(完整word版)温度监测系统设计仿真与实现

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(完整word版)室内温度控制系统

室内温度自动控制系统摘要在现代人类的生活环境中, 温度扮演着极其重要的角色。

在人们的生产生活中, 无论生活在哪里, 从事什么工作,都要时时刻刻与温度打着交道。

尤其是在18世纪工业革命以来,工业发展与农业生产都与能否掌握温度, 有着密不可分的联系。

因此,温度的监测与控制与人类的生产生活有着十分重要的意义。

我们通过STC12C5A60S2单片机和DALLAS公司DS18B20温度传感器对室内温度进行实时监测与控制实现温度的相对稳定具有极其重要的现实意义。

通过该系统的设计制作实践对电子系统设计运动控制理论应用，研究新技术学习知识增强动手能力具有重要的现实意义。

关键字：温度控制DS18B20 单片机控制系统设计目录论文共45 页1引言 (4)1.1项目概述 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计任务 (4)1.4研究思路和方法 (4)2项目总体方案设计 (5)2.1系统原理框图与工作原理 (5)2.1.1国内外室温控制技术研究 (5)2.1.2系统原理框图设计 (5)3.系统硬件设计 (5)3.1电源模块 (5)3.2控制系统模块 (6)3.3温度检测 (6)3.3.1常用温度检测传感器 (6)3.3.2 DS18B20温度传感器电路 (9)3.4驱动模块 (9)3.4.1半桥驱动原理 (9)3.5升温模块 (10)3.6人机交互模块 (10)3.6.1 1602液晶显示 (10)3.6.2 红外遥控操作原理 (11)3.6.3红外接收电路 (11)4.系统软件设计 (13)4.1程序流程图 (13)4.2温度采集 (14)4.2.1DS18B20软件定义 (14)4.2.2温度的计算 (14)4.3红外遥控 (14)4.4电机的PWM控制 (20)4.5发热电阻丝的控制 (21)5.调试运行 (22)5.1温度传感器校准 (22)5.2温度调节时间 (23)5.3温度波动范围 (23)5.4系统参数 (23)6.系统优化 (25)6.1优化控制方式 (25)6.2美化外形结构 (25)6.3.扩展系统应用 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附件一：原理图 (30)附件二：源程序 (30)1引言1.1项目概述我们的项目开发针对的对象是收入水平不高，买不起空调，有希望能不受热受冷舒适的生活。

变电站无线温度监测系统设计与实现

第３１卷第２期２　０　１　３年２月水　电　能　源　科　学Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３１Ｎｏ．１３Ｆｅｂ．２　０　１　３文章编号：１０００－７７０９（２０１３）０２－０２０７－０５变电站无线温度监测系统设计与实现朱　文１，袁　成２，张　甦２，孟　晓１，胡　炎１，邰能灵１（１．上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海２００２４０；２．上海市电力公司超高压输变电公司，上海２０００６３）摘要：为实现对变电站设备关键部位的温度全天候实时自动采集和告警，采用无线通信技术，设计了一套变电站无线温度监测系统。

数据采集模块利用基于ＺｉｇＢｅｅ无线通信协议和Ｍｏｄｂｕｓ总线通信协议的通信网络将传感器采集到的数据传入工控机中，数据存储与告警模块负责对不同类型的数据分析归类并对其进行合理的建模，数据应用模块通过客户端将温度与告警信息展示。

该系统已在变电站现场成功运行，验证了系统设计的合理有效性。

关键词：变电站；温度监测系统；无线通信；数据建模；ＺｉｇＢｅｅ协议；温度告警中图分类号：文献标志码：Ａ收稿日期：２０１２－０７－０９，修回日期：２０１２－０７－３１作者简介：朱文（１９８８－），男，硕士研究生，研究方向为电力系统保护与控制，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｕｗｅｎ１２３＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ通讯作者：邰能灵（１９７２－），男，教授、博导，研究方向为电力系统继电保护及智能电网输配电技术，Ｅ－ｍａｉｌ：ｕｌｔａｉ＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ为保证电力系统的安全稳定运行，降低由于设备温度过高造成的生产和经营损失，对变电站关键和易于发热的设备温度进行实时监测十分必要。

传统方法有远红外测温法［１］、温蜡片法［２］等，其中远红外测温法效果最好，但成本高，需人工进行检测，而温蜡片法测温也需人工定期巡视蜡片的颜色以判断温度，这两种方法显然无法满足自动测温的需求。

近年来，随着微机技术和网络技术的发展，变电站温度监测技术也在不断发展，但大多着力于某一模块的改进，缺乏对其系统性和后续扩展性等考虑［３，４］。

温度监测系统实验报告

一、实验目的1. 熟悉温度监测系统的基本组成和原理。

2. 掌握温度传感器的应用和数据处理方法。

3. 学会搭建简单的温度监测系统，并验证其功能。

二、实验原理温度监测系统主要由温度传感器、数据采集器、控制器、显示屏和报警装置等组成。

温度传感器将温度信号转换为电信号，数据采集器对电信号进行采集和处理，控制器根据设定的温度范围进行控制，显示屏显示温度信息，报警装置在温度超出设定范围时发出警报。

本实验采用DS18B20数字温度传感器，该传感器具有体积小、精度高、抗干扰能力强等特点。

数据采集器采用单片机（如STC89C52）作为核心控制器，通过并行接口读取温度传感器输出的数字信号，并进行相应的处理。

三、实验器材1. DS18B20数字温度传感器2. STC89C52单片机3. LCD显示屏4. 电阻、电容等电子元件5. 电源模块6. 连接线四、实验步骤1. 搭建温度监测系统电路，包括温度传感器、单片机、显示屏、报警装置等。

