远程串口温度采集系统设计_毕业设计
设计基于RS485的远程采集与控制系统的设计

设计基于RS485的远程采集与控制系统的设计南华大学毕业设计(论文)题目基于RS485的远程采集与控制器设计专业名称通信工程毕业设计(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。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室(或答辩小组)及教学系意见基于RS485通信的远程采集与控制器设计摘要:在一些环境条件恶劣、异常危险的环境中,如深井、对人体危害极大强辐射空间、人体活动不便的空间,要做到现场数据综合分析并做出现场决策,几乎是不可能做到的。
推荐 GPRS远程无线温度采集系统设计01 精品

GPRS远程无线温度采集系统设计摘要随着通信事业的不断发展,移动通信应用领域的不断扩大,移动终端的设计也逐渐倍受关注。
如今随着无线网络的覆盖范围的不断扩大和完善,基于远程的温度采集控制系统在各行各业中大量应用。
然而,处理分布在各处的数据传输问题一直是建立远程无线采集系统的难点。
且现在世面上的远程控制系统,系统繁琐,费用较高,影响了设备的性价比。
就此现状,我针对温度监测点分散,数据传输上进行了深入研究,提出一套电路简洁,功能完善的方案,为远程无线温度采集提供了崭新方式。
本系统主要由DS18B20单总线温度传感器、GPRS传输模块EM310和AT89S52微控制器组成,具有无线传输网络的特征。
通过使用GPRS实现对远程温度数据的采集、模拟对远程设备的控制,实现了对远程温度的实时采集,同时可通过网络对远程设备实现可靠控制。
可方便实现对各种现场温度进行远程监控和管理。
具有适应性强、传输速度快、可靠性高、无局限性等特点。
关键词GPRS,无线,温度,数据采集,系统ABSTRACTWith the continuous development of communication, mobile application domain expands unceasingly; the mobile terminal design is also gradually concerned. Now days, as the wireless network coverage of expanding and perfecting, based on the wireless network of remote control in industrial application of agricultural industry etc. According to the recent GSM/GPRS networks technology matures, the paper proposes a design GPRS wireless remote temperature gathering system.This system mainly composed by the temperature sensor DS18B20, GPRS transmission module EM310 and AT89S52 micro controller. It has the characteristics of wireless transmission network. Through the use of GPRS remote temperature data collection, the simulation of the remote control of the equipment, realize the remote real-time data acquisition, and the temperature can be realized through a network of remote control device. It can realize various site for convenient for remote monitoring and management of temperature. At the same time, the adaptability, transmission speed, high reliability, without limitation, etc.Key words GPRS,Wireless,Temperature,Data acquisition,System目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本课题研究意义 (2)1.4 系统组成 (2)2 单片机概述 (4)2.1 AT89S52的主要性能 (4)2.2 AT89S52的功能特性描述 (4)2.3 AT89S52的管脚排列及引脚功能 (4)2.4 AT89S52的内部结构框图 (7)3 GPRS技术 (9)3.1 GPRS简介 (9)3.2 GPRS分组交换通信技术 (9)3.3 GPRS的特点 (9)3.3.1 应用上的特点 (9)3.3.2 技术上的特点 (10)3.3.3 GPRS与GSM比较中表现出的特点 (10)3.3.4 GPRS服务特点对应的范围 (10)3.4 GPRS连接Internet的原理 (11)3.5 GPRS的发展及应用 (12)3.5.1 GPRS的发展 (12)3.5.2 GPRS的应用 (12)4 EM310 GSM/GPRS无线模块介绍 (14)4.1 EM310模块特性介绍 (14)4.1.1 EM310模块基本特性参数 (14)4.1.2 ESD特性 (15)4.2 EM310 GPRS模块功能的概述 (15)4.3 EM310 GPRS模块应用框图 (17)4.4 EM310 GPRS模块的天线接口 (18)4.4.1 天线接口ESD防护 (18)5 温度检测 (20)5.1 温度检测仪的分类 (20)5.1.1 利用物体热胀冷缩原理制成的温度计 (20)5.1.2 利用热电效应技术制成的温度检测元件 (20)5.1.3 正在研究的温度检测技术 (20)5.2 DS18B20的概述 (21)5.2.1 DS18B20一般说明及特点概述 (21)5.2.2 DSl8B20的外部管脚及特点 (22)5.2.3 DS18B20的内部结构 (22)5.2.4 DS18B20的内存结构 (22)5.3 DS18B20的测温功能 (22)5.3.1 初始化 (23)5.3.2 ROM操作品令 (23)5.3.3 存储器操作命令 (23)6 系统硬件方案设计 (24)6.1 硬件系统组成 (24)6.2 单片机控制系统 (25)6.3 温度检测模块 (25)6.4 GPRS模块 (26)6.4.1 串口通讯协议 (26)6.4.2 EM310 GPRS模块与单片机的接口电路 (26)6.4.3 EM310 网络状态接口 (27)6.4.4 EM310与单片机连接总电路 (27)6.5 SIM卡接口模块 (28)6.6 串口扩展及连接模块 (29)6.6.1 串口扩展电路 (29)6.6.2 MAX232电路部分 (30)6.7 电源模块 (30)7 系统软件设计 (31)7.1 GPRS应用系统中的协议转换 (31)7.2 软件设计中涉及到的主要AT命令 (33)7.3 部分模块程序代码 (34)7.3.1其程序主函数为: (34)7.3.2 AT命令反馈函数为: (36)7.4 上位机程序及仿真界面 (36)7.4.1 Labview简介 (36)7.4.2 Labview软件程序 (37)结论 (38)参考文献 (39)附录A:程序代码 (40)附录B:硬件总体电路图 (47)附录C:显示界面 (48)致谢 (49)1 绪论以往的温度采集大多采用A/D转化处理,传输系统都是以有线的或近距离无线为主,一旦距离比较远或是地理条件比较偏僻、环境比较恶劣的地方将无法实现数据的有效采集和传输,这些模式也无法满足迅速部署、灵活监控的现代监控管理的要求。
远程红外温度采集系统设计

远程红外温度采集系统设计摘要远程红外温度采集系统是采用红外通讯技术实现对温度数据的采集,红外通讯技术是基于AT89C51单片机的红外温度采集系统设计,其操作简单、使用方便、使用成本低等特性在温度采集方面得以广泛的应用。
其能够实时的对周围环境温度进行采集和监视,通常条件下可检测10m左右的范围内的温度。
关键词DS18B20;红外线;脉宽调制0 引言远程红外温度采集系统是通过红外通讯技术实现对温度的信息的数据传输,红外线经过发射器发射到指定位置,探测到有效数据后返回经过接收器接收,完成对温度信息的采集。
远程红外温度采集系统是采用红外通讯技术实现对温度数据的采集,红外通讯技术是基于AT89C51单片机的红外温度采集系统设计,其操作简单、使用方便、使用成本低等特性在温度采集方面得以广泛的应用。
其能够实时的对周围环境温度进行采集和监视,通常条件下可以检测10m左右的范围内的温度。
本文结合红外通讯技术介绍一种基于单片机远程红外测温系统,并对该系统的设计方案及设计原理进行了详细讨论。
1 红外通信原理红外通信原理流程是发射模块是由单片机构成,能够调制二进制编码数据,使其转换为脉冲数据串信号,在经过发射管的推动发射出去红外信号。
在接收端通过红外线脉冲波的接收模块对红外信号进行接收,在通过检验、放大、编制、译码转化为可读的有效数据。
红外线接收模块通过一体化红外接收头接收解调,并通过单片机解码,再显示在数码显示管上供我们读取数据。
红外通信原理流程:单片机(输出调制)-红外发射电路(发送)-一体化红外接收头(接收解调)-单片机(解码)-显示管(显示数值)。
2 系统设计方案远程红外温度采集系统设计的硬件设备采用数字温度传感器(DS18B20)对周围环境的温度进行采集,在通过单片机(AT89S51)对温度信息进行输出调制,经过调制后通过红外线发射电路(二极管发射器)发射到空中,接收端采用一体化红外接收头对发射端发射过来的红外线进行采集,经过接收解调(检验、放大等),传送给单片机(AT89S51)进行解码,通过四位数码显示管显示出当前环境的温度。
基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试_毕业论文

中国计量学院本科毕业设计(论文)基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试The Design and Development of aPLC-based Remote TemperatureController System学生姓名学号学生专业 测控技术与仪器 班级二级学院 计量测试工程学院 指导教师中国计量学院二〇〇八年六月郑 重 声 明本人呈交的毕业设计论文,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于培养单位。
学生签名: 日期:分类号:TP273 密级:公开UDC:62 学校代码:10356中国计量学院本科毕业设计(论文)基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试The Design and Development of aPLC-based Remote TemperatureController System作者学号申请学位工学学士指导教师学科专业测控技术与仪器培养单位中国计量学院答辩委员会主席评阅人二〇〇八年六月致 谢在此我要衷心感谢我的指导老师XX在这次毕业设计期间对我在学习上和生活上的细心指导和帮助。
从她那儿我得到了许多对于有用的资料和信息,对我完成毕业设计任务有很大的帮助。
在此学习期间她不仅教导了我相关的专业知识,更教导了我在科研学习工作中的钻研精神和专业品质。
此外,我也十分感谢热工检测实验室,提供了实验设计所需的设备和场地,同时也要感谢实验室的各位老师和同学,他们在我的设计实验过程中给予了许多宝贵的指导和帮助。
