远程温度检测控制系统的设计
基于物联网的远程控制系统的设计与实现
基于物联网的远程控制系统的设计与实现随着科技的不断发展和进步，人们对于生活质量以及便捷性的要求也在不断提升。
在这个快节奏的社会中，物联网技术的应用已经见到了广泛应用。
在物联网技术中，远程控制系统是一项非常实用的应用，它可以帮助用户远程控制家庭电器等设备，提高生活效率和便捷性。
在本文中，我们将重点介绍基于物联网技术的远程控制系统的设计与实现，帮助读者更好的理解物联网技术的应用和发展。
一、概述远程控制系统是一种基于无线网络或互联网等远程及时监控和控制各种设备的技术，可以实现在任何时间和地点对设备的控制和监测。
物联网技术的发展使得远程控制系统的应用变得更加便捷和实用，可以应用于家居、商业以及工业等不同领域。
物联网技术的基础中，可穿戴设备、传感器等设备的发展和不断创新，使得远程控制系统的应用更具实用性，助力于现代化社会的发展和进步。
二、系统设计在系统设计环节中，需要考虑到远程控制系统所需要实现的功能，设计出基于物联网的远程控制系统。
系统设计的关键点主要涉及到硬件设备的选择和软件开发的实现，其中硬件设备主要涉及传感器、通信模块、嵌入式系统等。
软件开发主要涉及到应用程序的设计和开发。
1. 传感器选择在设备控制过程中，传感器被用来探测物体的各种状态和参数，包括温度、湿度、光照、声音、位置等参数。
因此选用合适的传感器是基本的步骤。
比如当我们需要控制空调温度时，选用温度传感器，当需要控制照明时，选用光照传感器等。
在选择传感器时，还需要考虑传感器的通信协议和接口，以实现数据传输和接收到外部控制命令。
2. 通信模块选择基于物联网的远程控制系统需要通过网络进行数据传输和接收控制命令。
在通信模块上，需要选择合适的无线通信模块，如无线Wi-Fi、蓝牙、红外线等。
通信模块的性能和稳定性也是设计环节中需要注意的重要点，选择合适通信模块有利于保证系统的可靠性和高效性。
3. 嵌入式系统选择在外围设备中，嵌入式处理器是控制设备的核心部分，由于数据量大、处理速度快等特点，嵌入式系统被广泛应用在各个领域中。
基于GSM的温湿度远程监测系统(图文)
基于GSM的温湿度远程监测系统(图文)论文导读：但由于传感器的材料配方、电极结构等方面的不同，导致各种不同的阻抗型高分子湿度传感器的特性曲线有较大差别，不能用统一的曲线来概括。
本系统采用先进的GSM无线通信技术、配合以嵌入式解决方案和数据采集等先进技术，构建了一种基于GSM的温湿度远程监测系统。
系统分为监测中心站和远程监测终端两个部分:监测中心站主要有PC主机、GSM通信模块TC35i组成（或用户手机）。
关键词：温度传感器，湿度传感器，GSM，远程监测1、引言高级别的质量检测需要在高质量的环境中进行。
温度和湿度是环境的重要参数，对温湿度的监测是实现优质环境的重要手段。
为了避免人为干扰环境和提高效率，远程监测是一种有效的方法。
目前的远程监测系统大多采用以太网络、无线数据传输模块或zigbee无线网络传输数据[ 1-6]。
但是，以太网是有线传输，需布线，受地理环境影响较大；无线数据传输模块的传输误码率高，可靠性差；zigbee是专用协议无线网络，成本高，开发难，而且覆盖范围有限。
本文提出一种基于GSM的温湿度远程监测系统，具有传输误码率低、成本低及覆盖范围广等优点，并且可与监测人员的手机绑定，实现随时、随地，移动监测。
2、传感器的数学模型2.1 半导体温度传感器原理根据PN结理论，在一定的电流模式下，PN结的正向电压与温度具有很好的线性关系。
对于理想二极管，只要正向电压VF大于几个KT/q，其正向电流IF与正向电压VF和温度T之间的关系可表示为(1)式中IS 为二极管反向饱和电流，K 为波尔兹曼常数（1.38ηtimes;10-23J/K），T 为绝对温度（K），q为电子电荷（1.602ηtimes;10-19库仑），整理后，得(2)如前所述，晶体管的基极一发射极电压在其集电极电流恒定条件下，可以认为与温度呈线性关系[7]。
2.2 阻抗型高分子湿度传感器原理阻抗型高分子湿度传感器的感湿原理如下：高分子湿敏膜吸湿后，在水分子作用下，离子相互作用减弱，迁移速度增加；同时吸附的水分子使解离的离子增多，膜电阻随湿度增加而降低，由电阻变化可测知环境湿度。
远程温度监测系统设计本科论文
题目远程温度监测系统设计学生姓名学号所在学院物理与电信工程学院专业班级电子信息工程1204 指导教师完成地点博远楼2016 年 6 月18日毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 物电学院专业班级电子信息工程学生姓名一、毕业论文﹙设计﹚题目远程温度监测系统设计二、毕业论文﹙设计﹚工作自___2016__年__ 2 _月_ 20_日起至__ 2016__年 6 月_ 20 _日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物电学院实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：温度远程监控在工业控制领域中有着十分重要的意义，在许多工业场合，需要对一些分散的、无人值守的现场温度数据进行定实时采集，同时发送简单的控制命令。
传统温度远程监控系统的实现方式一般都需要自己建设并维护有线或无线网络，维护费用高。
随着通信技术的发展，原有的远程监控系统已日益不能满足多方面的要求，温度数据无线传输设计。
系统主要由现场温度监测端，数据传输模块和监控端组成，数据的传输由NRF24L01模块完成。
具体要求如下：1、用微处理器(单片机或ARM)控制监控现场的温度信息采集和数据发送；2、采用温度传感器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和控制；3、完成系统的软件硬件设计；五、毕业论文﹙设计﹚应收集资料及参考文献：[1]黄贤武,郑筱霞.传感器原理及其应用[M].成都:电子科技大学出版社, 2010.[2]俞国亮.MCS-51单片机原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2010.[3]李斯伟,雷新生.数据通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2009.[4]谢自美.电子线路设计实验测试[M].武汉:华中科技大学出版社,2010.六、进度安排:2月20日─3月1日：查阅资料、完成英文资料翻译并准备开题报告. 3月2日─4月1日：完成开题报告,完成监控系统的监控软件设计.4月2日─5月1日：完成监控系统的硬件系统设计. 5月2日─5月30日：搭建硬件系统并进行测试验证. 准备验收。
智能家居中的智能温控系统设计与实现研究
智能家居中的智能温控系统设计与实现研究随着科技的不断发展，智能家居成为了现代家庭的新时尚。