2. 编写程序，实现以下功能：（1）初始化单片机系统；（2）读取温度传感器数据；（3）将温度数据转换为摄氏度；（4）显示温度数据；（5）判断温度是否超出设定范围，若超出则触发报警。

3. 连接电源，启动系统，观察温度数据变化和报警情况。

五、实验结果与分析1. 系统搭建成功，能够稳定运行，实时显示温度数据。

2. 温度数据转换准确，显示清晰。

3. 当温度超出设定范围时，系统能够及时触发报警。

六、实验总结1. 本实验成功地搭建了一个简单的温度监测系统，实现了温度数据的采集、处理和显示。

2. 通过实验，加深了对温度传感器、单片机、显示屏等电子元件的理解和应用。

3. 实验过程中，学会了如何编写程序，实现温度数据的处理和显示。

七、实验建议1. 在实验过程中，注意电路连接的准确性，避免因连接错误导致实验失败。

2. 在编写程序时，注意代码的简洁性和可读性，便于后续修改和维护。

3. 可以尝试将温度监测系统与其他功能结合，如数据存储、远程传输等，提高系统的实用性和功能。

高速列车轴箱温度监测系统的设计与实现

高速列车轴箱温度监测系统的设计与实现1.引言随着高速列车的广泛应用，提高列车的安全性和可靠性成为了一项重要的任务。

轴箱是列车运行中承受较大载荷和温度变化的关键部件之一。

因此，对轴箱温度进行监测和控制，可以有效预防由于温度过高引起的故障和事故。

2.温度监测系统的需求分析2.1 温度监测的作用轴箱温度的监测可以及时获得轴箱温度的实时数据，可以评估轴承的工作状态和轴箱的热负荷，从而提早发现轴箱的异常情况，为工作人员采取适当的维护措施提供参考，以确保列车的正常运行。

2.2 温度监测的要求为了满足高速列车运行的要求，温度监测系统需要具备以下特点：2.2.1 高精度和实时性：温度传感器需要具备高精度和实时性，以确保监测数据的准确和及时。

2.2.2 高稳定性和可靠性：温度监测系统需要具备高稳定性和可靠性，以应对复杂的工作环境和长时间的运行。

2.2.3 高安全性：温度监测系统需要具备高安全性，以防止数据泄露和非法操作。

3.温度监测系统的设计3.1 硬件设计温度监测系统的硬件设计包括传感器选择和电路设计两部分。

3.1.1 传感器选择：根据轴箱的工作环境和要求，选择适合的温度传感器进行监测。

常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻等。

3.1.2 电路设计：根据传感器的输出特性和数据采集系统的要求，设计合适的电路进行信号的放大和滤波，以获得准确且稳定的温度数据。

3.2 软件设计温度监测系统的软件设计主要包括数据采集和数据处理两部分。

3.2.1 数据采集：通过传感器和电路将温度数据采集到主控单元，主控单元可以是微处理器或嵌入式系统。

3.2.2 数据处理：在主控单元中，通过软件对采集到的温度数据进行处理，包括数据存储、数据分析和报警等功能。

同时，还可以通过网络传输实时数据到监控终端，实现远程监测和控制。

4.系统实现4.1 原型制作根据设计方案，制作温度监测系统的原型。

根据选定的传感器和电路，进行电路连接和软件编程，实现数据采集和处理功能。

温度、湿度实时监测与报警系统的设计与实现

率低，劳动时间长，而且会由于抽样的不具代表性使得监测结果失去其原有的意义。该
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方式还有一个弊端 — 共应１ｉ）有很大的局限性，二１，ｒ１）ｔ〕作人员不可能直接测！地‘电缆Ａｈ的表面温度；去提取存有炸药、炮等危险箭仓库温湿度数据的工作人员还要鞭：承担一定
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(完整word版)传感器课程设计(基于labview的pt100温度测量系统)

目录第一章方案设计与论证 (2)第一节传感器的选择 (2)第二节方案论证 (3)第三节系统的工作原理 (3)第四节系统框图 (4)第二章硬件设计 (4)第一节 PT100传感器特性和测温原理 (5)第二节信号调理电路 (6)第三节恒流源电路的设计 (6)第四节 TL431简介 (8)第三章软件设计 (9)第一节软件的流程图 (9)第二节部分设计模块 (10)总结 (11)参考文献 (11)第一章方案设计与论证第一节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线,达到测温的目的.在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器,将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。

热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。

常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等.近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出,一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃，一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要.热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。

