嵌入式温度控制系统使用说明

嵌
图1 系统电气连接
2、IP设置
本系统采用以太网无线通信，在保证正确通信之前首先要设定好PC机和嵌入式温度控制器的IP地址。

统一规定，PC机IP地址最后一位值=嵌入温度控制器无线网卡IP最后一位值+10。

（1） 进入 PC机“网络连接”，右键点击“无线网络连接”－＞“属性”－
＞“Internet协议（TCP/IP）”，双击“Internet协议（TCP/IP）”，设定IP。

图2 PC机IP设置
（2） 进入嵌入式温度控制器WinCE系统，进入“设置”－＞“网络和拨号连接”，双击“SDIO86861”，设定“IP地址”。

图3 嵌入式温度控制器IP设定
二、软件功能和界面介绍
1、服务器端软件的使用
在使用上位机软件之前，首先要启动服务器端软件，使用步骤如下：
（1） 启动进入控制器系统，双击“我的设备”，双击“NandFlash”，进入服务端软件所在目录。

图4 进入根目录
（2） 双击“温度控制系统8-24”服务端，左击“服务器打开”，侦听上位机客户端。

图5 打开服务端软件
（3） 如果系统正确连接，服务端将提示正确建立连接。

图6 正确建立连接
2、上位机（客户端）软件功能介绍
本控制系统上位机软件设计包括以下模块：通信模块、数据采集保存模块、实时曲线绘制模块以及PID算法模块。

为了能够远程实时地进行温度系统的控制，需要设计具有良好用户界面的上位机无线温度控制软件。

上位机控制软件基于Microsoft Visual C++ 6.0 以及Microsoft MFC（Microsoft Foundation Class）和相关API而开发，实现的主要功能有：
（1）实时数据通信，通信方式采用Socket通信；
（2）温度数据的实时趋势曲线图，为了更加直观的观察当前的温度状态，设计了可实时查看的动态曲线图，便于温度的控制、辨识数据的生成和相关控制算法的实验效果检验；
（3）温度数据保存到csv文件，一方面可以实时得到温度数据，另一方面可以为需要进行的辨识环节提供原始数据，进行实时的温箱模型辨识；
（4）利用辨识出来的模型进行控制算法的研究。

3、上位机（客户端）软件界面介绍
软件界面分为两个主要版块：左版块绘制实时曲线，右版块为显示对话框，显示当前系统状态（启动或停止）、实时温度及变化和控制算法参数等等。

要注意，本软件只提供辨识数据的采集工作，实验时再在Matlab下辨识模型。

上位机软件设计时尽量考虑具有良好的人机交互性，以及简便、易操作，如图7所示。

图7 上位机（客户端）软件界面布局
三、上位机（客户端）软件使用步骤
1、鼠标左键点击菜单栏“指令设置”，点击弹出的“系统参数”选项，根据实验要求拖动滑块设置“加热电压”和“温度采样周期”，点击“确定”设置成功。

设定参数的过程中，“系统状态显示”区域的“系统电压”和“采样周期”会实时的记录设定的数值。

图8 指令设置
注： “指令设置”用来设置温箱的加热电压和温度数据的采样周期。

①“加热电压”量程为0～150V，设定最大电压为150V是防止电流过大对控制器产生损坏考虑。

②“温度采样周期”量程是2～10s，对于温箱温控系统而言，2s采集一个温度数据能够满足辨识要求。

也可以使用工具栏对应的快捷图标（红框处）进行系统参数设置。

2、鼠标左键点击菜单栏“通信设置”，点击弹出的“设置”选项，在弹出的对
话框中设置通信方式。

图9 通信设置
注：目前只实现了两种通信方式，串口通信和以太网通信，实验里建议采用无线路由进行以太网通信。

①串口通信各项参数可以自己设置，也可以设置默认选项，可以参考《软件功能定制和扩展说明》；②以太网通信端口号和服务器（温箱控制板）IP根据需要进行自己定制设置默认选项，可以参考《软件功能定制和扩展说明》。

也可以使用工具栏对应的快捷图标（红框处）进行系统参数设置。

3、鼠标左键点击菜单栏“命令”，点击“启动系统”选项即可启动温箱加热。

图10 启动系统
注：也可以使用工具栏对应的快捷图标（红框处）进行系统参数设置。

系统启动后，将同时会生成从此时刻开始的数据文件。

本系统的文件分为两种： ① 保存整个系统从运行到结束的电压、采样周期、温度数据等。

注：红色部分表示是对应开始记录的时刻。

② 记录加入辨识序列后的温度数据等。

注：红色部分表示是对应开始记录的时刻。

4、鼠标左键点击菜单栏“曲线”，点击“开始绘制”选项开始绘制温度变化曲线。

图11 开始绘制实时温度曲线
鼠标左键点击菜单栏“曲线”，点击“停止绘制”选项停止绘制温度变化曲线。

图12 停止绘制实时温度曲线
本软件还提供了抓图功能，可以将实时曲线抓取保存。

图13 曲线保存
5、观察实时的温度变化曲线，如果发现温度大致不变之后，可以使用此时的“系统加热电压”生成不同的辨识序列。

① 鼠标左键点击菜单栏“辨识”，点击“导入辨识信号”选项，在弹出的“打开文件”对话框中选择自己设计的辨识信号.txt文件，点击“打开”，导入辨识信号。

图14 生成辨识序列
生成完毕后会弹出提示对话框，通知序列生成完毕。

注：在Matlab中必须按照下面的方法生成辨识信号；生成的数据文件要和程序放在同一级目录。

② 序列生成完毕后，点击“加入辨识序列”，弹出“辨识信号参数”对话框，设定辨识信号的单位时间和周期数，点击“确定”。

经过一段时间后辨识信号加入完毕会弹出提示“提示”对话框，通知信号加入完毕，可以进行系统辨识。

图15加入辨识序列
注：信号加入完毕后，即可取出 Y‐M‐D‐H‐M‐S DataDemo_Sequence_Identy.csv文件在Matlab下进行辨识；
6、利用步骤5辨识出来的模型，可以在Matlab中先进行控制算法的仿真，
利用得到的参数，对实际温箱进行控制。

鼠标左键点击菜单栏“算法”，点击“算法选择和设置”选项，在弹出的
对话框中设定控制温度。

图16 温度控制
7、鼠标左键点击菜单栏“命令”，点击“停机”选项即可启动温箱加热。

图17 停止系统。