和软件设计流程。
首先利用温湿度传感器DHT11采集温湿度数据，然后通过STC89C52单片机将温湿度数据显示在液晶显示屏上，同时也通过单片机与无线传输模块nRF905对上位机进行温度数据传输，上位机对接收到的数据进行处理，从而实现供暖室温的实时监测。
重点论述了系统的硬件设计原理和软件设计方案，并给出了实验测试数据。
引言：在我国北方，冬季供暖的方式主要以集中供暖为主。
供暖公司通过城市地下的供热管道将热水送至用户所在地。
但最近几年来，供暖质量一直是居民与供暖企业的矛盾之一。
而最直接体现供暖质量的就是室内温度数据，因此在供热网的不同位置安装温度采集装置，将实时采集的数据回传至供暖公司以便其及时掌握供暖质量情况，从而对供暖的水速水量进行调控，对提高供暖质量、解决社会供暖企业与用户之间矛盾等具有重要的意义。
我国只有少部分地区的用户室内安装了实时温度采集装置，但采集和传输装置上有很大的限制，不能做到及时的反馈与调节处理。
在用户室内加装供暖室温实时监测系统，可以使供暖信息得到及时的反馈，避免了不同时间不同测试装置之间的测量误差，使测量数据更加直观地显示，同时可避免居民与供暖企业之间的在测温的及时性与有效性方面可能会产生的纠纷，因此研制此装置非常有意义。
1.系统硬件设计本系统主要分为以下几部分：传感器模块、微处理器模块、液晶显示模块、无线传输模块、上位机模块。
系统组成框图如图1所示。
首先通过传感器采集温湿度信息，再通过微处理器STC89C52对传感器输入的温湿度信息进行处理，传送给液晶显示模块与无线传输模块。
液晶模块显示温湿度信息，无线传输模块发送温度数据至上位机，最后由上位机对温度数据加以分析处理，完成整个监测过程。
1.1 传感器模块设计采用的DHT11与单片机的接口电路原理如图2所示。
它可以检测周围环境的湿度和温度，并可以通过DATA 口发送以下数据：温度高 8 位、温度低 8 位、湿度高 8 位、湿度低 8 位和校验 8 位。
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1. 引言1.1 研究背景在现代社会，温度监控系统在各个领域中发挥着重要作用，例如工业生产、环境监测、医疗保健等。
随着科技的不断发展，基于单片机的多点无线温度监控系统逐渐成为一种趋势。
研究背景部分将深入探讨这一领域的发展现状，以及存在的问题和挑战。
目前，传统的有线温度监控系统存在布线复杂、安装维护困难等问题，限制了其在一些特定场景下的应用。
而无线温度监控系统以其布线简便、实时监测等优势逐渐被广泛应用。
目前市面上的产品多数存在监测范围有限、数据传输不稳定等问题，迫切需要一种更为稳定、可靠的无线温度监控系统。
本文将基于单片机技术设计一种多点无线温度监控系统，旨在解决现有系统存在的问题，提高监测范围和数据传输稳定性。
通过对单片机、温度传感器、通信模块等关键部件的选择和设计，构建一套高性能的无线温度监控系统，为相关领域的应用提供更好的技术支持和解决方案。
1.2 研究意义无线温度监控系统的研究意义在于提高温度监控的效率和精度，实现对多个点位的远程管理和监控。
通过使用单片机技术，可以实现对多个温度传感器的同时监测和数据传输，使监控过程更加智能化和便捷化。
这对于各种需要严格控制温度的场合如实验室、制造业、医疗行业等具有重要意义。
无线温度监控系统的研究也有助于推动物联网技术的发展，为智能家居、智能城市等领域打下基础。
通过建立稳定、高效的多点无线温度监控系统，不仅可以提高生产效率，降低能耗，提升产品质量，还可以有效预防事故发生，保障人员安全。
研究基于单片机的多点无线温度监控系统具有重要的现实意义和应用前景。
1.3 研究目的本文旨在设计并实现基于单片机的多点无线温度监控系统，通过对温度传感器采集的数据进行处理和传输，实现对多个监测点的实时监控。
具体目的包括：1. 提高温度监控系统的便捷性和灵活性，使监控人员可以随时随地实时获取监测点的温度数据，为及时处理异常情况提供有力支持；2. 降低监控系统的成本，利用单片机和无线通信模块取代传统的有线连接方式，减少线缆布线成本和维护成本；3. 提升监控系统的稳定性和可靠性，通过精心选型与设计，以及合理的系统实现过程，确保系统能够持续稳定地运行，并提供准确可靠的数据；4. 探索未来监控系统的发展方向，从实际应用情况出发，进一步优化系统性能，并为未来无线温度监控系统的研究和应用奠定基础。
基于单片机的远程监测系统的实时监测与报警机制设计
基于单片机的远程监测系统的实时监测与报警机制设计实时监测与报警机制是一个基于单片机的远程监测系统中至关重要的部分。
它能够及时检测到系统中的异常情况，并发送报警信号给用户，以便用户能够及时采取措施来解决问题。
本文将详细介绍基于单片机的远程监测系统的实时监测与报警机制的设计，并提供一种有效的实现方案。
1. 系统架构设计首先，我们需要设计系统的架构。
一种常见的设计方案是将系统分为传感器模块、单片机模块和远程通信模块。
传感器模块负责采集数据，单片机模块负责处理采集到的数据，并根据设定的阈值进行监测和报警，远程通信模块负责与用户进行通信并发送报警信号。
2. 数据采集与处理传感器模块负责采集数据，可以包括温度、湿度、压力等多个参数。
采集到的数据将通过模拟输入引脚或数字输入引脚输入到单片机中进行处理。