智能变电站温度监测主站系统设计实现

智能变电站温度监测主站系统的设计与实现引言在电力系统中，电力设备的温度变化是一个非常重要的指标，它关系到电力设备能否安全稳定运行。

在变电站运行过程中，一次设备的电接点由于设备制造、触电氧化、电弧冲击等原因，会导致电接点的接触电阻增大，使其温度上升。

当温度上升到一定程度后，设备的机械强度和电气强度将会出现下降，严重时会导致电气设备的短路，甚至造成设备的损毁，严重威胁电网的安全稳定运行。

对电气设备的温度进行实时监测，可以帮助值班人员尽早发现问题，消除隐患，确保电力系统的安全运行。

传统的变电站温度监测技术有红外测温法和蜡片法，这些方法都需要人工参与进行设备的检测，容易出现错报、漏报，无法进行长时间测量，监测的准确度和实时性较差。

无线测温方式是利用无线网络，如 ZigBee 无线网络，将传感器测量到的温度数据发送到数据接受主机上，实现温度的测量。

无线传感器体积小，可以方便地安装在变电站设备的表面，尤其是设备上容易发热出现故障的地方。

因此无线传感器能较准确地反映设备运行时的温度信息，并使测量到的温度数据具有很强的实时性。

通过观察监控机的监测页面，变电站运行人员能够及时全面的了解变电站内设备的实时温度信息。

本文以某 220 kV 无人值守变电站为原型，提出了一种无人值守变电站无线温度监测系统设计方案，能够全自动地实现变电站运行设备的实时温度监测与实时温度告警功能。

1 变电站温度监测系统结构变电站温度监测系统结构如图 1 所示，根据系统中各功能模块的作用，将整个系统划分为无线测温模块和在线监测模块。

图 1 变电站温度监测系统结构图1）无线测温模块无线测温模块包含测温网络的结构设计、数据采集与存储的实现。

测温网络的无线网络基于ZigBee 通讯协议，通过 RS485 总线将数据传输至控制室主机。

数据存储与采集部分说明了设备温度信息存储模型的设计。

2）在线监测模块在线监测模块基于 B/S（Browser/Server）网络结构进行设计，能够有效简化在线监测客户端的接入。

基于CC2530的电流及温度监测系统的设计与实现

基于CC2530的电流及温度监测系统的设计与实现董建怀【摘要】为了实时监控分布广、数量多、工作时间长和工作电流大的设备的工作情况,设计了由线性电流传感器ACS712、温度传感器DS18B20以及片上系统CC2530组成的无线传感器节点,利用ZigBee技术组建的电流及温度无线监测系统.实验表明：系统具有检测精度高,可靠性高,成本低,使用方便等特点,可应用于工业环境的电流及温度在线监测领域.%A current and temperature monitoring system based on ZigBee technology is designed to real-timely monitor the work of the equipment,which is widely distributive,quantitive,capable of working long time and in large current.The wireless sensor node in this system consists of ACS712,DS18B20 and PSoC CC2530.The system which is featured with high precision,high reliability,low cost,easy installation and maintenance,and could be widely used in industry for on-line current and temperature monitoring.【期刊名称】《厦门理工学院学报》【年(卷),期】2011(019)003【总页数】6页(P59-63,73)【关键词】电流监测;ZigBee技术;片上系统;无线传感器节点【作者】董建怀【作者单位】福建师范大学协和学院信息技术系,福建福州350007【正文语种】中文【中图分类】TP274.5在广播发射机、电力、工业生产等领域中，存在许多工作时间长、功率大、电流大、分布范围广的设备，由于电路问题、接头松动或其它原因可能造成这些设备的工作电流过大、接头过热甚至出现烧毁设备的现象，给设备的正常工作和人身安全带来严重的威胁［1－2］.实时监测这些设备关键点的电流和接头温度，对预防故障，准确判断故障点，及时进行故障处理等具有重要的意义.采用电流互感器检测大电流的传统方法，存在绝缘困难，成本高，体积大，重量重，测量精度不高，易受电磁干扰，输出端不能开路，突发性绝缘击穿等缺点，另外，由于这些领域中需要监测的电流点多、分布广，在实际使用时，需要在上位机与各检测点间铺设大量的通信电缆，存在成本高，安装调试不便，覆盖面受限等问题.针对这一情况，本文设计了一种利用ZigBee技术组建的电流及温度无线监测系统，实现对设备关键点电流及温度的实时监测.1 电流及温度监测系统1.1 ZigBee技术ZigBee技术是一组基于IEEE 802.15.4的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术，使用了抗干扰能力极强的直序扩频和动态路由数据传输的通信方式，具有低功耗、低成本、低复杂度、近距离、低数据速率等特点［3］，工作频段为全球通用频段2.4 GHz.ZigBee网络由一个协调器、多个路由器和多个终端设备组成，协调器是整个网络的中心，负责网络的维护和协调，路由设备负责网络中数据包的路由选择，并用来扩展网络范围，终端设备是实现具体功能的单元.ZigBee网络可以实现星型、树型和网状型拓扑结构［4］.1.2 监测系统组成系统由上位机、协调器、路由节点和终端节点组成，系统总体结构如图1所示.基于ZigBee技术的路由节点和终端节点分布于不同的监测区域，执行电流和温度数据的采集、预处理和发送等工作，路由节点除检测电流及温度参数外，还具有路由功能，转发其他传感器节点的数据包.ZigBee协调器将接收到的各传感器节点检测的电流温度数据通过RS485接口传输到上位机，上位机将收到的各传感器数据进行处理和管理，并提供实时查询和越限报警等功能.系统的协调器、路由节点和终端节点均通过PSoC［5］芯片CC2530实现，路由节点和终端节点具有相同的硬件结构，为了叙述的方便，在下面的硬件设计中将这两者统称为检测节点.2 检测节点硬件设计2.1 检测节点结构检测节点是该系统的基本单元，负责获取电流、温度数据，并将数据进行预处理，传输到协调器，拥有子节点的路由节点还具有路由的功能，转发子节点的电流和温度数据.检测节点由PSoC芯片CC2530、线性电流传感器ACS712、单总线温度传感器DS18B20和电源模块组成，节点的结构示意图如图2所示.2.2 主控芯片主控芯片CC2530是IT公司推出的基于ZigBee/IEEE 802.15.4标准的新一代SoC芯片，CC2530集成了一个高性能的RF收发器和一个优化的低功耗8051微处理器，8 kB的RAM，多达256 kB的闪存，具有强大的外设，包括8路7～12位ADC、2个USART和21个通用I/O接口等，硬件支持CSMA/CA，6 mm×6 mm的QFN40封装，允许芯片无线下载，支持系统编程.2.3 电流温度检测模块节点中电流传感器采用Allegro公司的线性电流传感器ACS712ELCTR－30A－T，该器件工作电压为4.5～5.5 V，最大工作电流11 mA.图3为ACS712－30A输出电压与检测电流关系的特性曲线，在检测范围±30 A内，几乎不受温度的影响.图4为ACS712－30A检测灵敏度与电流关系的特性曲线，输出灵敏度约为66mV/A.