基于以太网温度采集与控制系统的设计与实现
关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现

关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现K型热电偶是当前工业生产、科学实验较为常用的一种温度传感器,它可以直接测量各种生产中0~1 300℃范围内的液体蒸汽,气体介质和固体表面温度。
由于它的测量范围及其较高的性价比,使得K型热电偶应用广泛。
然而K型热电偶存在非线性、冷补偿等问题,特别是在处理补偿问题时,需要付出较高的代价且难以有较好的成效。
所以本文介绍的MAX6675温度采集芯片,弥补了K型热电偶上述缺陷。
将MAX6675和K 型热电偶结合并用于工业生产和实验,能为工程带来诸多便利且减少繁琐的附加电路。
本文给出了基于CPLD的多路温度采集系统电路、内部逻辑设计模块、误差分析和实验统计报告,以及MAX6675多路温度采集系统的应用过程和性能报告。
1 MAX6675介绍MAX6675是美国Maxim公司生产的带有冷端补偿、线性校正、热电偶断线检测的串行K型热电偶模数转换器,它的温度分辨能力为0.25 ℃;冷端补偿范围为-20~+80℃;工作电压为3.0~5.5 V。
根据热电偶测温原理,热电偶的输出热电势不仅与测量端的温度有关,而且与冷端的温度有关。
在以往的应用中,有多种冷端补偿方法,如冷端冰点法或电桥补偿法等,但调试较复杂。
另外,由于热电偶的非线性,以往是采用微处理器表格法或线性电路等方法,来减小热电偶本身非线性带来的测量误差,但这些增加了程序编制及调试电路的难度。
而MAX6675对其内部元器件的参数进行了激光修正,从而对热电偶的非线性进行了内部修正。
同时,MAX6675内部集成的冷端补偿电路、非线性校正电路、断线检测电路都给K 型热电偶的使用带来了便利。
MAX6675的特点有:(1)内部集成有冷端补偿电路;(2)带有简单的3位串行接口;(3)可将温度信号转换成12位数字量,温度分辨率达0.25℃;(4)内含热电偶断线检测电路。
其内部原理图如图1所示。
2 系统构架系统框架如图2所示,该系统以CPLD为核心,由多路K型热电偶和MAX6675将外界温度模拟信号采集并转换成数字信号,并将数据传入CPLD进行相应的处理,然后通过通信模块将数据传送给计算机,最后用计算机做数据统计及处理。
基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇

基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现1基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现随着人们对生活质量的需求越来越高,温度控制变得愈发重要。
在家庭、医院、实验室、生产车间等场合,温度控制都是必不可少的。
本文将介绍一种基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现。
设计思路本文所设计的温度智能控制系统主要由单片机、温度传感器、继电器和液晶屏幕等部件组成。
其中,温度传感器负责采集温度数据,单片机负责处理温度数据,并实现温度智能控制功能。
继电器用于控制加热设备的开关,液晶屏幕用于显示当前温度和系统状态等信息。
在实现温度智能控制功能时,本设计采用了PID控制算法。
PID控制算法是一种经典的控制算法,它基于目标值和当前值之间的误差来调节控制量,从而实现对温度的精确控制。
具体来说,PID控制器包含三个部分:比例控制器(P)用于对误差进行比例调节,积分控制器(I)用于消除误差的积累,微分控制器(D)用于抑制误差的未来变化趋势。
这三个控制器的输出信号加权叠加后,作为继电器的控制信号,实现对加热设备的控制。
系统实现系统硬件设计在本设计中,我们选择了常见的AT89S52单片机作为核心控制器。
该单片机运行速度快、稳定性好,易于编程,并具有较强的扩展性。
为了方便用户调节温度参数和查看当前温度,我们还选用了4 * 20的液晶屏。
温度传感器采用LM35型温度传感器,具有高精度、线性输出特性,非常适用于本设计。
系统电路图如下所示:系统软件设计在单片机的程序设计中,我们主要涉及到以下几个部分:1. 温度采集模块为了实现温度智能控制功能,我们首先需要获取当前的温度数据。
在本设计中,我们使用了AT89S52单片机的A/D转换功能,通过读取温度传感器输出的模拟电压值,实现对温度的采集。