智能家居系统使用先进的技术和设备，将家庭的各种电器和设备连接到互联网，在手机或其他智能终端上实现远程控制和监控。
其中，智能温控系统作为智能家居的重要组成部分，在提高家庭舒适度、节约能源等方面起到重要的作用。
本文将深入研究智能温控系统的设计与实现。
一、智能温控系统的概述智能温控系统是指通过传感器、控制器和执行器等设备，实时感知环境中的温度变化，并调节相应的设备以实现温度控制的系统。
智能温控系统的核心是温度控制算法，通过智能化的控制策略来实现温度的精确控制与调节。
二、智能温控系统的设计1. 传感器选择与布置智能温控系统需要准确感知环境中的温度变化，因此选择合适的传感器是至关重要的。
常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻和红外体温传感器等。
根据实际需求和预算考虑，选择合适的传感器，并合理布置在房间的不同位置，以获取全面准确的温度数据。
2. 控制器的设计控制器是智能温控系统的核心部分，负责接收传感器采集到的温度数据，并根据预设的温控算法进行处理和决策。
控制器的设计要考虑响应速度、精确度、稳定性和耗能量等因素。
常见的温控算法有PID控制算法和模糊控制算法等，选择适合的算法，并进行参数调试和优化，以确保温度控制的准确性和稳定性。
3. 执行器的选择与控制执行器是智能温控系统的执行部分，负责根据控制器的指令进行调节和控制。
常见的执行器有电动阀门、电磁阀门和电热器等。
根据家庭的实际情况和需求，选择合适的执行器，并通过控制器对其进行精确的控制，以实现温度调节和控制的目标。
三、智能温控系统的实现1. 软件平台的选择智能温控系统的实现需要依托于一定的软件平台。
目前市场上有许多智能家居平台，如Apple HomeKit、Google Home和Amazon Alexa等。
根据自己的需求和喜好，选择合适的平台，并对其进行相应的软件开发和定制，实现与智能温控系统的无缝集成和兼容。
基于PLC的远程温度控制系统的设计
此 次 温 度 控 制 系 统 中 ， 传 感 器 将 检 测 到 的 温 度 转 换 成 ０ｍ ～ １ｎ 的 电压 信 号 ，系统需 要 配置模 拟量 输 入模 块把 电压信 ｖ ４ ｖ Ｉ 号 转 换 成数 字 信 号 再送 人 Ｐ Ｃ Ｌ 中进 行处 理 。在这 里 ，我们 选 用 了 西 门子Ｅ ３ Ｔ 模 拟 量输 入模 块 。Ｅ ３ 热 电偶 模 块 提供 一个 Ｍ２ ｌ Ｃ ４ Ｍ２ ｌ 方便 的 ，隔 离 的接 口 ，用 于七 种 热 电偶 类 型 ：Ｊ 、Ｋ、Ｅ、Ｎ、Ｓ 、 Ｔ 和Ｒ ，所 有 连 到模块 上 的热 电偶 必 须是 相 同类 型 ，且最 好使 用 型 带屏 蔽 的热 电偶 传 感器 。本 系 统用 的是 Ｋ 型热 电偶 ，所 以Ｄ Ｐ 关 Ｉ开 Ｓ １ Ｓ 组 态 为０ １０ ０ 。下 表 所 示 为如 何 使 用 Ｄ Ｐ Ｗ ～ Ｗ８ ００００ Ｉ开关 设 置 Ｅ ３模 块 ，开关 １ 和３ 选 择模 拟量 输入 范 围。 所有 的输入 设 Ｍ２ ｌ 、２ 可 置成相 同的模 拟量 输入 范围 。表 中 ，Ｏ 为接通 ，Ｏ Ｆ Ｎ Ｆ 为断 开。 ２３ 系统整 体 设计方 案 ． 系统 选 用 Ｐ ＣＣ Ｕ ２ 为 控 制 器 ， Ｋ Ｌ Ｐ２６ 型热 电偶 将 检 测 到 的实 际炉 温 转化 为 电压 信号 ，经过 Ｅ ２ ｌ 拟 量输 入 模 块 转换 成数 字 Ｍ ３模 量信 号 并送 ￣Ｐ Ｃ Ｉ Ｌ 中进 行ＰＤ 节 ，ＰＤ 制 器输 出量 转化 成 占空 Ｊ Ｉ调 Ｉ控 比 ，通 过 固 态 继 电器 控 制 炉 子 加 热 的通 断 来 实 现 对 炉子 温 度 的 控制 。
１绪论 在 现 代 工业 生 产 中 ，许 多领 域 都需 要对 温 度 进行 监 控 ，有很 多 领域 的温 度 可 能较 高或 较低 ，人 无法 靠 近或 现 场无 需 人力 来监 控 ，在 现代 工 业 控 制 中 ，Ｐ Ｃ 以和计 算 机 一起 组 成 控 制功 能完 Ｌ可 善 的 控制 系统 。并 且 ，由Ｐ Ｃ 成 的控 制 系 统可 以方 便 的改 写程 Ｌ组 序 ，以适 应 不 同 的生 产需 要 ，为此 ，在 现 阶段 设 计较 为 通用 的温 度 控 制 系统 具 有 重要 意 义 ，具体 系统参 数 或 部分 器 件 可根 据各 行 业 的要 求不 同来 进 行调 整 。本 温 控 系统 通 过ｓ — ０ 系 列Ｐ ｃ 制 ７２０ Ｌ控 器 ，将 温度 传 感 器 检测 到 的实 际 炉温 转化 为 电压 信 号 ，经 过模 拟 量 输 入模 块 转 换 成 数字 量信 号 并 送 到Ｐ ｃ Ｌ 中进行 Ｐ Ｄ 节 ，ＰＤ Ｉ调 Ｉ 控 制 器 输 出量 转 化 成 占空 比，通 过 固态 继 电器 控制 炉 子 加热 的通 断
一种远程温度控制系统的设计及应用
公 司对 其核 心技 术并 不 公 开 ， 同时 也 不 开 放 用 于 系统 改 进 的接 口或 者代 码 。 为此 ， 以利 用 温 控 仪 表 的 智 可
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｒ ｍ ｏ ｅ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｅ ｃ ｎｔｏｌｓ ｔ ｍ ；ｉ ｄｕｓ ｒａ ｏｍ ｐｕｔｒ；ｆ ｚ Ｄ ｄｓ ｅ ｔ ｅ ｅ ａ ｕｒ ｏ ｒ ｙｓ ｅ ｎ ｔ ｉｌｃ ｅ ｕｚ ｙ ＰＩ
温度 控制 （ 以下简 称 温控 ） 是工 业控 制 的主要 对 象
Ｅｘ ｅ ｉ ｎｔ ｌＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ａ ａ ｅ ｅ ｔ ｐ ｒｍｅ ａ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎｄ Ｍ ｎ ｇ ｍ ｎ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ７ Ｊ １ ２ １ １２ ． ｕ． ０ １
一
种远 程温度控制 系统 的设计及应用
陈 东 升 ，高俊 侠 ， 科 堂 胡
（ 京 工 业 大 学 电子 信 息 与 控 制 工程 学 院 ， 京 １０ ２ ） 北 北 ０ １ ４
产 品 还 可 以 达 到 缩 短 开 发 时 间 ， 高 系 统 稳 定 性 的 提 目的 。
效果 。
关键 词 ： 程温度控 制系统 ； 控机 ； 糊 ＰＤ 远 工 模 Ｉ
中图分类号 ： ２３ ＴＰ ７
文献标志码 ： Ｂ
文章 编 号 ：１０ —９ ６ ２ １ ） ７ ０ ７ ３ ０ ２４ ５ （０ １ ０ ～Байду номын сангаас０ ２ ０
Ｄｅｉ ｎ ｐ ｌ ａｉ ｆ ｅ ｔ ｅ ｅａｕ ｅｃｎｒ ｌ ｙ ｔｍ ｓ ｎ ａ ｄａ ｐｉ ｔ ｎ ｏ ｍｏｅｔｍｐ ｒｔｒ ｏ ｔ ｓｅ ｇ ｃ ｏ ｒ ｏｓ