图5为检测节点电原理图.图中仅给出一路电流和温度传感器，C1用于噪声管理，提高输出的精度，被检测的电流由ACS712芯片的1、2端输入，3、4端输出.VOUT输出模拟电压，该电压在指定的检测范围内和被检测的直流或交流电流IP成线性关系，若检测的是直流电流，则VOUT输出一个与被测电流成线性关系的直流电压，若检测的是交流电流，则VOUT将获得一个频率与被测电流相同、幅度与被测电流成线性关系的交流电压.电流传感器ACS712的输出信号先通过R1、R2分压，使输入A/D转换的电压和ADC的参考电压匹配，后经D1整流和C2滤波处理后输入CC2530的P0_0引脚进行A/D转换，由于CC2530的P0_0至P0_7引脚都可用作ADC输入，所以一个节点最多可带8路电流传感器.通过设置CC2530的ADCCON2.SCH位使节点的转换通道序列为AIN0～AIN7、单端输入，设置ADCCON2.SREF选择一个内部生成的电压 (1.8 V)作为A/D转换的正参考电压，设置ADCCON2.SDIV选择转换抽取率为256(10位有效数字)，通过置位ADCCON1.ST开启转换，读取ADCCON1.EOC位可判断转换是否完成，读取ADCCON2.SCH位，将指示转换在哪个通道上进行，通过读取ADCH和ADCL两个寄存器可获得A/D转换的补码形式的结果.由于ADC采用256抽取率，量化单位Δ=1.76 mV，小于ACS712输出灵敏度66 mV，所以A/D转换不影响电流检测的精度.ADC采用256抽取率时，执行一个转换所需的时间TCONV=(抽取率+16) ×0.25 μs=68 μs，满足使用要求.图5中，DS18B20为Dallas公司的1－Wire总线温度传感器，采用外接电源的方法供电，其它路的DS18B20可直接与该温度传感器并接，DS18B20支持+3 V～+5.5 V的电压范围，温度测量范围－55～+125℃，测量精度±0.5℃，最大工作电流4 mA，静态电流3 μA.节点使用一个外部32MHz振荡器XTAL1，32.768 kHz晶振XTAL2主要为休眠状态和精确唤醒时间提供时钟信号.2.4 无线传输模块综合考虑各种天线的性能，节点设计使用鞭状天线，CC2530的射频信号是差分输出，而天线是单端输出［3］，需要一个平衡－不平衡变换器，图5中C8，L2，C5和L1构成巴伦电路.射频部分的电路设计是节点设计的重点与难点，在射频部分布线时，合理的布局与布线及采用多层板是降低电磁干扰和提高抗干扰能力的有效手段，本设计在布线时采用以下方法:将外围器件紧密地分布在CC2530的四周，并使用较小的封装，以尽可能地减少串拢和分布参数的影响，CC2530暴露的衬垫可靠接地，敷铜板上没有布线的区域用铜填充并接地.2.5 电源模块电源模块采用MAXIM公司的升压型DC－DC芯片MAX1675，MAX1675采用μMAX封装，具有高达94%的转换效率，输入电压范围为0.7～5.5 V.设计中，检测节点采用锂电池供电，利用两片MAX1675分别输出+3.3 V和+5 V电压，其中+3.3 V电压为CC2530和 DS18B20提供电源，+5 V的电压为ACS712提供电源.图6为输出+3.3 V电压的原理图，电池电压通过L3输入MAX1675的LX引脚，FB引脚接OUT端，若将FB引脚接地时，在OUT端即可获得+5 V的电压.图6中电池电压经R6，R7分压后输入到内部的电压比较器，当LBI小于1.3 V即电池电压小于2.05 V时，输出低电平，否则输出高电平，MAX1675的引脚接至CC2530的P1_1引脚，用于对电池电压进行监控.3 系统软件设计软件部分采用TI公司提供的基于ZigBee标准的Z－Stack协议栈，它包含了ZigBee标准描述的各层次的功能组件模块，向开发人员提供了一系列的API接口，通过调用这些API可实现ZigBee标准中各层次的相应功能.模块的任务调度具体方式是为需要实现的功能建立任务，且每一个任务有不同的事件.运行时系统会不间断地轮询所有任务的标志位，若标志位有效，表明该任务有事件发生，调用任务事件处理函数，并在处理函数中根据标志位判断是什么事件发生，然后系统进行对应的操作并清标志位，如果同时有几个事件发生，先判断优先级，然后逐次处理事件.当没有任务事件发生时，系统进入低功耗模式，当有事件发生时，唤醒系统进入中断处理事件，结束后继续进入低功耗模式，这种软件构架可以极大地降低系统功耗.ZigBee协调器负责网络的组建，并对其它节点加入网络请示做出响应，负责通信链路及路由的建立以及数据包协议转换等［6］.协调器软件流程图如图7所示.协调器成功组建ZigBee网络后，将接收到的数据包按源节点地址存储，并对数据进行处理后通过RS485接口发送至上位机.检测节点负责采集、处理和发送电流温度数据，同时还转发其他传感器节点的电流温度数据.由于采用了CSMA/CA技术，所以可以让终端节点定时检测电流、温度信息，并发送节点数据，终端节点大部分时间处于休眠状态，处于休眠状态时，节点关闭无线通信模块和传感器模块，只保留CPU内部定时器和中断，以减少功耗.路由节点仅是在终端节点的功能上增加了一个数据汇集和上传功能，当中断接收到数据后，提取路由信息，建立路由表，并转发数据.图8为电流温度路由节点的软件流程图.4 性能测试系统在福州某中波发射台进行测试，该台有两部发射功率为600 kW的DX型中波发射机，每部发射机均有5个分布在不同区域的天线调谐室 (1个统调室和4个分调室)、3个高压配电室和1个发射机冷凝设备，每部发射机有3个低压整流柜和224块功率模块，这些设备都是长时间工作的［1］.测试中在各个天线调谐室、高压配电室、和发射机冷凝设备 (水泵)处，各放置一个温度检测节点，在发射机的低压整流柜和多个功率模块处放置电流及温度检测节点，协调器通过RS485接口与上位机通信.表1为室外温度20.2℃时一部发射机的若干检测节点的检测值与实测值的对比情况.其中，检测值是指通过电流及温度监测系统检测的结果，即系统的上位机显示的数据.实测值是指用专用仪器测得的数据，数据表明系统电流误差≤0.1 A，温度误差≤0.5℃，检测值与实测值之间的误差主要是传感器本身的误差，满足使用要求，此外测试还表明终端节点功耗低，系统可靠稳定，抗干扰能力强，能有力地保障安全播出.表1 系统测试结果(室外温度:20.2℃)Tab.1 System test results(out temperature:20.2 ℃)5 结语该系统结合现场应用条件，无线传感器节点以基于ZigBee技术的PSoC芯片CC2530为核心，采用线性电流传感器ACS712和温度传感器DS18B20获取数据，电路结构简单，检测精度高，节点功耗低，系统实现了分布式节点电流及温度的实时监测，具有工作稳定可靠，无线通信灵活，使用方便等特点，可广泛应用于工业环境的电流及温度在线监测领域.［参考文献］［1］赵红艳.谈DX系列全固态发射机［J］.内蒙古广播与电视技术，2009，26(4):57-59.［2］陆贵生，蔡声镇，苏伟达，等.高压开关触头温度实时无线监测系统的设计与实现［J］.现代电子技术，2009，302(15):108-111.［3］赵海，赵杰，刘铮，等.一种无线传感器网络节点的设计与实现［J］.东北大学学报:自然科学版，2009，30(6):809-812.［4］吕治安.ZigBee网络原理与应用开发［M］.北京:北京航空航天大学出版社，2008.［5］王波，杨永明，汪金刚，等.基于PSoC的无线传感器网络节点设计［J］.传感技术学报，2009，22(3):413-416.［6］贺玲玲.ZIGBEE传感网络CLUSTER－TREE改进路由算法研究［J］.传感技术学报，2010，23(9):1303-1307.。