基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试摘要:在许多现代工业生产中,温度控制都是要解决的问题之一,对于很多危险或者无需人力控制的领域,我们可以用远程控制,在办公室里就可以对现场进行监控,即方便又安全。
(完整版)基于ZigBee的多点温度采集系统设计与实现(毕业论文)

HUNAN UNIVERSITY 毕业设计(论文)设计论文题目:基于ZigBee的多点温度采集系统设计与实现学生姓名:宋强军学生学号:专业班级:通信工程三班学院名称:信息科学与工程学院指导老师:肖玲学院院长:章兢2011 年6 月1 日基于ZigBee的多点温度采集系统设计与实现摘要随着生产技术的发展,温度数据检测技术广泛应用于工业远程控制系统,并逐步显示出远程和网络的特性。
传统的温度采集系统,主要方式是有线连接节点,此方法的特点是布局复杂和可扩展性差。
事实上,在某些领域有线连接方式甚至不能应用。
因此,最理想的方法是采用无线连接收集和传送数据。
作为新兴的短距离,低功耗低成本的无线通信技术,zigbee 已广泛应用于工业控制,消费性电子,家电自动化,医疗监控等领域。
本文在对无线传感器及其网络协议技术分析的基础上,设计出一种基于zigbee为基础的无线温度采集系统。
用基于zigbee网络的无线方式通过温度测量节点收集温度数据。
通过串口通信线路连接主要节点和前端电脑。
然后,电脑存储温度数据至数据库,以便实现数据的统一管理。
论文首先介绍了Zigbee技术研究内容以及无线传感器网络的研究现状。
随后总结了Zigbee技术的优点,接下来对Z-Stack协议栈结构进行了分析。
接着介绍了系统的硬件和软件设计。
首先从硬件方面论述了温度传感器模块、数据汇聚模块的系统构成。
接着论述了系统的软件设计,主要对上位机用户监控界面的设计和温度传感器模块、数据汇聚模块的设计这三部分进行了介绍。
数据汇聚模块实现组建网络、分配网络地址的功能,温度传感器模块实现加入网络、数据采集、数据存储、数据上传、通信、等功能。
关键词:Zigbee,无线传感器网络,多点温度采集,Z-StackDesign and Realization of Multi-Node TemperatureAcquisition System Based on ZigBeeAbstractWith the development of producing technology, monitoring techniques of temperature data are being applied to all kinds of industrial process control systems and gradually showing the feature of far-distant and networking. In the traditional temperature acquisition system, the method to connect nodes is wired, this way possesses the characteristic of complex layout and poor extensibility. In fact, the wired way even cannot be utilized in some application. Therefore, the ideal way to collect and transmit data is employing wireless connection. As a kind of emerging short-distant, low-power consumption and low-cost wireless communication technology, ZigBee , medical monitoring and so on.In this Paper,on the basis of the wireless sensor network Protocol analysis technology,, a kind of temperature acquisition system which based on ZigBee wireless transmission technology is designed in this article, the temperature data collected through the temperature measuring nodes is transmitted to the major-node by ZigBee network in a wireless method,the major-node communicates with the upper computer through the serialport line, thereafter, the PC stores the temperature data into the databasein order to realizing the uniformly control of the data. Firstly, the general research situation in the field of Zigbee and the development trend are reviewed. It also reviews the research content of the WSN. Then the paper discusses the network Structure .Following the paper takes an in-depthstudy of the Z-Stack designed by TI. In the field