远程温度监测系统设计毕业论文
基于液位检测的远程自动灌装及现场温湿度监控系统的设计-自动化毕业设计论文

中国电子科技大学 毕业设计(论文)
基于液位检测的远程自动灌装及现场温湿度监控系统的设计
学院名称 信息与通信工程学院
专业名称 自动化
学生学号 123456789
学生姓名 学生姓名
指导教师 教授姓名
助理指导老师 老师姓名
202X年X月 I
摘 要 本文是以AT89S52单片机为核心,设计了一个远程液位控制系统,实现了药品液位的远程精确控制,从而达到安全生产的目的。该系统可以进行自动灌装,SY-9411L-D型压力传感器是本文选用的液位传感器,本文采用的远程数据通信芯片是PT2262/2272,实现远距离数据的收发。利用传感器采集到数据,经过数模转换后通过PT2262发射数据,PT2272接受数据。单片机可直接处理接收的数据。单片机显示灌装的瓶数。灌装模块采用1个继电器控制的水阀,实现了对灌装的控制,单片机实时显示灌装的瓶数。通过protues仿真证明,该系统良好地实现了液位控制的功能。
关键词:单片机;液位检测;灌装;无线传输; I
Abstract This article is based on AT89S52 single chip microcomputer as the core, designed a remote level control system.SCM is a set of instruction set of the system,With the development of science and technology, single chip microcomputer to get long-term development.Implements the drug level of remote control precision,This article chooses the liquid level sensor is SY - 9411 - D l.In this paper, using the remote data communication chip PT2262/2272.
基于GSM模块的远程温度监测系统

基于GSM模块的远程温度监测系统河北大学工商学院2021届本科生毕业论文(设计)基于GSM模块的远程温度监测系统摘要本文实现了一个基于GSM模块的远程温度监测系统。
本设计以单片机为控制核心,利用DS18B20温度传感器对温度进行监测,通过GSM模块实现远程数据发送及短信报警。
此系统具有良好的人机交互界面,可以简单方便的修改报警值。
本课题采用了传统的先硬件电路后软件程序的设计思路。
硬件电路主要包括供电电路、单片机最小系统电路、GSM模块电路、TFT液晶电路、串口通信电路、独立按键电路、蜂鸣器电路、EEPROM电路。
软件程序主要包括主程序、GSM通信程序、上位机程序、按键扫描程序、TFT液晶程序。
软硬件有机组合,实现了一套完善的远程温度监测系统。
本设计可以对环境温度进行实时监测短信报警,还可以将环境温度实时发送到服务器和上位机上以便对数据进行分析。
本系统具有人机交互性好、成本低、可靠性高等优点,可广泛应用于实际当中。
装订线关键词:GSM模块;服务器;短信;上位机;温度河北大学工商学院2021届本科生毕业论文(设计)Remote Temperature Monitoring System Based on GSM ModuleABSTRACTThis article implements a remote temperature monitoring system based on GSM module. This design use of single-chip microcomputer as the control center, using the DS18B20 temperature sensor to monitor thetemperature,using the the GSM module for remote real-time data and SMS alerts. This system has a good user interface, you can simply and easily modify the alarm value. This design uses the traditional design ideas that the hardware circuit first and the software program after. Hardware circuit include power supply circuit, a MCU system circuit, GSM module, TFT LCD circuit, serial communication circuit, independent key, buzzer circuit, EEPROM circuits. Software program that includes the main program, GSM communication programs, computer programs, keystroke scanners, TFT LCD program. Organic combination of hardware and software, implements a complete remote temperature measurement system.This design allows for real-time monitoring of SMS alarm temperature, ambient temperature can also be sent to the server in real time and to analyze your data on the computer as a whole. Remote temperature monitoring system based on GSM module has good human-computer interaction, low cost, high reliability, widely used in practice.Key words:GSM module;server;SMS;Host computer;temperature河北大学工商学院2021届本科生毕业论文(设计)目录1 绪论 ................................................... 1 2 远程温度监控系统的总体方案设计 .. (2)2.1 总体方案的确定 (2)2.2 主要功能模块方案论证 (2)2.3 远程温度监测系统的功能介绍 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1 电源电路 (4)3.2 最小系统电路 (5)3.3 GSM通信电路 ................................................ 6 3.4 串口通信电路 ................................................ 7 3.5 DS18B20电路 ................................................ 8 3.6 EEPROM电路 ................................................. 8 3.7 蜂鸣器电路 .................................................. 