基于单片机的温湿度检测系统设计与实现

基于单片机的温湿度检测系统设计与实现摘要：基于单片机的温湿度检测系统设计与实现研究非常的重要。

针对某些特殊场所需要实时温湿度测量的问题，设计实现了基于单片机的温湿度实时监控系统。

系统采用STC89C52单片机作为微处理器芯片，外接DHT11温湿度传感器进行温湿度数据监测采集;选用LCD1602液晶显示器对单片机处理过的温湿度数据进行显示;采用串口蓝牙通信模块和蜂鸣器与单片机连接。

当温度超过用户设定的阈值时，蜂鸣器响起并且单片机通过蓝牙与用户手机进行铃声报警。

试验结果表明，温度检测范围完全满足实际需要。

0 引言现在部队仓库、运输车内的温湿度监控系统大多数是基于计算机显示屏的，计算机显示屏体积大，不方便随身携带，值班人员一旦离开显示屏，就造成信息传递的不及时。

装备的储存条件很苛刻，有着严格的温湿度储存要求，一旦温湿度异常，就可能会导致武器装备的寿命变短，影响武器装备的战斗性能，甚至导致武器装备直接损坏报废。

为了克服传统监控系统的缺点，本系统采用了蓝牙通信解决了电线电缆的连接问题;用低成本低功耗的单片机实现了传感器在枪库、弹药库和装备运输车中的全方位覆盖;采用蜂鸣器和用户手机终端多样式报警信号来解决报警方式单一的问题。

采用常见的单片机芯片和常用传感器，既简化了维修和维护，又解决了传统传感器与厂家系统不兼容等问题。

1 温湿度实时监控系统总体设计1.1 总体设计方案本文设计的系统主要需要实现以下功能：采集温湿度环境参数、传感器信号处理、温湿度显示、温湿度警报、蓝牙通信。

该系统既要能够处理传感器数据和控制各个模块，而且还要能够和手机进行蓝牙通信，所以需要一个可靠性高、处理能力强、结构简单的核心处理器。

这个要求可以用市场上广泛应用的单片机来满足。

本系统是基于STC89C52单片机设计的。

系统设计的总体框图如图1所示，本系统包括以下几个模块：温湿度传感器模块、供电模块、液晶显示模块、报警模块、键盘模块、蓝牙通信模块。

(完整word版)DS18B20水温控制系统+电路图程序

水温控制系统摘要：该水温控制系统采用单片机进行温度实时采集与控制。

温度信号由“一线总线”数字化温度传感器DS18B20提供，DS18B20在-10～+85°C范围内，固有测温分辨率为0.5 ℃。

水温实时控制采用继电器控制电热丝和风扇进行升温、降温控制.系统具备较高的测量精度和控制精度,能完成升温和降温控制。

关键字：AT89C51 DS18B20 水温控制Abstract: This water temperature control system uses the Single Chip Microcomputer to carry on temperature real-time gathering and controling。