of ,the structure ofmodules is described in details including the temperature sensor moduleand the data acquisition module .In the software design ,GUI and module’ssoftware are discussed, which includes the formation of networks ,address assignment ,join the network ,data acquisition, data storage ,data upload, communication.Key words: Zigbee, wireless sensor network, Multi-Node Temperature Acquisition ,Z-Stack目录1 绪论......................................................................................................................................1.1无线传感器网络...........................................................................................................1.1.1无线传感器网络概况 ........................................................................................1.1.2无线传感器网络应用现状 ................................................................................1.1.3无线传感器网络未来展望 ................................................................................1.2基于Zigbee技术的无线传感器网络.........................................................................1.3本文主要结构...............................................................................................................2 TI Z-Stack协议栈..............................................................................................................2.1.1 Zigbee协议栈结构............................................................................................2.2 Zigbee网络拓扑结构..................................................................................................2.3 Z-Stack协议栈介绍 ....................................................................................................2.3.1网络寻址.............................................................................................................2.3.2绑定.....................................................................................................................2.3.3路由协议.............................................................................................................2.3.4消息发送函数.....................................................................................................2.3.5网络的组建过程 (1)2.3.6消息接收函数 (1)2.4本章小结 (1)3 系统介绍 (1)3.1系统的整体介绍 (1)3.2系统硬件介绍 (1)3.2.1主要硬件简介 (1)3.2.2温度传感器模块电路原理图 (1)3.2.3数据汇聚模块(协调器) (1)4 软件设计实现 (1)4.1上位机(PC机)监控界面 (1)4.2模块的软件设计 (2)4.2.1数据汇聚模块(协调器)的软件设计 (2)4.2.2温度传感器模块(终端节点)的软件设计 (2)4.3 本章小结 (2)5 总结与展望 (3)5.1总结 (3)致谢 (3)参考文献 (3)1 绪论1.1无线传感器网络1.1.1无线传感器网络概况无线传感器网络与传统的网络不同,它是以数据为中心的自组织无线网络,网络的节点部署密集,网络拓扑结构动态变化。
测控技术与仪器专业毕业论文--基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试