9 3.8 独立按键电路 (9)4 软件设计 (10)4.1 主程序设计 (10)4.2 GSM通信程序设计 ........................................... 11 4.3 DS18B20温度采集程序 ....................................... 12 4.4 上位机程序设计 ............................................. 13 4.5 按键检测程序设计 . (14)河北大学工商学院2021届本科生毕业论文(设计)4.6 TFT液晶程序设计 ........................................... 16 5 开发及调试 ................................................. 18 5.1 硬件制作 ................................................... 18 5.2 硬件开发工具 ............................................... 19 5.4 软件调试过程 ............................................... 19 5.4 软件开发工具 .. (19)6 结论 .................................................. 21 参考文献 ................................................... 22 致谢 ................................................... 23 附录1 ................................................. 24 附录2 ................................................. 27 附录3 (28)河北大学工商学院2021届本科生毕业论文(设计)1 绪论随着科学技术的飞速发展,以及超大规模集成电路的广泛应用,远程监控设备正在逐步取代人工现场监测。
远程测温无线传输系统的设计与实现

本科生毕业设计(论文)论文题目远程测温无线传输系统的设计与实现学生姓名学号专业电子信息工程班级电子081指导教师职称远程测温无线传输系统的设计与实现摘要温度在工农业生产、现代科学研究及高新技术开发过程中是一个极其普遍而重要的测量参数。
随着无线传感器网络技术的发展和普及,各种测温系统也向无线化、智能化、低功耗方向发展。
无线传感器网络技术综合了传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术等,它的出现为随机性地研究数据提供了方便。
传感器网络节点基本由四个单元构成:传感单元、处理单元(包括CPU、嵌入式操作系统等)、通信单元(无线通信模块)、电源。
本设计中处理单元采用TI公司的低功耗单片机MSP430149,通信单元采用由低功耗CC1101无线通信模块,详细介绍了软硬件实现方法,重点介绍了MSP430单片机控制温度传感器处理数据、控制CC1101模块进行无线通信的软件设计,并通过实际测试验证了方案的可行性。
采用无线传输方式既节省了布线,又可以迅速布局在需要测量的地方,是远程测温系统的一个很好的解决方案。
关键词:温度,无线传感网络技术,MSP430,CC1101THE DESIGN AND REALIZATION OF TEMPERATUREWIRELESS TRANSMISSION SYSTEM BASED ON THEMSP430ABSTRACTTemperature in the industrial and agricultural production, modern scientific research and high-tech development process is an extremely common and important measurement parameter. With the development and popularity of wireless sensor network technology, a variety of temperature measurement systems go to the development of wireless, intelligent, low-power direction. WSN technology integrates sensor technology, embedded computing technology, communications technology, it’s emergence convenients the research of data at random.Sensor network is consisted of four units: sensing unit, processing unit (CPU, embedded operating system), the communication unit (wireless communication module), the power supply. Processing unit of this design uses TI's low-power microcontroller MSP430149, The communication unit adopts the low-power CC1101 wireless communication module.And the design details the hardware and software implementation, focuses on the MSP430’s control of temperature sensor to process data, control of CC1101 module for wireless communications, software design, and tests the feasibility of the program. The wireless transmission not only saves wiring but also can quickly layout where measurement is.It is a good solution for remote temperature measurement system.Keywords: temperature,WSN, MSP430,CC1101目录第一章绪论-----------------------------------------------------------------------------1 1.1 课题研究背景----------------------------------------------------------------------------------------------------1 1.2 无线传感网络技术发展及现状------------------------------------------------------------------------------1 1.3 MSP430单片机概述----------------------------------------------------------------------------------------------11.3.1 