基于Labview的远程PID温度控制系统_官伟
2011年第21期随着现代控制技术在工业控制领域的发展需要实时现场数据采集，控制，如电厂，钢厂，化工等行业需要的现场，那里的温度数据收集大量生产收集了非常重要的一部分。
在极端不利的条件下，温度测量，往往伴随着影响或高速高温气体，其共同特点是高温度的变化，是短暂的，响应时间，最多到MS 或PS 水平，测量流量巨大的力量是困难的。
目前，最常用的温度采集系统是一个集成的温度传感器和单片机的形式，这种友好的人机界面程序，调试周期长，变化不大方便，所以一个新的测量效率和自动化水平是较高发展趋势的温度控制系统[1]。
Lab view 是美国国家仪器公司开发的一种虚拟仪器平台，开发的一个代码来替换图标的编程语言文本来创建应用程序开发工具。
LabVIEW 的强大，提供了数据收集，分析和储存财富的库函数，包括数据采集器，GPIO ，Rs232/485各种手段，包括所有的标准通信总线功能特点。
设计使用LabVIEW 数据采集系统，可以收集各种模拟信号，但与NI 公司的数据采集板都比较贵，可以在单片机数据采集系统的实际开发。
本文设计了一种基于Labview 的单片机远程温度自动控制系统，并对其系统的组成、实现给出了详细描述。
1．系统硬件设计由计算机系统硬件，单片机，温度测量电路和温度控制电路。
该系统结合在一个电脑，一个强大的图形化编程软件和模块化硬件，灵活和基于计算机的测量和控制解决方案，建立适应建设系统的需要。
使用温度信号的传感器和单片机小系统的温度信号采集，调理和转换，然后再由通过RS -232串行数据传送到计算机，通过计算机和Labview 程序运行的输入数据进行分析处理，并最终由计算机显示的结果。
同时，通过计算机串口采样输入信号，利用Labview 中的PID 控制算法，求出系统输出信号的大小，再由串口将输出信号传输至外部温度控制电路，以实现温度控制。
1.1温度测量电路温度测量电路主要由温度传感器和信号调理部分组成。
基于AT89C51的温度控制系统设计
基于AT89C51的温度控制系统设计冯晓锋西安翻译学院实验中心摘要：本系统是基于AT89C51单片机和DS18B20数字温度传感器的智能温度控制系统，根据要求可进行最高和最低温度的设定，通过RS-485总线标准实现与PC机的远程通信，实现PC机对采集温度的存储、处理、打印等功能。
关键字：AT89C51 数字温度传感器温度控制系统一、系统总体结构设计根据设计要求对某指定地点的温度进行实时的监测与控制，采用了分布式系统的控制方式，即在测控点配置能独立工作的从机，从机由主机进行监控管理，上下采用主从式监控管理形式，系统总体结构如图1所示。
图1 系统总体结构系统的各个部分功能和关系如下：①主机为管理机，完成参数设置、数据存储、处理及管理及打印功能。
②从机为控制机，采用单片机AT89C51，直接实现各个模块的控制功能，并能在主机关机的条件下实现所有的控制功能。
③通讯转换芯片MAX485实现RS-232信号和RS-485信号的转换，主机通过其向从机发送控制参数，从机将现场采集数据通过其传给主机。
④数据采集实现对传感器及运行设备的检测。
⑤输入输出部分包括输入模块和输出模块，输入模块将采集的信号转换后输入到从机，输出模块将系统的控制信号输出到控制器及其设备。
二、系统工作方式系统以温度监控为核心，温度参数和设备运行状态由主机根据用户要求定时向从机查询，各控制模块的设置参数修改时，将新的参数发送到从机。
主机可以对从机进行参数设置及控制，从机也可以独立工作。
从机通过温度传感器不间断地采集温度数据，根据控制模块的设置参数做出控制决策，驱动设备运行，并随时准备接受主机的指令，当受到询问时，将各项数据编码通过串行通信方式传输到主机。
主机接收到数据后，进行数据处理，在监控界面上显示当前的状态信息，并将此信息实时地存储到数据库中，为用户维护和管理准备数据。
对数据可以进行查询，也可以将一段时期的数据信息汇集成报表，报表包括各项统计数据，还可以将数据处理绘制成图形曲线，实现对数据的分析与管理。
基于单片机的智能温度控制系统设计
基于单片机的智能温度控制系统设计智能温度控制系统设计是一种基于单片机的物联网应用，旨在实现对温度的自动感知和调控。
本文将对这一任务进行详细的内容描述和设计实现思路。
一、任务概述智能温度控制系统是一种自动化控制系统，通过感知环境温度并与用户设定的温度阈值进行比较，实现对温度的自动调节。
它经常应用于室内温度调控、温室环境控制、电子设备散热等场景。
本系统基于单片机进行设计，具有实时监测、精确定时和高效控制的特点。
二、设计方案1. 单片机选择为了实现智能温度控制系统，我们选择一款适合高性能、低功耗的单片机作为核心控制器。
例如，我们可以选择常见的STM32系列或者Arduino等开源硬件平台。
2. 温度感知系统需要具备温度感知的能力，以实时获取环境温度数据。
可选用温度传感器（如DS18B20）通过单片机的GPIO接口进行连线，并通过相应的驱动程序获取温度数据。
3. 温度控制算法智能温度控制系统的关键在于控制算法的设计。
可以采用PID（Proportional-Integral-Derivative）控制算法，根据温度的实际情况和设定值进行比较，通过调整控制器输出控制执行器（如加热器或制冷器）的工作状态。
4. 控制执行器根据温度控制算法的输出，系统需要实现对执行器（如加热器或制冷器）的控制。
通过合适的驱动电路和接口实现对执行器的实时控制，以实现温度的精确调节。
5. 用户界面为了用户方便地设定温度阈值和实时查看环境温度，系统需要设计一个用户界面。
可以通过液晶显示屏或者OLED屏幕来展示温度信息，并提供物理按键或者触摸界面进行温度设定。
6. 数据存储与远程访问系统还可以考虑将温度数据通过网络传输至云端服务器进行存储和分析，以实现温度数据的长期保存和远程监控。
可以选择WiFi或者蓝牙等无线通信方式来实现数据传输。
7. 辅助功能除了基本的温度控制外，系统还可以增加一些辅助功能，如温度数据的图表绘制、报警功能、定时开关机功能等。
多点温度检测系统设计
多点温度检测系统设计一、引言随着科技的不断发展，温度检测技术已经广泛应用于各个领域。
在很多实际应用中，需要对不同位置的温度进行实时监测，以保证系统的正常运行或者提供必要的温控信息。
本文将介绍一种多点温度检测系统的设计，该系统可以同时监测多个温度传感器的温度，并将数据传输到中央控制器进行处理和分析。
二、系统设计1.系统框架该多点温度检测系统由多个温度传感器、信号采集模块、数据传输模块和中央控制器组成。
各个组件之间通过有线或者无线方式连接，将温度数据传输到中央控制器。
2.温度传感器温度传感器是整个系统的核心组件，用于实时监测不同位置的温度。
传感器可以选择常见的热电偶、热敏电阻等类型，根据具体需求选择合适的传感器。