基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试摘要在许多现代工业生产中,温度控制都是要解决的问题之一,对于很多危险或者无需人力控制的领域,我们可以用远程控制,在办公室里就可以对现场进行监控,即方便又安全。
随着电子技术的发展, 可编程序控制器(PLC)已经由原来简单的逻辑量控制, 逐步具有了计算机控制系统的功能。
本文提出了采用组态软件和可编程控制器组成一个比较简单、通用的远程温度控制系统。
可编程控制器的一个优势就是可以很方便的改写其中的程序以满足不同的工艺,尤其在工艺改进时优势更加明显。
组态软件则可以提供一个符号现场的直观人机友好界面。
文章着重介绍了组态软件和可编程控制器在温度控制设计中应用,描述了使用可编程控制和计算机一起组成控制功能完善的控制系统的一般设计方法和过程。
关键词:远程控制;温度控制;组态软件;编程控制器.The Design and Development of a PLC-based Remote TemperatureController SystemAbstractIn many modern manufacturing productions, temperature control is one of the most problems to be solved. In many dangerous or no human required control areas, we can use remote control in the office, which will be able to monitor the scene, which is convenient and safe. With the development of electronic technology, programmable logic controller (PLC) has developed from simple logic of control, and gradually with a computer control system.This paper presents configuration software and programmable logic controllers to form a relatively simple, universal remote temperature control system. The PLC takes an advantage that can be easily adapted from one of the procedures to meet the different technology, particularly in the process improvement. Configuration software can provide a symbolic scene of the friendly and intuitive man-machine interfaces. The article focused on the configuration software and programmable controllers in the design of temperature control, describes the use of programmable control and computer components to improve the control of the general control system design methods and processes.Keywords: remote control; temperature control; configuration software; programmable logic controller (PLC).目次基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试 (I)目次 (III)1 绪论 (1)1.1 问题的提出 (1)1.2国内外研究状况 (1)1.3研究方法 (3)1.4研究意义 (4)2 PLC控制系统的硬件组成 (5)2.1欧姆龙CPM2AH功能简介 (5)2.1.1性能和功能 (5)2.1.2基本系统配置 (10)2.1.3结构与操作 (12)2.2 MAD01模拟量I/O单元 (18)2.2.1使用模拟量I/O单元 (18)2.3 串口通信 (19)3组态王软件简介 (22)3.1组态王程序组成员 (22)3.2制作一个工程的一般过程 (23)4系统的设计与调试 (26)4.1设计思路 (26)4.2下位机的设计与调试 (26)4.2.1 PLC的程序设计 (26)4.2.2问题及解决方法 (28)4.3上位机的设计与调试 (29)4.3.1 组态王工程的建立和调试 (29)4.3.2 问题及解决方法 (31)4.4上位机与下位机的通信连接 (31)4.4.1 通信的实现 (31)4.4.2 问题及解决方法 (32)5 结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1 绪论1.1 问题的提出许多领域都需要对温度的监控,如工厂的生产设备、化工领域、航空航天、农作物的种植和储存、实验室等等。
基于WEB的远程温度监控系统毕业设计