MSP430系列单片机的特点-------------------------------------------------------------------------21.3.2 MSP430单片机的IAR开发环境-------------------------------------------------------------------3 1.4 CC1101概述-------------------------------------------------------------------------------------------------------3 1.5 本课题任务与意义-----------------------------------------------------------------------------------------------4 第二章硬件设计------------------------------------------------------------------------------------52.1硬件系统整体结构---------------------------------------------------------------5 2.2电源设计-----------------------------------------------------------------------------------------------------------6 2.3温度传感电路------------------------------------------------------------------62.3.1D S18B20概述-----------------------------------------------------------72.3.1温度传感电路设计-------------------------------------------------------7 2.4通信模块电路-------------------------------------------------------------------8 第三章软件设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------11 3.1 温度传感器与430单片机之间软件编程-------------------------------------------------------------11 3.2 MSP430控制CC1101传输和接收--------------------------------------------------------------------------153.2.1 寄存器配置-------------------------------------------------------------------------------------------163.2.2 读写操作----------------------------------------------------------------------------------------------173.2.3 控制CC1101发射接收过程----------------------------------------------------------------------18 3.3 MSP430控制液晶显示---------------------------------------------------------------------------------------19 第四章总结与展望----------------------------------------------------------------------------------------------------214.1 系统的可行性验证--------------------------------------------------------------21 4.2总结与展望---------------------------------------------------------------------21 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------------------22 致谢------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------23杭州师范大学本科生毕业设计(论文)正文第一章绪论1.1 课题研究背景温度是关于物体冷热程度的度量,是自然界主要的物理量之一。
智能温室远程控制系统设计—温度检测与控制(毕业设计)

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 本科毕业论文智能温室远程控制系统设计Design of intelligent greenhouseremote control system学院名称:电气信息工程学院专业班级:农业电气化与自动化学生姓名:高闯指导教师姓名:任明炜指导教师职称:副教授2015年6月智能温室远程控制系统设计专业班级:农电1101学生姓名:高闯指导教师:任明炜职称:副教授摘要在农业生产中,温室大棚的应用越来越广泛,为人们创造了更高的经济效益。
在温室大棚生产中,温度、湿度、光照强度、C02浓度、水分以及其他养分等多种自然因素共同影响农作物的生长,其中温度最为关键。
控制好温室内的温度,让作物生长在最适宜的温度范围内,将对作物产量和质量的提高有很大的促进作用。
传统的温度控制方法完全是人工的,不仅费时费力,而且效率低下。
因此,建立一个实用、可靠、可长期监测的农业智能化、现代化温度远程监测系统是非常有必要的。
随着电子技术的飞速发展,单片机在国民经济生产各行业发挥了重要的作用。
它因为集成度高、体积小、运行可靠、应用灵活、价格低、面向控制等特点得到了广大工程技术人员和客户的好评。
单片机在温室环境条件的测定和控制领域也得到了广泛应用,在温度控制方面,单片机能够代替常规的模拟调节器,进行测量数据的处理与控制,以单片机为基础的温度远程自动检测与控制系统也正逐步在温室领域得到应用和实施。
本课题主要设计基于单片机的温室温度远程控制系统硬件电路和软件程序,并能实现超温和低温报警功能。
在满足系统性能要求的前提下,尽可能的减少硬件成本。
系统选用DS18B20数字温度传感器对室温进行检测,并且选用8051单片机对数据进行处理。
人机接口电路部分能实现温度设定、温度显示、超温报警,远程调控等功能。