DS18B20，digitized temperature sensor, provides the temperature signal by "a main line”. In -10～+85℃the scope，DS18B20’s inherent measuring accuracy is 0.5 ℃. The water temperature real-time control system uses the electricity nichrome wire carring on temperature increiseament and operates the electric fan to realize the temperature decrease control。

The system has the higher measuring accuracy and the control precision，it also can complete the elevation of temperature and the temperature decrease control. Key Words：AT89C51 DS18B20 Water temperature control目录1.系统方案选择和论证 (2)1。

（完整word版）热电偶温度计的测温原理、选型及其应用

（完整word版）热电偶温度计的测温原理、选型及其应⽤《⾃动检测技术及仪表》课程设计报告热电偶温度计的测温原理、选型及其应⽤学院：班级：姓名：学号：⽬录⼀摘要 (3)⼆热电偶温度计的测温原理 (3)2.1 热电偶的测温原理 (3)2.2 接触电势 (4)2.3 温差电势 (4)2.4 热电偶温度计闭合回路的总热电势 (4)三热电偶温度计的组成结构及其作⽤和特 (5)3.1 热电偶温度计的组成结构 (5)3.2 热电偶温度计的作⽤及特点 (6)四热电偶温度计测温技术中涉及到的定则 (7)4.1 均质导体定则 (7)4.2 中间导体定则 (7)4.3 连接导体和中间温度定则 (8)五热电偶温度计的误差分析及选型 (8)5.1 影响测量误差的主要因素 (8)5.1.1插⼊深度 (8)5.1.2响应时间 (9)5.1.3热辐射 (10)5.1.4冷端温度 (11)5.2 热电偶温度计的选型 (11)六现场安装及其注意事项 (13)七总结 (13)⼋参考⽂献 (15)⼀、摘要热电偶温度计是⼀种最简单﹑最普通，测温范围最⼴的温度传感器，是科研﹑⽣产最常⽤的温度传感器。

在使⽤时不注意，也会引起较⼤测量误差。

针对当前存在的问题，详细探讨影响测量误差的主要因素：热电偶插⼊深度﹑响应时间﹑热辐射及冷端温度等因素对测量的影响；在使⽤时应该怎样选择热电偶温度计，以及使⽤时的⼀些安装注意事项，这对提⾼测量精度，延长热电偶寿命，都有⼀定的意义。

⼆、热电偶温度计的测温原理热电偶温度计是⼀种感温元件 , 把温度信号转换成热电动势信号 , 通过电⽓仪表转换成被测介质的温度。

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路 , 当两端温度不同时 , 回路中就会产⽣电势，这种现象称为热电效应（或者塞贝克效应）。

两种不同成份的均质导体为热电极，温度较⾼的⼀端为⼯作端，温度较低的⼀端为⾃由端，⾃由端通常处于某个恒定的温度下。

根据热电动势与温度的函数关系 , 制成热电偶分度表；分度表是⾃由端温度在 0°C 时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。

基于单片机的温度监测系统设计与实现

４系统测试及结论
超声波测距方案硬件软件准备就绪后，进行上电测试，用示波器测得发射和接受超声波波形如图２和图３所示，波形（图２、３）中，上面为发射波信号，下面为对应的回波信号。此外，由（图２）和（图３）对比不难看出，随着障碍物距离远离，回波和发射波的距离也逐渐远
－斗ｆ
数字技术
设计开发
花屏现象。经过对程序进一步的跟踪，发现了问题出现在按键码处３．２实时时钟模块理后未及时清除的错误。更正后问题得到了解决。４．３联合调试实时时钟操作所需的驱动程序如下：ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｇ８５６３一Ｓｔｏｒｅ［１；当多个模块的驱动程序完成后，系统开发进入了集成阶段。这结合ｖｏｉｄＰ８５６３￣ｅｔｔｉｍｅ０函数和ｖｏｉｄＰ８５６３一ｉｎｉｔＯ函数分别时也是问题出现最多的一个阶段。每当有新的模块驱动程序加入系统，实现其功能时，就会出现一些符号冲突问题和接口不统一的问完成时间的获取和时间的设定。３．３温度采集程序题。经过联合整理和优化，问题逐一解决。４．４参数设置调试采样周期定时器触发了温度的一次采集。在采集温度过程中主要使用ＤＳ１８Ｂ２０的驱动程序进行温度值的获取。函数为：ｕｎｓｉｇｎｅｄ系统中涉及到了一些参数的设置，如温度上限、下限、采温周串口开关。由于现实中这些参数的调整是有一定范围限定和约ｉｎｔＲｅａｄＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（）｝函数的执行过程对ＤＳ１８Ｂ２０￣行了操作，－期、这些操作包括：温度传感器复位；跳过序列号读取；启动温度转换；束的，在代码最终测试阶段完善了这些约束。等待转换完毕；重新复位温度传感器；跳过序列号读取；启动读取命５结语令；读取温度低有效位，读取温度高有效位；计算温度，返回温度值。基于单片机的温度监测是当前工业生产中温度控制的重要组３．４报警输出程序本系统的设计与实现，可以为进一步开发基于单片机的实报警输出采用Ｉ／Ｏ控制单色灯闪烁来完成控制。报警的判断在成部分，用型温度控制系统提供较好的设计基础，具有一定的实际应用价温度监测状态完成，主要工作是将当前采集的温度与参数结构体中值。的温度上下限进行对比判断，从而决定是否闪灯报警。