基于WEB的远程温度监控系统毕业设计目录第一章绪论 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 远程监控系统的发展趋势 (2)1.4 论文的总体框架 (3)第二章基于WEB的远程温度监控系统 (5)2.1 基于WEB的远程温度监控系统的结构 (5)2.2 系统监控现场的技术分析 (6)2.3 远程温度监控系统的工作模式 (7)第三章基于WEB的远程温度监控系统数据库的设计 (8)3.1 远程温度监控系统数据库的对比分析 (8)3.2 远程温度监控系统数据库和数据表的创建 (8)第四章远程温度监控系统WEB管理平台的技术分析 (11)4.1WEB服务器的对比分析 (11)4.2 网页的基本组成元素 (12)4.3PHP的技术分析 (13)4.4 网页与MySQL的通讯 (13)第五章远程温度监控系统WEB管理平台的设计 (16)5.1 登录页面 (16)5.2 监测页面 (17)5.3 控制页面 (18)5.4 统计页面 (19)第六章远程温度监控系统WEB管理平台的调试 (22)6.1 监测功能的调试 (22)6.2 控制功能的调试 (24)第七章总结 (25)参考文献 (26)致谢 (28)第一章绪论1.1 研究的背景及意义近年来,随着科学技术的飞速发展,各类生产生活服务设施的不断完善,计算机网络技术和电子信息技术在科技领域的地位也越来越重,并且逐渐渗透到日常生活和工业生产等众多领域。
现代工业对监控技术的要求越来越高,以往的监测技术已经渐渐落后,无法满足需求,WEB远程监控技术的实现解决了当前迫切的要求。
由此,本文设计了远程温度监控系统的WEB管理平台。
温度监控系统是可以监控异地的设备,对现场的温度信息进行实时采集、分析和存储。
系统采用的所有技术中,WEB技术无疑是最重要的一环。
WEB技术以HTTP 技术为基础,作为一种应用性非常广泛的信息交互平台,WEB技术具有易操作、跨平台等优点。
基于单片机的远程温度监控系统设计

基于单片机的远程温度监控系统设计一、引言温度监控在很多领域中起着非常重要的作用,如工业生产、医疗设备、冷链物流等。
随着物联网技术的快速发展,远程温度监控系统也逐渐成为一种趋势。
本文将设计一种基于单片机的远程温度监控系统,实现实时温度监测、数据远程传输和报警功能。
二、系统架构2.1温度传感器模块温度传感器采集环境温度,并将采集到的数据传输给单片机模块进行处理。
常用的温度传感器有DS18B20和DHT11等。
选择合适的传感器要根据具体需求来确定。
2.2单片机模块单片机模块是系统的核心,负责控制温度传感器模块,实时采集温度数据并进行处理。
在设计时,可以选择常用的单片机,如Arduino、STM32等。
2.3无线通信模块无线通信模块用于将采集到的温度数据传输给远程服务器模块。
常用的无线通信方式有Wi-Fi、蓝牙和LoRa等。
选择合适的无线通信方式要根据实际应用环境和需求来确定。
2.4远程服务器模块远程服务器负责接收和存储从无线通信模块传输过来的温度数据。
可以使用云服务器或者自建服务器来实现。
2.5用户终端模块用户终端模块可以是电脑、手机等设备。
用户可以通过终端设备实时监测温度数据,并进行远程控制,如设置温度阈值和报警方式等。
三、系统实现3.1硬件设计根据系统架构,进行硬件设计。
将温度传感器模块连接到单片机模块,通过单片机来读取温度数据。
将无线通信模块连接到单片机模块,通过无线通信模块将温度数据传输给远程服务器。
用户终端模块通过网络连接到远程服务器,实时监测温度数据。
3.2软件设计软件设计主要包括单片机程序设计、服务器程序设计和用户终端应用程序设计。
单片机程序设计:编写单片机程序,实现温度数据的采集和处理,通过无线通信模块将数据传输给远程服务器。
服务器程序设计:编写服务器程序,接收来自单片机的温度数据,并将数据存储在数据库中,提供查询和控制接口。
用户终端应用程序设计:根据实际需求,设计用户终端应用程序。
用户可以通过应用程序实时查看温度数据,设置温度阈值和报警方式等。
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论文作者签名:日期:指导教师签名:日期:毕业设计远程串口温度测量系统设计摘要远程温度测量系统是利用下位机实时温度的采集,并将结果传输到上位机。
以达到对温度的比较、控制。
本设计用52单片机为主要硬件,设计了包括温度采集,温度显示,串口通信等外围电路。
而且对所设计电路给出了相应的软件设计,包括串行口初始化,数据采集和数据传输等程序。
在温度测量部分采用具有“一线总线”接口的数字传感器DS18B20,实现单线远程数据的采集。
远程温度测量系统是典型的集散式控制系统。
由下位机、上位机、和通讯网络三部分组成。
下位机是基于单片机AT89S52和DS18B20的高精度温度采集系统,功能是对温度的检测与输出控制。
上、下位机之间通过RS-485协议构成网络系统。
关键词:AT89S52,DS18B20,温度采集,串口通信目录第一章绪论 (1)第二章远程温度测量系统设计要求与设计方案 (2)2.1系统设计任务和要求 (2)2.2 课题分析 (2)2.3 方案比较与论证 (2)2.3.1 温度传感器的选择 (2)2.3.2显示部分 (3)2.3.3主控芯片的选择 (3)2.3.4远程传输模块的选择 (3)2.4方案选定 (4)第三章远程温度测量系统的硬件设计 (5)3.1总体设计 (5)3.2 主板部分电路设计 (5)3.2.1 AT89S52单片机的性能及应用 (5)3.2.2显示模块设计 (5)3.2.3串行通信 (5)3.2.4电源模块 (6)3.3分板电路设计 (6)3.3.1 AT89S52单片机的性能及应用 (6)3.3.2 DS18B20芯片简介及接口设计 (6)第四章远程温度采集系统的软件设计 (7)4.1 软件设计总论 (7)4.1.1软件设计的一般方法 (7)4.1.2 程序流程图设计 (8)4.2 C语言的产生及特点 (8)4.3 总体及各分模块程序设计 (9)4.3.1 主板主程序设计 (9)4.3.2分板主程序设计 (9)4.3.3串行通信程序设计 (10)4.3.4温度采集程序设计 (12)4.3.5 LCD显示设计 (19)4.4软件抗干扰技术 (20)结论 (21)致谢 (22)附录 (23)第一章绪论温度的监视和控制可以说是现代化工、农业最常用的技术,常用于农用系统、音频设备、汽车、气象控制、GPS设备、医疗装置、电信等方面。