采集到的温度数据存储在单片机的内部存储器中,以供后续处理使用。
2. PID控制模块PID控制模块是本设计的核心模块,它实现了对温度的精确控制。
基于SMART200的温度PID控制系统设计与调试设计

学号127301116 苏州市职业大学毕业设计题目基于SMART200的温度PID控制系统设计与调试学生姓名:专业班级: 12电气自动化技术(1)班学院 (部):电子信息工程学院校内指导教师:(副教授)校外指导教师:完成日期:2015年5月摘要:温度是工业和科学实验中最常见和最重要的热工参数之一了。
现在产品对于温度控制的精度要求越来越高。
无论是在科学领域还是我们的生产实践中,温度控制都是极其重要的,特别是像冶金、化工、石油、机械、建材等大型工业中,都占有着极大的比重。
而温度控制的系统也有很多种,PLC凭借着它较高的可靠性,较强的抗干扰能力,已经成为许多用户信赖的产品,而且他的操作也较为简单。
本文介绍了西门子S7-200smart设计硬件与Smart700IE 7寸触摸屏。
PLC是数字控制型的电子计算机,他运用了可编程存储器的储存指令,具有顺序、逻辑、计数、计时等一些功能。
可以通过模拟输入、输出和数字输入输出等组件,进行控制各种程序和设备。
关键词:PLC 温度控制PID 触摸屏AbstractTemperature industrial and scientific experiments, the most common and the most important thermal parameters of. Now products are increasingly high requirements for precision temperature control. Whether in science or our production practices, the temperature control is extremely important, especially as the metallurgical, chemical, petroleum, machinery, building materials and other large industry, has played a significant proportion. The temperature control system there are many, PLC With its high reliability, strong anti-jamming capability, many users have become reliable products, and his operation is relatively simple. This paper introduces the design of hardware and Siemens S7-200smart Smart700IE 7-inch touch screen. PLC is a computer numeric control type, he used a programmable memory to store instructions, with order, logic, counting, timing and some other functions. Via analog input, output, and digital input and output components, control procedures and equipment.Keywords: PLC temperature control PID Touch screen目录1 引言 (1)1.1 应用背景 (1)1.2 温度控制的技术现状 (1)1.3 设计方案 (3)2 硬件系统设计 (5)2.1 西门子smart200 (5)2.2 触摸屏 (6)2.3 温度传感器 (8)2.4 模拟量模块 (9)3 软件系统设计与调试 (11)3.1 PID基本机理 (11)3.2 系统程序流程 (14)3.3 软件设计 (18)3.4温度的控制界面及调试分析 (19)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)1 引言1.1 应用背景据我们所了解,温度作为工业中重要的参数,基本所有的物理变化或者化学反应都和温度有所关联。
基于TMS320F2812的分布式温度采集记录仪的设计与实现