3.信号采集模块信号采集模块负责将温度传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，以便于处理和传输。
采集模块应具备多通道输入功能，可以同时采集多个传感器的数据。
4.数据传输模块数据传输模块将信号采集模块采集到的数据传输到中央控制器。
传输方式可以选择有线的方式，如RS485、CAN、以太网等，也可以选择无线方式，如蓝牙、Wi-Fi、LoRa等。
5.中央控制器中央控制器负责接收和处理传输过来的温度数据，并进行分析和判断。
可以通过界面显示温度数据，设置温度报警阈值，并在超过阈值时进行报警。
控制器还可以将温度数据存储到数据库中，以便后续分析和查询。
中央控制器还可以与其他系统进行联动，实现温度控制、远程监控等功能。
三、系统实现1.温度传感器的选择和布置根据具体应用场景和需求选择合适的温度传感器，并合理布置在需要监测的位置。
传感器之间距离适当远离干扰源，以确保准确测量温度。
2.信号采集模块的设计设计适合的信号采集模块，能够满足多个传感器数据的采集和处理需求。
采集模块应具备高精度、低功耗和高稳定性的特点。
3.数据传输模块的选择和配置根据具体需求选择合适的数据传输模块，并进行配置。
有线传输模块的配置需要设置通信参数和地址等信息，无线传输模块需要配置网络参数和安全认证等。
基于单片机的智能温度检测控制系统设计
1 概述在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。
温度是工业生产、现代农业乃至人们日常现实生活中经常会需要测量的一个重要物理量，如石油化工、环境控制、食品加工、实验研究、农业大棚等[1]。
温度的检测与控制是工业生产自动控制系统的重要任务之一，因此，各行各业对温度检测系统的便捷性、精确性、智能化要求越来越高。
由此可见，温度的检测和控制是非常重要的。
测量温度需要使用温度传感器，传统的温度传感器是模拟的，如热敏电阻、热电偶等[2]。
热敏电阻采集温度变化的实质是电阻值，所以在实际使用过程中需要额外的辅助器件将其转化为电压信号并且通过调整后送到模拟-数字转化器件（A/D）才能让单片机处理，数字温度传感器的产生解决了这个问题。
本文采用内部集成了A/D 转换器、电路结构简单的数字化温度传感器DS18B20，与单片机技术相结合实现智能温度检测控制系统的设计。
系统只需要占用单片机的一个I/O 口，就能够实现实时温度检测，这使得系统具有很强的扩展性，并且应用前景广泛、实用价值高。
2 系统总体设计本系统设计的基于单片机的智能温度检测控制系统，总体设计框图如图1所示，主要包括单片机最小系统、温度采集电路、实时时钟电路、独立式按键电路、显示电路、报警电路、加热电路和散热电路，其中主控芯片采用功耗低、性能高的单片机STC89C52，温度采集电路采用数字温度传感器DS18B20，显示电路采用LCD1602液晶显示器，报警电路采用蜂鸣器、一个LED 指示灯设计实现声光报警，独立式按键用来设置当前实时时间（年、月、日、时、分、秒）和设定不同时间段温度报警的上下限阈值。
当实测环境温度值大于设定时间段的温度上限值时，系统自动进入散热模式，直流电机运转带动风扇工作，同时蜂鸣器响、LED 指示灯点亮；若低于设定时间段的温度下限阈值，系统自动进入加热模式，继电器控制加热设备工作，同时蜂鸣器响、LED 指示灯点亮；若当前温度处于设定时间段的温度上下限阈值之间时，关闭散热、加热及报警，从而使温度控制在设定的范围内。
基于物联网的PCR温度控制系统设计
生命科学仪器 2023年第21卷/第5期71&共同第一作者:王钰,硕士研究生,浙江大学控制科学与工程学院,E -m a i l :22132005@z ju .e d u .c n ㊂何芝叶,本科生,浙江大学控制科学与工程学院,E -m a i l :1363753237@q q.c o m ㊂金伟,高级工程师/博士生导师,浙江大学控制科学与工程学院,浙江大学湖州研究院,E -m a i l :j i n w e i m y @z ju .e d u .c n ㊂*通讯作者:牟颖,教授/博士生导师,浙江大学控制科学与工程学院,浙江大学湖州研究院,研究方向:微流控系统及生命科学仪器㊂E -m a i l :m u y i n g @z ju .e d u .c n ㊂基金项目:湖州市科学技术局科技计划(2021G Z 50)基于物联网的P C R 温度控制系统设计王 钰1,2& 何芝叶1& 金 伟1,2 牟 颖1,2*(1.浙江大学控制科学与工程学院,工业控制技术国家重点实验室,浙江杭州3100232.浙江大学湖州研究院,浙江湖州313299)摘要 核酸检测在疫情防控中发挥着重要作用,目前商品化P C R 仪通常需要专业的技术人员和实验室,耗费大量的时间和人力㊂本文设计了基于物联网的P C R 温度控制系统,能够实现快速㊁准确的温度控制㊂通过将检测设备端接入机智云平台,使检测人员能够远程监控P C R 仪的运行,实现检测现场的无人值守,减轻检测人员的负担,并提高检测的效率㊂关键词 P C R ;温度控制;物联网P C R T e m p e r a t u r e C o n t r o l S y s t e m B a s e d o n t h e I n t e r n e t o f T h i n gs W a n g Y u 1,2&,H e Z h i y e 1&,J i n W e i 1,2,M u Y i n g1,2*(1.C o l l e g e o f C o n t r o l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ,S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f In d u s t r i a l C o n t r o l T e c h n o l o g y ,Z h e j i a n g U n i v e r s i t y ,Z h e j i a n g ,H a n gz h o u ,310023;2.H u z h o u I n s t i t u t e o f Z h e j i a n g U n i v e r s i t y ,Z h e j i a n g ,H u z h o u ,313299)ʌA b s t r a c t ɔN u c l e i c a c i d t e s t i n g p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n e p i d e m i c p r e v e n t i o n a n d c o n t r o l .A t pr e s e n t ,c o m m e r c i a l P C R i n -s t r u m e n