例如进行田间温度测量,将温度传感器放置在所需测量的农田的各个位置,在土壤表面,深入到作物根系附近,放置到植物的顶端,测量同一时间内不同位置的温度,经过一段时间的采样从而分析温度对作物生长产生的影响;还可以在粮库存储的粮食中均匀分布温度探头,监测不同位置的粮食的温度变化,防止或尽早处理霉变现象。
对于这类的温度测量需求,传统的人工测量已经远远的不能满足,而现有的大多数温度测量装置采用热电偶进行温度测量,热电偶发出模拟信号且信号比较微弱,需要先经过增益放大,再进行A/D转换,最后送交给MCU处理。
这样的系统控制多个温度探头需要考虑很多因素,而且多个探头的连接也会使整个系统的构成变得非常复杂,不利于实际应用。
18B20数字测温传感器,其不仅适用与高温或低温的环境,也适用于自然环境或接近自然温度的检测,如:对冷冻室或冷藏室温度的监测,粮食储备的温度监测,蔬菜大棚、花房的温度监测,程控交换机室的温度监测,孵化室温度监测等等对环境温度要求较严格的场合。
DS18B20在解决各种误差、可靠性和实现系统优化等方面与传统各种温度传感器相比,有无可比拟的优越性,因而广泛应用于过程控制、环境控制、建筑物、机器设备中的温度检测。
而对于远程传输这一课题在本系统中也是不得不考虑的一个因素。
连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。
试验中,当采用普通信号电缆传输长度超过50m时,读取的测温数据将发生错误。
采用何种传输协议有效地扩展测量半径是我们要解决的一个问题。
第二章远程温度测量系统设计要求与设计方案2.1系统设计任务和要求用单片机、18B20数字测温传感器、LCD或LED等设计一温度测量电路,该电路还能进行远距数据传输。
测量温度范围:-55℃~+125℃;传输距离:大于100米。
2.2 课题分析首先,对于远程温度测量,温度探头的低功耗是十分重要的,同时还要满足易于控制的条件,测温范围也必须达到或超过题目要求。
因此选择合适的温度传感器成为本次设计的重中之重。
再次,对于传输距离大于100米的要求,如若直接将温度传感器用大于100米的普通连接线连接到单片机上,不可避免的会产生信号的衰减,甚至会由于外界的干扰造成传输误码率升高。
要解决这个问题,只能通过专用的单片机串口通信设备芯片MAX32解决2.3 方案比较与论证2.3.1 温度传感器的选择根据题目要求,设计一温度测量电路,能够通过温度传感器测量并显示被测量点的温度,常用的温度传感器可分为3大类:方案一:热电偶式热电偶具有构造简单,适用温度范围广,使用方便,承受热机械冲击能力强以及响应速度快等特点,常用于高温区域, 振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合;但其信号输出灵敏度比较低,容易受到环境干扰和前置放大器温度漂移的影响,因此不适合测量微小的温度变化。
方案二:电阻式电阻式可用来测量-220~850℃范围内的温度,少数情况下,低温可测量至-272℃,高温可测量至1000℃,互换性差,非线性严重,在腐蚀介质中使用时,易氧化,因此,只能用于低温及无腐蚀性的介质中。
虽然测量温度范围广,但热稳定性差。
方案三:数字式DS18B20温度传感器。
DS18B20温度传感器为“一线式器件”,体积更小、适用电压更宽、更方便。
其测量温度范围为-55℃~+125℃,在-10℃~+85℃范围内,精度为±0.5℃。
其内部有A/D、D/A转换装置,用户可以设置温度的上下限,并具可以直接与单片机进行通讯。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。
考虑题目测温范围要求以及测量数据的准确性要求选择方案三。
2.3.2显示部分方案一:使用液晶显示屏显示转换结果。
液晶显示屏1602LCD液晶,平面显示以及影像稳定不闪烁等优势,能显示汉字及各种符号,抗干扰能力强和显示形式灵活等优点。
方案二:使用传统的数码显示管。
数码管(LED)受外界环境影响小,显示明亮,编程简单,占用资源较少。
但是LED数码管显示单一,只能显示数字与字母,无法显示文字与曲线。
根据以上的讨论,我们采用方案一。
2.3.3主控芯片的选择本系统初步设计为一主板加两分板的结构。
主板主要负责接收分板数据及显示任务,分板主要负责温度数据的采集及发送任务。
在综合考虑对芯片的熟悉程度及功能的实现程度上。
决定在主板上采用A T89S52单片机,AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS工艺的8位单片机。
它带有8KB的可在线编程的Flash 存储器,该单片机采用了ATMEL公司的高密度、非易失性存储器技术,与工业上标准型80C51单片机的指令系统及引脚完全兼容;片内的Flash 存储器可在线重新编程,或使用通用的非易失性存储器编程器;通用的8位CPU与在线可编程Flash集成在一块芯片上,从而使AT89S52功能更加完善,应用更加灵活;具有较高的性能价格比,使其在嵌入式控制系统中有着广泛的应用前景。
虽然市面上有着功能更为强大的单片机芯片,但都价格不菲。
而本设计本着简单实用,精简节约的原则,我们选择了AT89S52单片机芯片。
2.3.4远程传输模块的选择方案一:无线发射接收模块无线发射模块省却了布线的步骤,使得整个系统看上去更加简洁。
但整个系统的功耗较大,而且无线传输数据易受环境影响,不能保证数据存储的稳定性。
方案二:有线通信收发器MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。
根据以上讨论我们选择MAX232串口通信芯片进行传输数据2.4方案选定1. 温度传感器DS18B20;2. 显示部分LCD液晶显示器;3. 主控芯片主板AT89S52,分板AT89S52;4. MAX232串口通信芯片。
第三章远程温度测量系统的硬件设计3.1总体设计为完成远程温度测量系统的基本功能,我们采用了一主板加两分板的结构设计。