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TMS 2 F 8 2作为数据 处理 与控制单 电及布线 ,并能 明确 区分 出温 度数据 与 允 许 用 户 将 器 件 在 链 路 中的 物 理 位 置 与 30 2 l 元 ,以 Ma i 公司的单 线数字温 度计 温 度传感 器位置的对 应关 系 ,因此温 度 序 列号对应 ,如用来测 量贮存塔 不 同高 xm IS 8 A0 为基础 , )2 E 0 通过 D P控制温 度 传 感器 的选 型十分 关键 。传统 的模拟温 度处 的温度 。DS 8 A0 的供 电和数据 S 2E 0 传 感器顺序 采集各个 测量 点的温度 ,经 度传 感 测 量 系统 测 量精 度低 、布线 复 通信 都是借 助这条 卜 Wie r 线完成 的。 处 理送 L ED 显 示并 暂存 到外 扩 RAM 杂 、易受干扰 ,而新 型单片数 字式温 度 D 2 E 0内部 包括三个 主要数据 S 8 A0
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映 射 T S 2 F 8 2外 扩 0区 域 ,US M 302 1 B 接 口模 块 硬 件 电路 图 如 图 4 示 。 所
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基于 T 2 的分布式温度采集 M 2 S 0 82 3 F 1 记录仪的设计与实现
烟 台大 学 刘 昌伟 邵左文 随着现 代信息技 术的飞速 发展 ,分 接 口模块 、S D卡 接 口模块 、外扩 RAM 都 具有 工厂预 先 刻度 的唯一 6 4位 序列 布式温 度测 量控制 系统在 工业 、农业 及 模 块 、L D 显 示 模 块 和 T S 2 F 8 E M 3 0 2 号 , 需一根数 据线和地 线就可通过 卜 1 2 只 e协议 完 成 串行 传输 数 据 ,支持 r 人们的 日常生 活中扮演 了一 个越来越 重 数 字信号处 理模块 ,系统总体框 图如 图 W i
网络工程课程设计报告-基于以太网的远程温湿度采集控制系统 (11)

《专业实训课程设计》课程设计题目:基于以太网的远程温湿度采集控制系统目录一、设计目的 (2)二、设计内容 (2)三、环境搭建 (3)四、实验步骤 (3)(一).总体步骤 (3)(二).技术详解 (5)1、TCP通信 (5)2、DHCP地址获取 (8)3、HTTP网页链接 (10)4、NTP时间获取 (12)五、开发板代码 (12)六、实验现象演示 (22)一、设计目的利用WIZnet的W5500网络芯片通过以太网实时监控远程某个位置的温度和湿度,以及设计警报实现亮灯。
二、设计内容1)读取DHT11温度并通过串口打印。
2)浏览器显示设计网页模板。
3)网页实时显示温度。
4)网页按钮控制LED灯。
三、环境搭建硬件:WIZnet W5500开发板、网线、数据线、数字温湿度传感器DHT11软件:hercules_3-2-4、Keil uVision5、Flash Loader Demo,Wireshark抓包工具四、实验步骤(一).总体步骤1.首先要使W5500开发板能够连接以太网,就必须要有IP地址,编写dhcp.c程序,使W5500能够通过dhcp服务器自动获取IP地址;程序中包括dhcp客户端初始化函数init_dhcp_client(); 和dhcp测试函数do_dhcp();2. 连接温湿度传感器到开发板,添加温湿度感应程序,dht11.c和dht11.h,3. 在主函数中包含该程序头文件#include “dht11. h”定义数组uint8 temp_rh[2],temp_rh[0]用来保存湿度数据,temp_rh[1]用来保存温度数据uint8 temp_rh[2] = {0, 0};4. 主函数中调用温湿度感应程序,并将温湿度数据通过开发板串口打印输出:DHT11_GetValue(temp_rh);printf("hum:%d,",temp_rh[0]);printf("temp:%d\r\n",temp_rh[1]);5. 将温湿度数据在网页中实时显示在httputil.c 使用sprintf()把格式化的数据写入buf字符串中sprintf(buf,"settingsCallback({\"temp1\":\"%d\",\\"temp2\":\"%d\",\});",temp_rh[0],temp_rh[1]);6.