单片机可以使用AD转换器将模拟信号转换为数字信号，然后进行相关的数据处理和分析。
3. 监测与阈值设定单片机模块通过读取传感器模块采集到的数据，可以实现对监测参数的实时监测。
监测参数可以根据具体需求进行设定，例如温度是否超过某个阈值、湿度是否过高等。
单片机通过比较采集到的数据与设定的阈值，可以判断系统是否出现异常情况。
4. 报警机制设计一旦单片机模块发现系统出现异常情况，需要及时向用户发送报警信号。
报警信号可以通过声音、光线或者无线通信的方式进行传递。
例如，单片机可以通过蜂鸣器发出警报声音，或者通过LED灯闪烁进行提示。
此外，单片机还可以利用远程通信模块，将报警信息发送给用户的手机或者电脑，以便用户能够及时收到报警通知。
5. 远程通信模块设计远程通信模块起着将单片机模块与用户进行连接的重要作用。
它可以采用无线通信技术，例如Wi-Fi或者蓝牙等，实现与用户设备的无线连接。
通过远程通信模块，单片机可以将实时监测到的数据和报警信号发送给用户，并接收用户的指令进行相应的操作。
以上是基于单片机的远程监测系统的实时监测与报警机制的设计方案。
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。
单片机课程设计——温度监控系统设计
单片机课程设计报告设计题目：温度监测系统专业：班级：学生姓名： _____学号：指导教师：__目录一、引言 (2)二、设计目的与要求 (2)三、总体设计方案 (2)四、实验原理 (3)五、材料清单 (4)六、基本芯片及其原理 (5)6.1单片机6.2温度传感器及其原理6.3 DS18B20传感器的温度数据关系七、程序设计 (7)八、系统框图 (11)九、工作流程图 (12)十、硬件电路图 (14)十一、结束语 (15)十二、参考文献 (15)温度监测系统课程设计任务书一、引言温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。
利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。
作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本系统利用传感器与单片机相结合，应用性比较强，本系统可以作为仓库温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。
课题主要任务是完成环境温度监测，利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。
本设计具有操作方便，控制灵活等优点。
本设计系统包括单片机，温度采集模块，显示模块，按键控制模块，报警和指示模块五个部分。
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，无线传感器网络在各个领域都得到了广泛应用。
基于单片机的多点无线温度监控系统，不仅可以实现对多个温度点的实时监控，还可以通过无线方式传输监测数据，实现远程监控和管理。
本文将介绍基于单片机的多点无线温度监控系统的原理、设计和实现过程。
一、系统概述基于单片机的多点无线温度监控系统主要由传感器节点、信号处理单元、无线通信模块、监控中心等组成。
传感器节点负责采集温度数据，信号处理单元对采集的数据进行处理和存储，无线通信模块实现数据传输，监控中心则负责接收和显示监测数据。
二、系统设计1. 传感器节点设计传感器节点是系统的核心部分，负责采集温度数据。
为了实现多点监控，传感器节点需要设计成多个独立的模块，每个模块负责监测一个特定的温度点。
传感器节点的设计需要考虑传感器的选择、数据采集和处理电路的设计、以及无线通信模块的接口设计。
传感器节点采用数字温度传感器DS18B20进行温度采集，采集到的数据通过单片机进行处理和存储，然后通过无线通信模块进行数据传输。
2. 信号处理单元设计信号处理单元主要负责对传感器采集到的数据进行处理和存储。
传感器采集到的数据需要进行数字化处理，然后存储到单片机的内部存储器中。
传感器节点采用的是单片机AT89S52作为信号处理单元，通过单片机的A/D转换功能对温度数据进行数字化处理，然后存储到单片机的内部EEPROM中。
3. 无线通信模块设计无线通信模块主要负责将传感器节点采集到的数据传输到监控中心。
传感器节点采用的是nRF24L01无线模块，通过SPI接口与单片机进行通信，并实现数据的传输。
4. 监控中心设计三、系统实现传感器节点采用DS18B20数字温度传感器进行温度采集，通过单片机AT89S52进行数据处理和存储，然后通过nRF24L01无线模块实现数据的传输。
传感器节点的设计需要考虑功耗、尺寸和成本等因素，需要尽量减小功耗和尺寸，降低成本。
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单片机课程设计报告
----远端温控报警及实时温度显示
学院：电控学院
班级：自动化0704
姓名: 樊徽
学号: 0706050412
远端温控报警及实时温度显示
摘 要
本设计采用的是STC89C51单片机，该单片机采用的MCU51内核，因此具有很好的兼容性，最突出特点是具有串口下载功能，使得烧写程序更加方便。