t s u s u a l l y r e q u i r e p r o f e s s i o n a l t e c h n i c i a n s a n d l a b o r a t o r i e s ,w h i c h r e q u i r e a l o t o f t i m e a n d m a n p o w e r .T h i s p a pe r d e s i g n s a P C R t e m p e r a t u r e c o n t r o l s y s t e m b a s e d o n t h e I n t e r n e t of T h i ng s ,whi c h c a n a c h i e v e r a p i d a n d a c c u r a t e t e m pe r a -t u r e c o n t r o l .W h e n t h e P C R s y s t e m i s c o n n e c t e d t o t h e G i z w i t s c l o u d p l a tf o r m ,t e c h n i c i a n s c a n r e m o t e l y mo n i t o r t h e P C R s y s t e m.T h r o u g h t h e I n t e r n e t o f T h i n g s t e c h n o l o g y ,t h i s s y s t e m c a n r e a l i z e u n a t t e n d e d o n -s i t e t e s t i n g,r e d u c e t h e b u r d e n o f t e c h n i c i a n s ,a n d i m p r o v e t h e e f f i c i e n c y o f n u c l e i c a c i d t e s t i n g.ʌK e y wo r d s ɔP C R ;T e m p e r a t u r e C o n t r o l ;I n t e r n e t o f T h i n g s (I o T )中图分类号:S 624.4+4 文献标识码:A D O I :10.11967/2023211014引言核酸检测是新冠疫情防控中最科学有效的手段之一,在临床诊断㊁食品安全检测㊁公共卫生监测以及环境保护等方面都发挥着重要的作用㊂核酸检测从基因水平上揭示了关于致病病原体和发病机制的相关信息,有助于疾病的预防㊁监测,并指导后续的疾病治疗[2]㊂核酸检测通常需要在体外进行核酸扩增,最常用的方法是聚合酶链式反应(P o l -ym e r a s e C h a i n R e a c t i o n ,P C R ),它具有灵敏度高㊁特异性好㊁扩增效率高等特点㊂P C R 反应是在酶和温度的共同作用下实现D N A 的体外复制,在一个P C R 循环中,D N A 在高温下先解旋变性为单链(高温变性),接着引物与单链D N A 通过碱基互补配对相结合(低温退火),最后在D N A 聚合酶的作用下进行延伸(中温延伸),不断重复该循环,目标D N A分子数量会呈现指数型的增长[3]㊂P C R 仪能够为P C R 热循环提供所需的温度环境,保证扩增的正常进行,其温度系统的快速性㊁准确性和稳定性对扩增效率起决定性作用,较低的降温速率还会影响扩增的特异性㊂为提高P C R 温度系统的控制精度和升温与降温速度,需要对其温度控制算法进行优化,目前常用的温度控制方法主要是基于比例积分微分(P I D )控制的改进,包括分段式P I D 控制[4]㊁基于B P 神经网络的P I D 控制以及模糊P I D 控制[6]等㊂李建兴等提出有限元结合遗传算法对P C R 仪基座热包覆结构进行优化,采用分段P I D 对温度系统进行控制,其稳态误差在ʃ0.2ħ[4]㊂张涛等提出一种基于改进灰狼算法(I G -W O )的B P 神经网络,能够实现P I D 参数的在线调整,将该方法用于其仿真模型,温度系统超调量仅为0.2%,且无稳态误差㊂高志威提出一种具有鲁棒性的P I D 温度控制算法,采用粒子群多目标优化方法来优化变温阶段和恒温阶段的P I D 参数,提高了温度系统的升降温速度以及恒温阶段的超调量和控制精度[8]㊂目前商用P C R 仪大多需要专业的实验室和操生命科学仪器 2023年第21卷/第5期72作人员,不适用于现场检测㊂现场快速检测(po i n t -o f -c a r e t e s t i n g,P O C T )对于大规模传染病的及时预防诊断㊁偏远地区的医疗检测等都有重要意义[9,10]㊂为了能够满足核酸检测现场化的需求,推进偏远地区基础医疗点建设[4],P C R 仪应更加小型化㊁易操作,同时能够被集中管理㊂物联网(I n t e r n e t o f T h i n gs ,I o T )技术能够对设备进行智能识别㊁定位㊁跟踪㊁监控和管理[11]㊂将物联网技术应用到核酸检测设备,能够使现场化检测更加方便可靠,帮助后续的数据分析和管理㊂上海交通大学设计了一种便携式集成数字P C R 系统,能够直接从原始尿液样本中定量分析B K 病毒载量,该装置能够通过W i -F i 和蓝牙传输数据,方便后续进行电子数据管理和云端图像数据分析㊂C h o i 等设计了一款基于物联网的便携式数字P C R 系统,采用等离子体加热的方式实现P C R 热循环,其现场检测设备通过手机将数据上传到云端,实现了自动运行㊁数据收集和云存储[13]㊂辛培设计的医疗检测仪器网络化数据平台采用检测端㊁服务端㊁移动端三层系统架构,能够实现检测仪器的统一管理㊁检测数据的存储分析以及结果的可视化[10]㊂通过物联网技术,核酸检测不再受时间地点的限制,能够实现现场检测的无人值守,减轻检测人员的工作量,降低检测人员感染风险[14]㊂同时应增强后端数据分析管理能力[15],为检测数据溯源与管理㊁设备故障预测与诊断等提供支持㊂本文设计了一种基于物联网的P C R 温度控制系统,该系统要包括温度控制单元和远程监控单元㊂温度控制单元采用B a n g -B a n g 控制和分段式P I D 相结合的控制策略,通过控制半导体制冷片(帕尔贴)的输入电压,调整系统加热和制冷速率,为P C R 反应提供稳定㊁准确的热循环温度环境㊂利用W i -F i 模块将该设备接入机智云平台,用户可在远程端(网页端和手机A P P 端)访问云平台,实时监控管理P C R 系统的运行㊁读取并存储设备相关数据㊂最后对温度系统的快速性㊁稳定性和控制精度进行测试,测试结果满足P C R 反应的需求㊂1 远程P C R 仪温度系统设计本文设计了一种基于物联网的P C R 温度控制系统,该系统主要包括P C R 