在webpage内添加两个新的lable,一个是温度,一个湿度“<p><label for=“temp1”>湿度:</label><input type=“text”id=“temp1”name=“temp1”size=“5”/></p>“<p><label for=“temp2”>温度:</label><input type=“text”id=“temp2”name=“temp”size=“5”/></p>再在lable中赋值,一个是湿度temp1, 一个是温度temp2"<script>"\"function $(id) { return document.getElementById(id); };"\"function settingsCallback(o) {"\"if ($('temp1')) $('temp1').value = o.temp1;"\"if ($('temp2')) $('temp2').value = o.temp2;"\"};"\"</script>"\同时设置页面每隔10秒刷新一次“<meta http-equiv= ‘refresh’ content=’10’ >”\7. 调用http程序do_http(SOCK_HTTP);(二).技术详解1、TCP通信TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
基于LabVIEW的实时温度采集系统设计

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计1. 概述实时温度采集系统是一种用于实时监测和记录环境温度变化的设备,可以广泛应用于工业自动化、实验室监测等领域。
本文将介绍一种基于LabVIEW的实时温度采集系统设计方案。
2. 硬件设计2.1 传感器选择在实时温度采集系统中,传感器的选择十分重要。
常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
在本系统中,我们选择了DS18B20温度传感器,这是一种数字温度传感器,具有精确度高、精度稳定等特点,适合于实时温度采集系统的应用。
2.2 数据采集模块数据采集模块负责将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号,并通过接口与上位机进行通信。
在本系统中,我们选择了Arduino Uno 作为数据采集模块,它不仅具有良好的性能和稳定性,而且可以通过串口通信与LabVIEW进行数据交互。
2.3 信号调理电路温度传感器输出的模拟信号需要经过信号调理电路进行放大和滤波处理,以提高系统的稳定性和准确性。
常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路等。
2.4 数据通信模块数据通信模块负责将采集到的温度数据通过网络或串口等方式实时传输给上位机。
在本系统中,我们选择了以太网模块ENC28J60与LabVIEW进行数据通信。
3. 软件设计3.1 LabVIEW界面设计LabVIEW是一种图形化编程环境,可以通过拖拽元件来组装控制面板和数据处理模块。
在本系统中,我们通过LabVIEW来实现人机交互、数据实时显示和数据存储等功能。
3.2 数据处理及算法设计在实时温度采集系统中,数据处理和算法设计是十分重要的部分。
根据采集到的温度数据,我们可以进行实时的数据处理、异常检测和报警等操作。
通过结合LabVIEW的图形化编程特点,我们可以方便地设计和调试各种数据处理算法。
4. 系统实施与测试根据以上的硬件和软件设计方案,我们可以开始进行系统的实施和测试工作。
首先,按照硬件设计要求进行电路的搭建和连接,然后进行LabVIEW程序的开发和调试。
基于单片机的温度控制系统设计及实现

基于单片机的温度控制系统设计及实现温度控制系统是一种常见的自动化控制系统,在很多领域都有广泛的应用。
本文将以基于单片机的温度控制系统设计与实现为主题,依次介绍系统设计和功能实现的相关内容。
一、系统设计1. 概述:本文所设计的基于单片机的温度控制系统旨在实现对温度的监测和控制,具有高精度、稳定性和可靠性。
2. 系统结构:温度控制系统包括温度传感器、单片机、执行机构和显示部分。
温度传感器负责采集环境温度数据,单片机进行数据处理和控制算法的实现,执行机构根据控制命令实时调整环境温度,显示部分将实时温度显示给用户。
3. 硬件设计:- 选型:根据系统需求和经济因素选择适合的单片机和温度传感器。
- 电路连接:将温度传感器连接到单片机的模拟输入引脚,执行机构连接到单片机的输出引脚,液晶显示器连接到单片机的数字输出引脚。
