温度自动控制系统的设计
基于PID控制器的温度控制系统设计
基于PID控制器的温度控制系统设计随着现代工业的快速发展，各种自动控制系统也得到了广泛应用。
其中，基于PID控制器的温度控制系统设计广泛应用于化工、制药、冶金等行业。
本文将从基本原理入手，详细论述基于PID控制器的温度控制系统设计。
一、PID控制器的原理PID控制器是一种经典的控制器，它采用比例、积分、微分三个控制量的组合，通过对控制量不同比例的组合，实现对被控对象的精确控制。
具体来说，PID控制器将被控对象的当前状态与期望的目标状态进行比较，计算出误差值，然后对误差值进行P、I、D三个控制量的加权计算，得到控制输出值，通过执行控制动作，使被控对象达到期望的目标状态。
其中，比例控制P以被控对象的当前状态与期望目标状态之间的误差值为输入，按比例放大输出控制信号，其控制效果主要针对误差量的大小。
积分控制I主要是针对误差值的积累程度，在误差值持续存在的情况下逐渐加大控制输出的幅度，使被控对象逐渐趋近期望的目标状态。
微分控制D主要是针对误差值的变化速度，当偏差值增加或减小的速率较快时，将适当增大或减小控制输出量的幅度，以加快误差的消除速度。
综上所述，PID控制器的优点在于能够快速消除误差，避免超调和欠调，稳定性强，且对于被控对象的性质要求不高。
因此，PID控制器成为了温度控制系统设计的主要控制器之一。
二、温度传感器的选取温度控制系统的核心是温度控制器，其中最关键的部分是温度传感器。
良好的温度传感器应具有温度响应时间短、测量范围广、精度高等特点。
其中最常用的温度传感器是热电偶和热电阻。
热电偶是一种基于热电效应的温度测量传感器，它是利用不同材料所产生的热电动势的差别测量温度。
热电偶具有灵敏度高、阻抗小、动态响应快等特点，但受到热电对、交流电干扰等因素影响较大，测量过程中容易出现漂移现象。
热电阻是一种利用金属或半导体的电阻随温度变化的特性测量温度的传感器。
热电阻具有较高的精度、长期稳定性好的特点，但响应迟缓，对于超出其量程的高温不可用。
PLC温室温度控制系统设计方案
PLC温室温度控制系统设计方案嘿，大家好！今天咱们就来聊聊如何打造一套高效、稳定的PLC 温室温度控制系统。
这个方案可是融合了我10年的写作经验和实践心得，下面咱们就直接进入主题吧！一、系统概述咱们先来简单了解一下这个系统。
这个PLC温室温度控制系统是基于可编程逻辑控制器（PLC）技术，通过传感器实时监测温室内的温度，再通过执行机构对温室内的环境进行调节，从而达到恒定温度的目的。
这套系统不仅智能，而且高效，是现代农业发展的好帮手。
二、系统设计1.硬件设计（1）传感器：选用高精度的温度传感器，如PT100或热电偶，实时监测温室内的温度。
（2）执行机构：选用电动调节阀或者电加热器，用于调节温室内的温度。
（3）PLC控制器：选用具有良好扩展性的PLC控制器，如西门子S7-1200系列。
（4）通信模块：选用支持Modbus协议的通信模块，实现数据传输。
2.软件设计（1）温度监测模块：实时采集温室内的温度数据，并进行显示。
（2）温度控制模块：根据设定的温度范围，自动调节执行机构的动作，实现温室内的温度控制。
（3）报警模块：当温室内的温度超出设定的范围时，发出报警提示。
（4）通信模块：实现与上位机的数据交换，便于远程监控和操作。
三、系统实现1.硬件连接将温度传感器、执行机构、PLC控制器和通信模块按照设计要求进行连接。
其中，温度传感器和执行机构与PLC控制器之间的连接采用模拟量输入输出模块。
2.软件编程（1）温度监测程序：编写程序实现温度数据的实时采集和显示。
（2）温度控制程序：编写程序实现根据设定的温度范围自动调节执行机构的动作。
（3）报警程序：编写程序实现当温室内的温度超出设定的范围时，发出报警提示。
（4）通信程序：编写程序实现与上位机的数据交换。
3.系统调试（1）检查硬件连接是否正确，确保各个设备正常工作。
（2）运行软件程序，观察温度监测、控制、报警等功能是否正常。
（3）进行远程监控和操作，检验通信模块是否正常工作。
基于单片机的温度控制系统设计原理
基于单片机的温度控制系统设计原理基于单片机的温度控制系统设计概述•温度控制系统是在现代生活中广泛应用的一种自动控制系统。
它通过测量环境温度并对温度进行调节，以维持设定的温度范围内的稳定状态。
本文将介绍基于单片机的温度控制系统的设计原理。
单片机简介•单片机是一种集成电路芯片，具有强大的计算能力和丰富的输入输出接口。
它可以作为温度控制系统的核心控制器，通过编程实现温度的测量和调节功能。
温度传感器•温度传感器是温度控制系统中重要的部件，用于测量环境温度。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。