温度控制单元和基于机智云平台的远程监控单元㊂P C R 温度控制单元主要包括控制器㊁温度测量单元以及P C R 加热平台,通过将合适的控制算法部署到控制器上,保证P C R 加热平台为生物反应提供稳定的温度环境㊂远程监控单元包括W i -F i 模块㊁机智云云端以及远程端监控界面,P C R 温度控制单元与机智云平台之间通过W i -F i 模块进行通信,同时设计远程端监控界面,实现云平台与用户之间的友好交互,降低远程监控的操作难度㊂1.1 温度系统硬件结构 该系统加热平台的实物图如图1所示,主要包括铜板㊁制热元件㊁散热元件以及导热硅脂㊂制热元件选择帕尔贴(马洛X L T 2418-05A C),通过改变其输入电压的极性能够实现制冷制热功能的快速切换㊂帕尔贴一端与铜板相连,另一端与散热元件(政久1U 散热器)相连,所有接触面上均涂有导热硅脂以增大传热效率㊂当加热平台需要降温时,帕尔贴靠近铜板的一侧开始制冷,靠近散热元件的一侧制热,为保证降温的速率,需要通过散热器将帕尔贴产生的热量及时散出㊂图1 P C R 加热平台实物图F i g .1 P C R h e a t i n g de v i c e 温度控制系统包括控制器㊁检测单元和执行单元㊂控制器选择S T M 32F 103Z E T 6微处理器,检测单元的敏感元件为热敏电阻(安费诺S C 30F 103V N ,精度ʃ0.1ħ),执行单元是帕尔贴和散热风扇㊂如图2所示,该系统的硬件电路包括温度测量电路㊁帕尔贴驱动电路㊁风扇驱动电路,以及用于无线数据传输的W i -F i 模块(乐鑫E S P 8266模块)㊂W i -F i 模块作为S T M 32的从机,与S T M 32之间通过串口进行通信㊂S T M 32通过串口将测得的温度等数据传输给W i -F i 模块,W i -F i 模块通过无线网络将数据上报给机智云云端,实现设备与云端的数据交互㊂帕尔贴通过外部的H 桥电路进行驱动,S T M 32通过脉冲宽度调剂(P u l s e W i d t h M o d u l a -t i o n ,P WM )控制H 桥驱动电路的输出电压大小在0-12V 之间变化,电压越大,帕尔贴的制热制冷功率越大,系统温度变化越快㊂风扇驱动电路已经集成在散热器中,S T M 32通过输出不同占空比的P WM 控制风扇的转速㊂当温度在0-100ħ之间变化时,热敏电阻(25ħ10k Ω)阻值在0.683k Ω-3.274k Ω之间变化,温度测量电路由热敏电阻和标准电阻(1k Ω)串联组成,并在标准电阻两端并联0.1μF 的电容进行滤波㊂S T M 32通过A D C 测量热敏电阻两端的电压,并根据厂家提供的电阻-电压生命科学仪器 2023年第21卷/第5期73之间的对应关系计算得到温度测量值㊂1.2 温度控制算法 温度控制系统框图如下图3所示,输入变量为P C R 反应各阶段的设定温度,输出变量为加热平台实际测量温度,控制器的输出u 为H 桥驱动电路的输入占空比,通过调节该占空比调整帕尔贴制热制冷的效率㊂选择B a n g -B a n g 控制和分段式P I D 相结合的控制方法,当设定值与测量值之间差值大于10ħ或小于-10ħ时,采用B a n g -B a n g 控制,控制器输出的u 设定为0.85,使系统获得尽可能大的升降温速率㊂当设定值与测量值之间差值在ʃ10ħ以内时,采用P I D 控制保证系统的稳定性和准确性,根据设定温度分段调节P I D 参数,在提高系统升降温速度的同时,尽量减少系统的超调和稳态误差㊂(a )P C R 系统示意图(b)外部驱动电路图2 P C R 系统结构示意图F i g .2 S y s t e m s t r u c t u r e d i a gr a m o f t h e P C R d e v i c e 图3 P C R 温度控制系统框图F i g .3 B l o c k d i a gr a m o f t h e P C R t e m p e r a t u r e c o n t r o l s ys t e m 分段式P I D 采用增量式P I D 公式计算控制器的输出u ,计算公式如下㊂әu k =k p (ek -e k -1)+k i e k +k d (e k -2e k -1-e k -2)u k +1=u k +әu k-0.85<u <0.85(限幅)1.3 远程监控系统 该远程监控系统的主要功能包括设置P C R 反应参数㊁控制设备运行㊁实时显示设备运行状态与数据并能够将数据导出,为后续的数据分析㊁故障诊断提供支持㊂远程监控系统的结构如图4所示㊂P C R 仪的数据每隔1s 通过W i -F i 上报给机智云云端,手机端和网页端通过云端可实时查看相关数据并下发指令㊂图4 P C R 远程监控系统结构示意图F i g .4 S t r u c t u r a l d i a gr a m o f P C R r e m o t e m o n i t o r i n g s ys t e m 为了将该温度控制系统接入物联网,实现与机智云云端的数据交互,除了将设备端S TM 32微处理器与W i -F i 模块通过串口连接外,还需要在W i -F i 模块中烧录机智云平台的固件(G A ge n t )以实现底层的网络传输功能㊂在机智云平台创建产品和需要传输的数据点后,利用平台提供的D e m o A P P ,可以对该温度控制系统进行远程监控㊂在平台原有网页的基础上,通过U I 设计对监控界面进行优化,利用H i g h c h a r t s 实现了温度曲线的实时更新,方便操作人员的观察㊂同时增加导出历史数据的功能,能够将设备运行数据及时导出到本地存储㊂2 结果与分析在远程端设置P C R 反应的参数如下:设定第一阶段50ħ预变性2m i n ,第二阶段95ħ变性10m i n ,第三阶段95ħ变性10s ,第四阶段60ħ退火延伸60s ,后两个阶段循环40次㊂开启加热后,远程端网页界面和机智云D e m o A P P 界面如下图5所示㊂系统能够实时显示设备运行的温度㊁反应阶段以及控制器的输出值等数据,网页端温度曲线能够实时更新㊂将系统历史数据导出后,得到该系统的温度测试曲线如下图6所示㊂该温度控制系统的升温与降温速率均达到3ħ/s ,稳态误差在ʃ0.3ħ,超调不超过0.6%,能够满足P C R 反应的正常进行㊂(a)网页端生命科学仪器 2023年第21卷/第5期74(b )手机A P P图5 远程端监控界面F i g .5R e m o t e m o n i t o r i n gi n t e r f a c e (a )完整P C R 反应温度曲线(b)单个循环温度曲线放大图图6 P C R 温度循环曲线F i g .6P C R t e m p e r a t u r e c yc l e c u r v e 3 总结本文开发了一种基于物联网的P