- 电源设计:为系统提供稳定的电源供电,保证系统的正常运行。
4. 软件设计:- 入口函数设计:设置系统初始化参数和变量,配置单片机的引脚输入输出。
- 温度采集:根据采样频率,读取温度传感器的模拟数值,并转换为真实温度值。
- 温度控制算法设计:根据温度数据和设定的控制策略,计算得到控制命令。
- 控制命令输出:将控制命令经过电平转换后输出到执行机构,实现对环境温度的调控。
- 显示设计:将实时温度值显示在液晶显示器上,方便用户观察和调试。
二、功能实现1. 温度采集功能:系统能够实时采购环境温度,通过温度传感器将模拟数值转化为数字信号,以便后续处理。
2. 控制算法实现:根据采集到的温度数据和设定的控制策略,系统能够计算得到相应的控制命令,并及时将命令传输到执行机构。
3. 温度控制功能:执行机构能够根据系统传输的控制命令实时调整温度,保持环境温度在设定范围内。
4. 温度显示功能:系统能够将实时温度值显示在液晶显示屏上,方便用户查看和监控。
5. 报警功能:当温度超出设定范围时,系统能够发出报警信号,以提醒用户注意环境温度的异常情况。
控制系统方案

控制系统方案控制系统方案1. 引言控制系统方案是指在特定的需求和限制条件下,为了实现控制对象的预期运行状态,设计和构建的一系列控制策略和系统架构的集合。
控制系统方案在各种领域中都有广泛应用,如工业自动化、交通管理、航空航天等。
本文将介绍一个基于现代控制理论的控制系统方案,并详细解释其架构和功能。
2. 控制系统架构控制系统方案主要由传感器、执行器、控制器和通信网络组成。
其中,传感器用于采集被控对象的状态信息,执行器用于对被控对象施加控制作用力,控制器根据传感器采集到的信息决定执行器的动作,通信网络则用于传输传感器和执行器之间的数据。
2.1 传感器传感器是控制系统中重要的组成部分,用于对被控对象的各种状态参数进行监测和测量。
传感器的选择应根据被控对象的特性和需要监测的参数来确定。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。
在本控制系统方案中,我们选择了温度传感器和湿度传感器,以监测被控对象的温度和湿度。
2.2 执行器执行器是控制系统中用于对被控对象施加控制作用力的设备。
执行器的种类和选择取决于被控对象的特性和需要施加的控制作用力。
在本方案中,我们选择了电机作为执行器,通过改变电机的转速和方向来对被控对象施加控制作用力。
2.3 控制器控制器是控制系统中的决策和执行单元,负责根据传感器采集到的信息做出决策,并控制执行器的动作。
在本方案中,我们选择了现代控制理论中的模型预测控制(Model Predictive Control,简称MPC)作为控制器的算法。
MPC算法能够通过建立被控对象的数学模型,并考虑到未来一段时间的状态变化,来优化控制策略,实现更精确的控制效果。
2.4 通信网络通信网络用于传输传感器和执行器之间的数据,以及与远程监控和设备管理系统的连接。
在本方案中,我们选择了以太网作为通信网络的基础。
以太网具有高速、稳定和可靠的特点,能够满足实时控制的需求。
3. 控制系统功能控制系统方案的主要功能是实现被控对象的预期运行状态。
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脚相连接。
3软 件 设 计 . 系 统 大 致 可 分 为 以下 五 个 子 系 统 : 度 采 集 系统 ( 2 、 温 控 制 温 闻 )恒 系统 ( 3 、 图 ) 以太 网传输 系统 、 录调试 系统 和上 位机 显示 及控 制 系 记 统 。在 以太网传输 系统 中 , 由于 常规的 T PI 对 于单片机稀 缺的系统 C/ P 资 源来 说 显 得 过 于 庞大 , 是本 系统 采 用 移 植精 简 的 CPI 于 F / P—— uP . T PI 协议 栈 。uPT PI l09 C /P I C / P栈是 _ 于低 至 8 或 1 位 做处理 器 I _ } j 位 6 嵌入式 系统 、 可实现 的极小代码 占用量的 T PI 协 议栈 。同时 , l C/ P uP代 码的大小 和 R AM的需求 比其 它一 般的 T WI C P栈要小 。为 l 应片 程 『 将 j 序挂接到 uP中, 须将 宏 U P A P AL 0 I 必 I— P C L 定义成实 际的应用程序 函数 名, 这样 每 当某个 uP事件 发生 时 , l 内核 就会 调用 该应 用程 序进 行处 理。系统流程图如 图4 所示 。