智能家居中的温度智能监测系统设计与实现

智能家居中的温度智能监测系统设计与实现现今，随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，智能家居越来越被人们所追捧，而温度智能监测系统则是智能家居系统中的一个重要部分。

温度智能监测系统不仅可以帮助我们实现舒适的生活环境，还可以减少能源能耗，达到节能减排的目的。

本文旨在探讨智能家居中的温度智能监测系统的设计与实现。

一、红外传感器在智能家居中的应用在智能家居中，红外传感器是一种经常使用的传感器之一，它可以检测到物体所发出的红外线，帮助我们感受周围的温度和光线强弱。

在温度智能监测系统中，红外传感器可以用来检测居室的温度和湿度，从而帮助智能家居系统进行自动化温度调节。

二、智能家居温度智能监测系统的设计智能家居温度智能监测系统的设计，应该从硬件和软件两个方面入手。

硬件方面，智能家居温度智能监测系统所需要的传感器主要包括红外传感器和温度传感器，其中红外传感器用于检测温度，温度传感器则用于获取周围环境的温度值。

在使用传感器的过程中，需要利用单片机进行采集数据、处理信号，同时还需要功能强大的检测算法和有效的控制逻辑实现温度调节。

软件方面，智能家居温度智能监测系统的软件设计是一个相当复杂的过程，需要考虑多种因素。

首先，需要为智能家居系统编写一个适应各种用户需求的软件平台，实现数据的自动采集和处理、温度的自动调整等功能，并能够对用户的数据进行统计和分析。

同时，还需要设计一套可靠、稳定的系统保护机制，确保智能家居温度智能监测系统在各种情况下都能够正常运行。

三、智能家居温度智能监测系统的实现智能家居温度智能监测系统的实现可以采用微型控制器进行，而此类控制器通常具有高性能、低功耗、易于集成和独立使用等特点。

在实际应用中，需采用嵌入式软件开发技术，对传感器采集到的数据进行处理，并通过有线或无线方式与云端交互，提取出必要信息并实现系统的智能控制，同时应定期进行检测和维修或更换故障零部件。

四、智能家居温度智能监测系统的优点与应用智能家居温度智能监测系统可以在数据采集、处理、分析和智能控制等多个方面发挥重要作用。

(完整word版)基于单片机的DS18B20设计实验报告

第1章引言在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制，传统的测温元件有热点偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号得温度传感器，而这些测温元件一般都需要比较多的外部硬件支持。

其硬件电路复杂，软件调试繁琐，制作成本高，阻碍了其使用性。

因此美国DALLAS半导体公司又推出了一款改进型智能温度传感器——DS18B20。

本设计就是用DS18B20数字温度传感器作为测温元件来设计数字温度计。

本设计所介绍的数字温度计与传统温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于测温比较准确得场所，或科研实验室使用。

该设计控制器使用单片机STC89C51，测温传感器使用DS18B20,显示器使用LED.第2章任务与要求2.1测量范围-50~110°C，精确到0.5°C；2.2利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号；2.3所测得温度采用数字显示，计算后在液晶显示器上显示相应得温度值；第3章方案设计及论证3.1温度检测模块的设计及论证由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。

而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。

进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。

3.2显示模块的设计及论证LED是发光二极管Light Emitting Diode 的英文缩写。

LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。

基于proteus的温度测控系统仿真设计

基于proteus的温度测控系统仿真设计摘要：如今在工业和农业生产以及日常生活中，温度的实时监测占据着非常重要的地位。

例如在消防场合的温度检测，我们家用中的电器设备热故障监测，各类运输工具的某些设备的温度检测，医院医疗设备的温度测试，化工车间和机械车间等设备温度过热检测，温度检测与其息息相关。