C R 温度控制系统㊂选用帕尔贴㊁散热器和铜片等搭建了一套小型化的P C R 温度系统,通过热敏电阻实现温度的准确测量,采用B a n g -B a n g 控制和分段式P I D 相结合的方式,使该系统的升温降温速率达到3ħ/s ,稳态误差在ʃ0.3ħ以内,为P C R 反应提供了合适的温度环境㊂利用机智云平台连接远程监控端和P C R 温度系统,操作人员在手机A P P 和网页端能够实时监控P C R 反应的进行,并能够导出数据供后续的分析和管理㊂与单纯的P C R 温度系统相比,该远程监控系统能够实现P C R 检测的无人值守,减轻了工作人员的负担,提高了检测效率,为核酸检测的现场化提供了可能㊂参考文献[1]Y u a n X ,S u i G ,Z h a n g D ,e t a l .R e c e 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n t e c h n o l o g y –r e c e n t a d v a n c e s a n d f u t u r e p e r s pe c t i v e s [J ].L a b o n a C h i p,2018,18(24):3717-32.[6]雷祝兵,孙云飞,潘欣裕,e t a l .快速变温的帕尔贴元件P C R温控模块设计[J ].单片机与嵌入式系统应用,2020,20(02):52-6.[7]张涛,王亚刚,李开言.聚合酶链式反应仪的I GWO-B P 神经网络P I D 控制[J ].控制工程:1-8.[2022-10-30].D O I :10.14107/j .c n k i .k z gc .20210023.[8]高志威.P C R 温度控制系统[D ];西安理工大学,2020.[9]廖佩.适用于现场病原体检测设备的软件控制系统的设计与开发[D ];东南大学,2019.[10]辛培.医疗检测仪器的网络化数据平台研究与实现[D ];北京化工大学,2020.[11]冉鹏,谢金洁.物联网技术在远程医疗系统中的应用现状[J ].物联网技术,2022,12(08):88-9+92.[12]X u L ,Q u H ,A l o n s o D G ,e t a l .P o r t a b l e i n t e g r a t e d d i gi t a l P C R s ys t e m f o r t h e p o i n t -o f -c a r e q u a n t i f i c a t i o n o f B K v i -r u s f r o m u r i n e s a m p l e s [J ].B i o s e n s o r s &b i o e l e c t r o n i c s ,2021,175:112908.[13]C h o i J W ,S e o W H ,L e e Y S ,e t a l .D e v e l o pm e n t o f a n I o T -i n t e g r a t e d m u l t i p l e x e d d i g i t a l P C R s ys t e m f o r q u a n t i t a t i v e d e t e c t i o n o f i n f e c t i o u s d i s e a s e s [J ].L a b o n a C h i p,2022,22(20):3933-41.[14]李颖.基于无线传输的聚合酶链反应分析仪温度校准系统的研制[J ].中国计量,2022,(07):52-5.[15]Z h u H ,Z h a n g H ,N i S ,e t a l .T h e v i s i o n o f po i n t -o f -c a r e P C R t e s t s f o r t h e C O V I D-19p a n d e m i c a n d b e yo n d [J ].T r A C T r e n d s i n A n a l y t i c a l C h e m i s t r y,2020,130:115984.。
温度采集与控制系统设计毕业论文.doc
第一章绪论本章介绍了温度采集与控制系统设计的背景与意义，通过本章，可以了解温度传感器和单片机的发展状况以及相关技术的发展状况。
1.1 课题背景与意义温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，而在当今，我国农村锅炉取暖，农业大棚等多数都没有实时的温度监测和控制系统，还有部分厂矿，企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪，无法实现温度数据的实时监测与控制。
随着社会经济的高速发展，越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求，传统的温度控制器的控制精度普遍不高，不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。
人们对于温度监测技术的要求日益提高，促进了温度传感器技术的不断发展进步。
温度传感器主要经历了三个发展阶段：模拟集成温度传感器、模拟集成温度控制器、智能温度传感器。
温度传感器的发展趋势：进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片机测温系统等高科技的方向迅速发展。
自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来，80年代的单片机技术进入了快速发展的时期。
近年来，随着大规模集成电路的发展，单片机继续朝着快速，高性能的方向发展，从4位、8位单片机发展到16位、32位单片机。
单片机主要用于控制，它的应用领域遍及各个行业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电，单片机都可以大显其能。
单片机在国内的主要的应用领域有三个：第一是家用电器业，例如全自动洗衣机、智能玩具；第二是通讯业，包括手机、电话和BP机等等；第三是仪器仪表和计算机外设制造，例如键盘、收银机、电表等。
除了上述应用领域外，汽车、电子行业在外国也是单片机应用很广泛的一个领域。
它成本低、集成度高、功耗低、控制功能多、能灵活的组装成各种智能控制装置，由它构成的智能仪表解决了长期以来测量仪表中的误差的修正、线性处理等问题。
11.2 本课题的研究内容与目标设计以STC89C52单片机为系统控制核心，结合DS18B20温度传感器、12864液晶显示、BM100无线模块、报警、升温和降温指示灯几部分电路，构成了一整套温度检测，报警及控制系统。
冷链物流车内温湿度远程监控系统设计