在设计中，需要选择适合的温度传感器，并通过单片机的模拟输入接口对其进行连接。
温度测量与显示•单片机可以通过模拟输入接口读取温度传感器的信号，并进行数字化处理。
通过数值转换算法，可以将传感器输出的模拟信号转换为温度数值，并在显示器上进行显示。
常见的温度显示方式有数码管和LCD等。
温度控制算法•温度控制系统通常采用PID（比例-积分-微分）控制算法。
这种算法通过比较实际温度和设定温度，计算出调节量，并通过输出接口控制执行机构，实现温度的调节。
在单片机程序中，需要编写PID控制算法，并根据具体系统进行参数调优。
执行机构•执行机构是温度控制系统中的关键部件，用于实际调节环境温度。
常见的执行机构有加热器和制冷器。
通过单片机的输出接口，可以控制执行机构的开关状态，从而实现温度的调节。
界面与交互•温度控制系统还可以配备界面与交互功能，用于设定目标温度、显示当前温度和执行机构状态等信息。
在单片机程序中，可以通过按键、液晶显示屏和蜂鸣器等外设实现界面与交互功能的设计。
总结•基于单片机的温度控制系统设计涉及到温度传感器、温度测量与显示、温度控制算法、执行机构以及界面与交互等多个方面。
通过合理的设计和编程实现，可以实现对环境温度的自动调节，提高生活和工作的舒适性和效率。
以上是对基于单片机的温度控制系统设计原理的简要介绍。
基于PLC的温度控制系统的设计
1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类平常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合，及时准确获得目的的温度、湿度信息是十分重要的。
近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，可以在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容重要是运用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运营指示灯监控实时控制系统的运营，实时显示当前温度值。
1.3 设计目的通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完毕工程项目中所应具有的基本素质和规定。
培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，合用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运营中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。
S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中涉及定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。
S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
单片机温度控制系统设计及实现
单片机温度控制系统设计及实现温度控制是很多自动化系统中的重要部分，可以应用于许多场景，如家用空调系统、工业加热系统等。
本文将介绍如何利用单片机设计和实现一个简单的温度控制系统。
一、系统设计1. 硬件设计首先,我们需要选择合适的硬件来搭建我们的温度控制系统。
一个基本的温度控制系统由以下几个组件组成：- 传感器：用于检测环境的温度。
常见的温度传感器有热敏电阻和温度传感器。
- 控制器：我们选择的是单片机，可以根据传感器的读数进行逻辑判断，并控制输出的信号。
- 执行器：用于根据控制器的指令执行具体的动作，例如开启或关闭空调。
2. 软件设计温度控制系统的软件部分主要包括，传感器读取、温度控制逻辑和执行器控制。
我们可以使用C语言来编写单片机的软件。
- 传感器读取：通过串口或者模拟输入端口来读取传感器的数据，可以利用类似的库函数或者自己编写读取传感器数据的函数。
- 温度控制逻辑：根据读取到的温度值，判断当前环境是否需要进行温度调节，并生成相应的控制信号。
- 执行器控制：将控制信号发送到执行器上，实现对温度的调节。
二、系统实施1. 硬件连接首先，将传感器连接到单片机的输入端口，这样单片机就可以读取传感器的数据。
然后，将执行器连接到单片机的输出端口，单片机可以通过控制输出端口的电平来控制执行器的开关。
2. 软件实现编写单片机的软件程序，根据前面设计的软件逻辑，实现温度的读取和控制。
首先，读取传感器的数据，可以定义一个函数来读取传感器的数据并返回温度值。