（4）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
（5）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃
（6）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
2．系统设计思路及原理框图
2.1设计思路
用STC89C51单片机及DS18B20等元器件，设计制作一个远端温控风扇的系统。硬件材料利用以前制作的单片机实验板。尽量做到不乱投资，充分利用所学知识和手头资源，做出一个有意义的东西。该系统可对环境温度实时显示，测温范围-55~125℃。甲机做数据采集用，放置在人所在出。温度低于设置温度时，发送命令到下位机，触发继电器动作，关闭模拟风扇模块。
DS18B20内部结构图
3.1.3DS18B20工作原理
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。 DS18B20测温原理是低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振 随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。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，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，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 为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。
DS18B20的主要特性
（1）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
（2）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
（3）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
.（7）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
（8）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
（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁， 但不能正常工作。
3.1.2DS18B20的外形和内部结构
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的外形及管脚排列如下图1:
DS18B20引脚定义：(1)DQ为数字信号输入/输出端；
(2)GNDБайду номын сангаас电源地；
(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
表1:DS18B20温度值格式表
这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0， 这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际 温度。
2.2系统原理框图
3．硬件电路设计
3.1温度采集模块
温度检测的方法很多，可以用热电阻测温，但还需要附加模数转换单元，增加硬件开销。所以我们选择了可以直接将温度转化为数字量的数字温度传感器，
3.1.1数字温度传感器DS18B20介绍
DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。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有4个主要的数据部件：（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位 （28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用 是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 （2）DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
显示器件采用数码管显示方便，完全能满足温度的显示要求。
系统中增加了串口通信功能，可以远端控制，
通过此次设计能够更加牢固的掌握单片机的应用技术，增强动手能力、硬件设计能力以及软件设计能力。
1．设计题目选择
设计的最初想法是由于实际需要，夏天风扇一直开着， 但晚上温度降低时已经没有人去关掉风扇了，既费电又容易感冒。所以是本着实际需要的想法去设计这个系统的。
（3）DS18B20温度传感器的存储器 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL和结构寄存器。 （4）配置寄存器 该字节各位的意义如下：
表2：配置寄存器结构