冷链物流车内温湿度远程监控系统设计摘要随着社会经济的飞速发展，人们对于美好生活的需求越来越丰富，对于食品不再满足于区域限制，这就对我国的物流业的发展创造了更广阔的前景。
目前我国带有制冷功能的汽车，市场使用率最高的是机械冷藏车。
其配送有很大的缺陷，传统的车厢功能单一，无法自我调节运送时车厢内部环境，且配送成本较高。
为此设计了冷链物流车远程监控系统。
以STM32单片机为主控芯片，具有对车厢内部环境温湿度的实时采集、显示、设置、报警、通信和调节功能。
设计的冷链物流车远程监控系统，实现了对车内温湿度的实时监测和控制，当数值超过设置阈值时，立即发出报警并启动温湿度控制装置。
关键词：单片机智能控制温湿度控制冷链物流一、软件设计本章主要介绍了冷链物流车远程监控系统的软件设计。
首先是对keil软件进行介绍，对于软件总体设计进行简单分析，然后分别细致的对其各个部分进行分析介绍，画出各个部分软件设计的流程图，还对手机智能App的设计做了简要的介绍、分析。
（一）软件设计环境在软件上，负责数据接收，数据处理，数据传输，数据显示，警报等，实现对数据的远程监控。
该系统的软件部分由 Keil开发。
编程步骤如下：在此基础上，单击“New uVision Project”，然后点击“Project”；新的项目窗口会出现，创建一个新的项目，并给它起一个名字，单击“开启”，再次单击“储存”；然后屏幕上就会弹出一个选项框，显示自己想要的单片机，然后进行选中；在这个对话方块中，我们会弹出一个请求加入项目的对话方块，我们在方块中单击“是”键，就可以创建一个项目；项目建成后，编制软件；在编程结束后进行试验；在确定了正确的操作之后，单击输出，选择创建 HEX档案产生. hex，并将所产生的. hex文件输入到 MCU；给物体充电，看看能否实现目标；当程序写好后，单击输出选项，创建 HEX档案产生. hex，并将所产生的. hex文件输入到 MCU；用电源连接物体，看看是否有效果。
基于MAX485远程温度控制系统设计
基于MAX485远程温度控制系统设计陈辉煌;佘明辉【摘要】In this paper, in order to meet the requirements of high capability of rejecting noise, high transfer rate, long-distance transmission, large common-mode region and low cost for remote temperature control platforms. The design of remote temperature control system based on MAX485 was put forward. With the purpose of accurately transfer for long distance and real-time monitoring, this system which was based on the traditional date collecting, was improved to solve the change of receiving and sending directions with hardware. The result indicated that, the system has simple operation, accurate detection, practicality and extension.%为了高噪声抑制、高传输速率、长传输距离、宽共模范围和低成本的远程温度控制平台的需求，提出了一种基于MAX485远程温度控制系统设计方案，并完成系统的软硬件设计。
该系统在传统数据采集的基础上改进，以硬件的方法解决MAX485收发方向的改变，达到信息的远距离准确传输和实时监测的目的。
实际应用表明，该系统具有操作简便、检测准确的特点，具有很强的实用性和推广性。
GSM远程温度控制系统的设计与实现
基金项 目：重庆 市 自然科 学基金 项 目 （ Ｃ Ｓ Ｔ Ｃ ：２ ０ １ ０ Ｂ Ｂ ７ ３ １ ６ ） 、重庆三峡 学院科学研 究项 目 （ Ｑ Ｎ － ２ ７ ）阶段性成果
２ ０ ３ ． ２ ０１ ３
第２ ９卷 （ １ ４ ５期 ） Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ ＮＡＬ Ｏ Ｆ Ｃ Ｈ Ｏ ＮＧ Ｑ Ｉ ＮＧ Ｔ Ｈ Ｒ Ｅ Ｅ Ｇ Ｏ Ｒ Ｇ Ｅ Ｓ Ｕ ＮＩ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ
１ 系统结构与原理
在农业温 室大棚 ，以及养殖业 的恒温孵化箱等应用领域 ，温度监测与控制是一个关键技术，但 由于 这
一
类型 的应用往往 比较分散 、 偏 远，并且节点较多 ， 采用传统 的温度监控方式要求工作人员必须进入现场 ，
因此具有 成本高、周期长 、工作效率低 ，且不便于 管理等 缺点【 １ 】 ．随着技术 的发展，温度 的远程 监测与控 制 已成 为安全 生产和提 高效率 的重要措施之一 ．本文提 出基于 Ｇ Ｓ Ｍ 技术 的远程智能温控系统，基于手机 等移动 终端设备 ，通过广泛覆盖 的 ＧＳ Ｍ 网络 ，实现温度 的远程监测与控制 ．该系统具有可靠性高、结构 简单 、成本低等特点 ，除可用于远程温 度控制外 ，也可应用 于粮仓及物 资仓库温度监测 、桥梁混凝土测温 、 电力 电缆火灾监测等温度监测领域 ．系统 主要 由单片机 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 、Ｔ Ｃ ３ ５ Ｉ 模块、Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０和温控 继 电器 组 成温度控制系统 ， 系统 总体结构如 图 １ 所示 ． 本 系统 由单 片机 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２作为控制核心 ， 主要负责三个工作： 第一 ，采集数字温度传感器 ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０的信号以检测被 加热物 或环境 的温度 ；第二 ，控制加热器 ，以达到预 设的温度值 ；第三 ，与短信模块 Ｔ Ｃ ３ ５ Ｉ 通信 ，主要接 收和 发送 Ｔ Ｃ ３ ５ Ｉ 的Ａ Ｔ信号 ．本系统设计中 ，加热 系 统可 以由终端手机设 定的方式预设温度值 ，然后系统 自动启动温控系统 ，当温度达到预设值 以后 ，系统会 向终端手机发送信息 ，以通知用户温度达到用户设定温度值 ，并且会在系统本身用液 晶显示温度 值和蜂鸣 器 声音提示 ，用户也可发送信 息查询实 时温度值 ．