关键词:8051单片机、DS18B20温度传感器、温室、自动检测、自动控制IDesign of intelligent greenhouse remote control systemAbstract In the agricultural production,the application of the greenhouse is more and more wide,and it has created higher economic benefit..In the greenhouse production,the temperature,humidity,light intensity,C02concentration,water and other natural factors such as other nutrients affect the growth of crops,the temperature is the key.Control the temperature of the indoor temperature,so that the crop growth in the most appropriate temperature range,will have a great effect on the improvement of crop yield and quality.The traditional temperature control method is completely artificial,not only time-consuming,but also inefficient.Therefore,it is necessary to establish a practical,reliable,and long-term monitoring system for agricultural intelligence and modernization.With the rapid development of electronic technology,SCM plays an important role in various industries of the national economy.It has been widely praised by engineering technical staff and customers because of its high integration,small volume,reliable operation,flexible application,low price,control oriented etc.The single chip microcomputer in the greenhouse environment condition measurement and the control field also has been widely used.In the temperature control,MCU can replace the conventional analog regulator.process and control the measurement data.The temperature remote automatic detection and control system based on single chip microcomputer is gradually applied in the greenhouse field.This paper main design the hardware circuit and software of the greenhouse temperature remote control system which based on SCM,and can achieve over-temperature and Low-temperature alarm function.In the premise of meeting the requirements of system performance,as much as possible to reduce the cost of hardware.The system use DS18B20digital temperature sensor to detect temperature,and use8051single-chip microcomputer for data processing.The man-machine interface circuit can realize the temperature setting,temperature display,alarm function and remote-control.Keywords:8051microcontroller,DS18B20temperature sensor,greenhouse,automatic detection,automatic controlII目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1选题背景 (2)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (4)1.3主要研究内容 (6)第2章系统硬件部分设计 (7)2.1方案论证 (7)2.2单片机选择 (8)2.2.1单片机概述 (8)2.2.2STC89C52单片机引脚说明 (8)2.3温度传感器设计 (10)2.3.1DS18B20简介 (10)2.3.2DS18B20管脚排列 (11)2.3.3DS18B20内部结构 (11)2.4无线模块设计 (12)2.5报警系统设计 (16)第3章系统软件部分设计 (17)3.1系统初始化模块 (17)3.2数据采集模块 (18)3.3无线模块 (18)3.3.1无线发射模块 (18)3.3.2无线接收模块 (19)III3.4报警模块 (20)第4章系统总成与调试 (21)4.1系统总成 (21)4.1.1系统组成 (21)4.1.2系统流程图 (22)4.2系统结果调试 (23)4.2.1正常温度范围内的工作状态 (23)4.2.2低于正常温度范围时的工作状态 (24)4.2.3高于正常温度范围时的工作状态 (25)第5章总结和展望 (26)致谢 (28)参考文献: (29)IV引言目前我国农业正处于从传统农业向以优质、高产、高效益为目标的现代农业转化的新阶段。
单片机温度监测系统设计毕业论文

目录第一部分设计任务与调研 (2)1.毕业设计的主要任务 (2)第二部分设计说明 (3)1.理论分析 (3)2.设计方案(构思、分析、确定) (4)3.单片机温度检测系统设计 (5)4.单片机最小系统 (5)5.显示与报警模块设计 (9)第三部分设计成果 (11)1设计成果 (11)2作品的特点 (11)3佐证材料:单片机系统程序 (12)第四部分结束语 (23)第五部分致谢 (24)第六部分参考文献 (25)第一部分设计任务与调研1.毕业设计的主要任务温度往往是一个很重要的量,需要准确地加以控制。
除了这些部门之外,温度控制系统还广泛应用于其他领域,是用途很广的一类工业控制系统。
温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。
现要求能广泛工厂、民居的基于单片机的温度检测系统.2.设计的思路本设计的整体思路:利用流过热敏电阻电流随温度线性变化的关系,将电流的变化转化为电压的变化,即0℃时输出电压为0V显示在数码管上的数值为00.0。
当40℃时输出电压通过A/D转换器输出处理显示为40.0。
即在0~40℃的温度变化过程中,电压变化对应温度变化。
数码管上的数值就是对应于所测量的实际温度值。
测量过程中可通过独立按键,设置测量温度上下限数值(上限>下限),设置成功后,系统测量实时温度,当前温度高于上限值或低于下限值,通过蜂鸣器报警。
3.调研的目的和总结随着现代工业的逐步发展,在工业生产中,温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。
其中,温度是一个非常重要的过程变量。