本次论文设计的温度检测系统是利用单片机AT89C51单片机作控制器,用C 语言来进行软件设计，而且能达到指令的执行速度快，节省存储空间。

它采用温度传感器传感器DS18B20进行温度测量,实现各个环境以及场合下的温度实时检测并通过LED显示器件显示温度的功能,能方便地应用于各种温度检测场合。

本论文设计的温度测控系统功能是能够实时的检测某一环境下的温度，测量的温度范围是-20℃到70℃，一旦超过最高或者是最低的温度都会通过蜂鸣器来达到报警效果。

另外我给该系统加了个复位开关，一旦出现乱码或者一般的故障可以通过该复位开关来进行复位。

本论文采用软、硬件相结合的方式，来进行各功能的编写。

本设计采用的是DS18B20和AT89C51单片机的一种温度检测系统。

论文中对用单片机温度控制原理的设计思想和软、硬件调试作了详细的论述。

关键词：89C51单片机； DS18B20；温度Temperature Monitoring System Based proteus simulation designAbstract：Today in the industrial agricultural production and our daily lifes, Real-time measurement of temperature play a very important position.For example, temperature detection in fire situations, electrical equipmentthermal fault monitoring in our household, temperature detecting some equipment of all kinds of transportion, the temperature test in hospital medical equipment, chemical plant and machinery plant... Equipment temperature detection,So temperature detection with the closely related to.This temperature monitoring system is designed using single chip machine AT89C51 as controller,it’s using C programming language to fulfill fast executing commands and saving storage.we used DS18B20 temperature sensor to monitor,it allowed us to monitor temperature in different conditions and then display digits on LED screen,this technology can be applied in many occations.this temperature monitoring system can measurereal-time temperaturein certain environment,temperature ranges from -20℃to 70℃,once reaching its limit,there will be a buzzer warning.I also added a reset button to the system in case of any glich or malfunctioning.This thesis is based on hardwares,using single chips DS18B20 and AT89C51 as temperature monitoring system.there’s more detailed information about the single chip temperature control principle and design idea,debugging in software and hardwares.Key words: display 89C51；DS18B20；Temperature目录前言 (1)1 设计要求及方案 (2)1.1温度自动检测系统技术指标 (2)1.2 温度检测系统的原理功能 (2)1.3 温度检测方案 (2)2 单片机以及所用的元器件介绍 (4)2.1 单片机 (4)2.2 AT89C51单片机单片机基本结构 (4)2.3单片机外部引脚功能 (6)2.4温度传感器(DS18B20)封装及功能介绍 (8)2.5 LED显示器 (9)2.5.1LED 的优点 (9)2.5.2 LED工作方式 (10)3硬件设计 (13)3.1 系统电路结构 (13)3.2 单片机最小系统 (13)3.3 温度采集传感电路 (15)3.4 温度显示电路 (16)4 系统软件设计 (18)4.1 系统程序总设计 (18)4.2 温度检测子程序设计 (18)4.3温度监测系统的温度程序设计 (19)5 系统仿真及结果 (20)5.1 仿真Proteus软件简介 (20)5.2软件介绍与组成 (20)5.3Proteus原理图设计 (21)5.4 Keil与Proteus联机仿真 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (27)前言如今在工业和农业生产的车间和设备以及我们的日常生活中的某些场合对温度的测量以及对它控制有着重要的作用。

(word完整版)加热炉温度控制系统..

第1章绪论1.1 综述在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。

对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。

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、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素.在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数.例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。

1.2 加热炉温度控制系统的研究现状随着新技术的不断开发与应用，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兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。

单片机温度控制系统是数控系统的一个简单应用，在冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各类工业中,广泛使用于加热炉、热处理炉、反应炉等.温度是工业对象中的一个重要的被控参数。

由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加热方法也不同，例如煤气、天然气、油、电等；由于工艺不同，所需要的温度高低不同,因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，控制温度的精度也不同，因而对数据采集的精度和所采用的控制算法也不同。

传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差,单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。

不仅如此，传统的控制方式不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于它主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。

温度监测系统设计仿真与实现

课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信0906指导教师：李景松工作单位：信息工程学院题目: 温度监测系统设计仿真与实现初始条件：可选元件：热敏电阻，集成运算放大器，电容、电阻、电位器，二极管，led等；或自选元器件。

直流电源±12V，或自选电源。

可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等。

要求完成的主要任务:（1）设计任务根据要求，完成对温度监测系统仿真设计、装配与调试。

（2）设计要求①利用学过的集成运算放大器构成的比较器、振荡电路等应用电路进行设计；当温度在设定范围内时报警电路不工作；当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警；上、下限报警led用不同颜色。

②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。

（用Proteus画电路原理图并实现仿真）③安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

时间安排：1、2011 年1月3日至2011年1月7日，完成仿真设计、制作与调试；撰写课程设计报告。

2、2011 年1月8日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1.电路设计及原理分析 (3)1.1设计任务 (3)1.2技术指标 (3)1.3电路原理图 (3)1.4基本原理 (4)2.电路模拟与仿真 (5)2.1仿真软件 (5)2.2创建电路模拟图 (7)2.3元件列表 (8)2.4仿真记录与结果分析 (8)3.实际电路的安装调试 (13)3.1 元件参数确定 (13)3.2 电路板布线设计 (13)3.3 焊接 (13)3.4调试与测量 (13)3.5分析结果及改进 (14)4.总结 (15)5.心得体会 (15)6.参考文献 (17)1.电路设计及原理分析1.1设计任务通过Proteus软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。

(完整)温度检测显示器设计仿真及实现

(完整)温度检测显示器设计仿真及实现编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)温度检测显示器设计仿真及实现）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)温度检测显示器设计仿真及实现的全部内容。

课程设计任务书学生姓名：专业班级: 指导教师：工作单位：题目：温度检测显示器设计仿真与实现初始条件：可选元件：集成运算放大器、电阻、电位器、电容若干,三极管等，或自选元器件。

可用仪器：示波器，万用表，函数发生器要求完成的主要任务：（1）设计任务根据初始条件，完成温度检测显示器电路的设计、仿真、装配与调试，并自制直流稳压电源.（2)设计要求① 检测区间为四段:A。

温度0～20ºC,B. 温度20~30ºC,C.温度30～40ºC, D。

温度〉40ºC，采用LED四段显示;测量误差:±2 ºC;标准检测点为：0ºC,19ºC，29ºC，39ºC。

② 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

③ 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。

④ 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

⑤ 选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。

时间安排:1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。

2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告,进行验收和答辩.指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要温度检测在我们生活中是到处都要用到的，各种自动温控装置都包含着温度检测这一知识，而且，温度检测控制也是很重要的,例如热水器水温自动检测控制系统,等等一些生活中的小事都离不开温度的检测。