同时 对接收 到的信息进 行协议解析 , 以获取发 给本模块相 关的命令 信 息, 从而实 现下 位机 与以太网的信息交的广泛普 及 、 nent 物联 网” 的新兴 、 以太 网[ 2 1 速 的快 接入及兼 容性 、 C / ̄作为事 实的互联 网的标 准 , T PI I 使得通 过在任意接 入互联 网的终 端上采集数据及通过互联 网进 行传输数据和控制成 为了 可能 。越 来越 多的 工业 测控 设备 已经将 网络接 入功能 作为其 默认 配 置, 以丈现设备 的远程监控和信息分布式处理 r 。而温度控制又是工业 叶 最常见 的控 制技 术手段 , 1 在冰箱 、 冷库m、 锅炉 、 生产车 间、 反应釜等 范同都有广泛 的应用 。 日 对于小 型传感器 组成 的系统 , 前 如超声 波感应 系统 和仓库 温度 感应 系统等 , 采用 C N总线成本 偏高 , A 而采用 R 2 2 8 通信 时 , 传 S 3/ 5 4 则 输有 效距离不 够 。这些 虽然都有温 度采集功 能 , 但不 能在 互联 网及 以 太网中传输 , 限制了使用范围。 机房 、 网络 中心 中的空调 等凋温设 备 , 在故障或断 电后不 能正 常启 动, 导致机 房温度异常升高 , 对各种 网络设备的正常稳定运行构成 了安 全 隐患、 因此 迫切需要 一种基于计算 机网络 的 、 可靠 的 、 低功耗 、 活 灵 的监测控制 系统解 决方案 , 来保证机房始终处于稳定的工作环境 。 1系统 总 体 设 计 . 系统 整体框架设 计 如图 1 所示 。数据采集部分 由温度传感器 和单 片机 构成 。 以实现对数 据的实时采 集。单 片机 与以太 网控 制器 的接 口 部分 连接 , 片将测控信 息进行协议 封装 , 制以太 网接 口发送数据包 , 控
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基于以太 网温 度采集与控制系统晌设计与 实坝
南 峰 丁金 华 单庆 元 赵作 人 (. 工业 大 学 网络 管理 中心 2大连 工业 大学机 械 工程 与 自动化 学 院 ) 1大连 .
[ 摘 要] 用AV Mea系列 的AT g3 微 处理器作 为下位杌 的核心 , 采 R g Mea2 RTL 0 9 模块作 为以太 网接 口。下位机 用 c语 言编程 , 8 1As
用达 到 了预 期 效 果 。
[ 关键词 ] 以太网 温度采 集
0 引 言 .
TCP I 网页 /P 接 口。P 7 为恒温控 制系统 的输入愉 出端 口 ,C 作 为温度传 感器 C作 P6 输入端 口。 2 温度传感 器 . 2 温度传 感器选 用数 字化 集成芯 片 D I B 0 S 8 2 是 “ 线总 S 8 2 。D IB 0 一 线” 口的温度 传感 器 , 接 支持 3 V~55 .V的电 压范 围 , 测量 温度 范 围 其 为 一 5 c~+ 2 。 在 一 0~+ 5 C, 度 为 ±05C。 现 场 温 度 直 接 以 5。 1 5C, 1 8。 精 .。 线总线 ” 的数字方式 传输 , 大提高 了系统的抗 干扰性 。本 系统 中 大 D 1B 0的 D S8 2 Q引脚 与主控器的P 6 C 引脚相连 。 23 太 网 控 制 器 .以 以 太 网 控 制 芯 片 选 用 R L 0 9 S R L 0 9 S是 R a e 公 司生 T 8 1A 。 T 8 lA eh k 产的一种 高度集成 的 1M以太网控制器 。 与N 0 0 容 , 0 E2 0 兼 支持 8 、 位 l 位 数据 总线; 6 内置 1k 6 B的 S M作 为缓存; RA 可连 接 同轴 电缆 和双绞 线 , 自动检测所连 接的介质 。本 系统 中的 R L 0 9 S J 8 可 T 8 1A 采 E 位总线 , } j 所以使用 S 0 S 与主控器 的P O P 4 A 一 4, B — B 引脚相 接 , 其余 S 5 S 9 A 一 AI 引脚 全部接地 ; 数据端 口只使用低 8 , S 0 S 7 位 将 D 一 D 与主控器的 P 0 I 7引 A 一 A
从 温度传感 器DS 8 0中获取 温度信 号。下位机 的通信协议 采用精 简的TC /P协议栈—uP09。在 下位 机上 实现 了简单的W e 1B2 PI I . b 服 务 功 能 。 上 位 机 通 过 以 太 网 和 下 位 机 通 信 , 数 据 显 示在 可视 化 监 控 界 面上 , 时绘 制数 据 的 动 态 曲线 图 。 经过 实 验 表 明 系统 使 将 同