列如:在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域,都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行即监测控制。
然而,用常规的控制方法,潜力是有限的,难以满足较高的性能要求。
采用单片机来对它们进行温度监测控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点,而且可以大幅度的提高被监测温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。
温度监控系统的设计-毕业设计论文

引言随着“信息时代”的到来,作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。
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。
由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制,但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。
传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。
因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。
另一方面,传感器的被测信号来自于各个应用领域,每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。
温度传感器是其中重要的一类传感器。
其发展速度之快,以及其应用之广,并且还有很大潜力。
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。
本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。
文中传感器理论单片机实际应用有机结合,详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程,以及实现热电转换的原理过程。
本设计应用性比较强,设计系统可以作为生物培养液温度监控系统,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等等。
课题主要任务是完成环境温度检测,利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。
设计后的系统具有操作方便,控制灵活等优点。
本设计系统包括温度传感器,A/D转换模块,输出控制模块,数据传输模块,温度显示模块和温度调节驱动电路六个部分。
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。
远程串口温度采集系统设计_毕业设计

毕业论文声明本人郑重声明:1.此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。
除了特别加以标注地方外,本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查阅和借阅。
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4.本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
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对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者(签名):年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属华北电力大学。
本人完全了解大学有关保存,使用毕业论文的规定。
同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版,允许论文被查阅或借阅。
本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。
如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为大学。
本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为大学。
本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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远程温度监测系统设计毕业论文目录1 绪论 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本设计主要研究内容 (3)2 设计要求与方案论证 (4)2.1 设计要求 (4)2.2 系统基本方案选择和论证 (4)2.2.1 单片机芯片选择方案与论证 (4)2.2.2 温度采集模块选择方案与论证 (4)2.2.3 无线收发模块的选择方案与论证 (5)2.2.4 显示模块的选择方案与论证 (5)2.2.5 报警模块的选择方案与论证 (5)2.3 电路设计最终方案的确定 (6)3 系统的硬件设计与实现 (8)3.1 系统硬件概述 (8)3.2 主要单元电路的设计 (8)3.2.1 单片机主控制模块的设计 (8)3.2.2 温度采集电路模块的设计 (10)3.2.3 无线收发电路模块的设计 (11)3.2.4 显示电路模块的设计 (13)3.2.5 报警电路模块的设计 (14)3.2.6 电源电路设计 (15)3.2.7 电路原理及说明 (16)4 系统程序的设计 (17)4.1 主程序的设计 (17)4.2 发射系统程序的设计 (19)4.3 传输程序的设计 (19)4.4 温度采集程序的设计 (19)4.5 显示程序的设计 (20)5 硬件调试及测试结果 (21)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录A 外文文献 (27)附录B 电路图 (48)附录C 元件清单 (50)附录D 实物图 (51)附录E 程序 (52)1 绪论1.1 选题的目的和意义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。
远程控制的通信方式有多种,如通过微型计算机]1[、有线网络、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。
它不需要像有线网络控制耗费巨大的通信]2[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]3[。
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。
这种方法速度缓慢,而且精度不是很高。
综合上面的考虑,本次毕业设计设计了基于无线电通信]4[的远程温度控制系统。
现代工业设计、工程建设、电子技术]5[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。
近年来,单片机发展十分迅速,一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃发展,单片机已经渗透到工业、农业、国防,科研(遥控电路)]6[以及日常生活等各个领域。
传统的温度采集的方法不仅费时,而且精度差满足不了各行业对于温度数据提高精度,设备高可靠性的需求。
单片机的出现使得温度数据的采集和处理得到了很好的解决。
选择适当的单片机和温度传感器以及前端处理电路,可以获得较高的测量精度,不但方便快捷,成本低廉,省事省力,而且大幅度提高了测量精度。
1.2国内外研究现状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、医药等行业,可以说几乎所有的工业部门都不得不考虑着温度的因素。
目前国内外对于温度监控的研究和应用已非常普遍,但对于无线远程温度监控这方面的研究和应用还有相当大的提升空间。
无线温度监控不仅可以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将会见到它的影子,无线远程温度监控将会有更广阔的发展空间。
随着国内外工业的日益发展,温度检测技术也有了不断的进步。
温度测量系统主要由两部分组成,一部分是传感器]7[,它将温度信号转换为电信号。
另一部分是电子装置,它主要完成对信号的接收、处理、对测点进行控制、温度显示等功能。
对应于不同的温度段及测量精度要求,测温装置也不尽相同,从传感器方面看,己出现有各种金属材料、非金属材料、半导体材料制成的传感器,也有红外传感器。
仪器本身也趋向小型化,多采用集成度较高的芯片或元件组成电路。
目前的温度检测技术原理很多,大致包括以下几种:(1)物体热胀冷缩原理(2)热电效应(3)热阻效应(4)利热辐射原理。
未来主要的研究方向将是如何扩大它的温度适用范围,以及智能化、网络化等方面。
随着生产的发展,新型温度传感器还会不断出现,目前,国内外通用的温度传感器及测温仪大致有以下几种: 热膨胀式温度计、电阻温度计、热电偶、辐射式测温仪表、石英温度传感器测温仪。
21世纪科学技术的发展日新月异,科技的进步带动了测量技术的发展,现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化,我们已经进入了高速发展的信息时代,测量技术也成为当今科技的主流之一,被广泛地应用于生产的各个领域。
随着现代计算机和自动化技术的发展,作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件,温度传感器的作用日益突出,成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具,其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。
远程控制所实现的作用如下:1.采集与处理功能作用:主要是对生产过程的各种模拟或数字量进行检测、采样和必要的预处理,并且以一定的形式输出,如打印报表、显示屏和电视等,为生产人员提供详实的数据,帮助他们进行分析,以便了解生产情况。
2.监督功能作用:将检测到的实时数据、还有生产人员在生产过程中发出的指令和输入的数据进行分析、归纳、整理、计算等二次加工,并分别作为实时数据和历史数据加以存储。
3.管理功能作用:利用己有的有效数据、图像、报表等对工况进行分析、故障诊断、险情预测,并以声光电的形式对故障和突发事件报警。
4.控制功能作用:在检测的基础上进行信息加工,根据事先决定的控制策略形成控制输出,直接作用于生产过程。
因此,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。
1.3本设计主要研究内容本设计是基于单片机]8[的无线温度监控系统,经过大量查阅资料和研究,最终确定采用AT89S51为主控芯片,DS18B20作为温度采集芯片,NRF24L01作为无线接收和发射模块,采用LCD1602液晶屏进行显示。
该系统由发射系统和接收系统组成,发射系统进行温度采集以及数据发射,接收系统作为主系统,对数据接收处理并显示出来。
该系统具有温度过限报警功能,设有4个独立按键,分别进行温度高低限定值的选择、设定,清除报警声和报警灯。
该系统具有操作方便,远距离操控,功能多样,电路简洁,成本低廉等优点,符合电子技术的发展趋势,有很广阔的市场前景。
经过设计和一系列的调试,测试结果基本达到了该设计预期制定的各项要求,顺利地完成了本次毕业设计的目标。
2 设计要求与方案论证2.1设计要求(1)温度监测范围:室温-55.0~125.0℃;(2)接收系统显示温度实际值,收发距离:20米以内(以测试值为准);(3)可以人工设定报警温度上、下限定值;(4)超过温度限定值时蜂鸣器报警和发光报警。
2.2系统基本方案选择和论证2.2.1 单片机芯片选择方案与论证方案一:采用FPGA(现场可编程门阵列)作为系统的控制器。
FPGA可实现各种复杂的逻辑功能,规模大,密度高,它将所有的器件集成在一块芯片上,减小了体积,提高了稳定性,并可用EDA软件仿真、在线调试,易于进行功能扩展,响应速度快。
但成本高,同时由于引脚较多,电路板的布线比较复杂,加重了电路设计]9[和实现焊接的工作。
因此不采取此方案。
方案二:采用8位单片机作为主要的控制芯片。
8位单片机具有价格比较便宜,并且技术比较成熟,低功耗,易于购买等优点,但是8位机程序执行速度比较慢,内部资源比16位单片机少很多。
考虑到本系统对程序运行速度的要求不高以及成本问题,最后选择用8位单片机,由于AT89S51单片机比其他8位单片机价格便宜,并且其内部具有丰富的资源,故采用A T89S51单片机作为本系统主控制芯片。
单片机内部微机控制技术]01[执行程序的过程,实际上就是执行所编制程序的过程。
即逐条指令的过程。
计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。
即取指令-----分析指令-----执行指令。
取指令的任务是:根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令,送到指令寄存器。
分析指令阶段的任务是:将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码,分析其指令性质。
如指令要求操作数,则寻找操作数地址。
计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程,直至遇到停机指令可循环等待指令。
可采取此方案。
2.2.2 温度采集模块选择方案与论证方案一:使用热敏电阻作为传感器]11[,用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压,利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性,采集这两个电阻变化的分压值,并进行A/D转换。
此设计方案需用A/D转换电路,增加了线路的复杂程度,增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的,会产生较大的测量误差。
因此此方案不可行。
方案二:采用DS18B20。
DS18B20的数字温度输出通过1-Wire总线,又称为“一线”总线,这种独特的方式可以使多个DS18B20方便地组建成传感器网络,为整个测量系统的建立和组合提供了更大的可能性。
它在测温精度、转换时间、测数距离、分辨率等方面比其他温度传感器有了很大的进步,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上,从而抗干扰力更强。
其一个工作周期可分为两个部分,即温度检测和数据处理。
在讲解其工作流程之前我们有必要了解18B20的内部存储器资源。
DS18B20直接输出数字温度值,不需要校正,因此选择此方案。
2.2.3 无线收发模块的选择方案与论证方案一:采用TX315A-T01和TX315A-R01的无线收发模块。