其次，根据读取到的温度值，编写逻辑判断代码，判断当前环境是否需要进行温度调节。
如果需要进行温度调节，可以根据温度的高低来控制执行器的开关。
最后，循环执行上述代码，实现实时的温度检测和控制。
三、系统测试和优化完成软硬件的实施之后，需要对温度控制系统进行测试和优化。
1. 测试通过模拟不同的温度情况，并观察控制器的输出是否能够正确地控制执行器的开关。
可以使用温度模拟器或者改变环境温度来进行测试。
基于单片机的温湿度自动控制系统设计
方案 设计
元器件的选择
本次设计的元器件包括 STC89C5单片机、晶体振荡器、 电阻、电容、按键、开关、电 源座、三极管、二极管、蜂鸣 器、传感器、液晶显示屏、继 电器等。
3.系统硬件设计
STC89C52引脚图
1 整体方案设计
整个系统采用STC89C52单片机作为核心器件，与 电阻，电容，晶振等器件，组成了最小的单片机系 统。其它模块都是以单片机最小系统为中心展开的。
2 最小系统模块
STC89C52是一款低电压，高性能的CMOS 8位单 片机，它包含8k字节的可反复擦写的Flash只读程 序存储器（ROM）和256 字节的随机存取数据存 储器（RAM）。
12345678901234567890 22222222233333333334 0123456776543210 EC A 2222222200000000 LC E PPPPPPPPPPPPPPPP AV PSEN 21 LL AAD 01234567 TTN 11111111 PPPPPPPPRESETP30/RXDP31/TXDP32/INT0P33/INT1P34/T0P35/T1P36/WRP37/RDXXG 01234567890 123456789 11111111112
我国温湿度测控现状还远远没有工业化，生产实践中仍然存 在着设备配套能力差，环境控制水平落后和软硬件资源无法 共享等不足。
2.系统整体方案设计
设计要求
1）可同时测量温湿度。 2）1602液晶显示屏显示数据。 3）温度和湿度的正常范围都可以通过 按键设置。 4）如果超出正常范围，蜂鸣器会鸣叫 报警 。 5）有相应指示灯指示温湿度过高或过 低。 6）可模拟升温、降温、增湿和除湿过 程，使温湿度保持恒定。
基于单片机的温控系统设计与实现
基于单片机的温控系统设计与实现温控系统是一种可以根据环境温度自动调节设备工作状态的系统。
基于单片机的温控系统是一种利用单片机计算能力、输入输出功能及控制能力，通过传感器获取环境温度信息并实现温度控制的系统。
下面将对基于单片机的温控系统的设计与实现进行详细介绍。
一、系统设计和功能需求：基于单片机的温控系统主要由以下组成部分构成：1.温度传感器：用于获取当前环境温度值。
2.控制器：使用单片机作为中央控制单元，负责接收温度传感器的数据并进行温度控制算法的计算。
3.执行器：负责根据控制器的指令控制设备工作状态，如电风扇、加热器等。
4.显示器：用于显示当前环境温度和控制状态等信息。
系统的功能需求主要包括：1.温度监测：通过温度传感器实时获取环境温度数据。
2.温度控制算法：根据温度数据进行算法计算，判断是否需要调节设备工作状态。
3.设备控制：根据控制算法的结果控制设备的工作状态，如打开或关闭电风扇、加热器等。
4.信息显示：将当前环境温度及控制状态等信息显示在显示器上。
二、系统实现的具体步骤：1.硬件设计：（1）选择适合的单片机：根据系统功能需求选择合适的单片机，通常选择具有较多输入输出引脚、计算能力较强的单片机。
（2）温度传感器的选择：选择合适的温度传感器，常见的有热敏电阻、热电偶、数字温度传感器等。
（3）执行器的选择：根据实际需求选择合适的执行器，如电风扇、加热器等。
（4）显示器的选择：选择适合的显示器以显示当前温度和控制状态等信息，如液晶显示屏等。
2.软件设计：（1）编写驱动程序：编写单片机与传感器、执行器、显示器等硬件的驱动程序，完成数据的读取和输出功能。
（2）设计温度控制算法：根据监测到的温度数据编写温度控制算法，根据不同的温度范围判断是否需要调节设备工作状态。
（3）控制设备的逻辑设计：根据温度控制算法的结果设计控制设备的逻辑，确定何时打开或关闭设备。
（4）设计用户界面：设计用户界面以显示当前温度和控制状态等信息，提示用户工作状态。
智能温控系统的设计和实现
智能温控系统的设计和实现随着科技的不断发展，智能温控系统已经成为了现代生活中不可或缺的一部分。
它能够为我们提供舒适的室内环境，同时也能够帮助我们节约能源。
在本篇文章中，我们将会讨论智能温控系统的设计和实现，并介绍一些相关的技术。
一、智能温控系统的概念智能温控系统是一种基于计算机技术的、能够自动控制室内温度的系统。
它通常由传感器、控制器、执行机构和交互界面等组成。
通过不断地监测室内温度和湿度，系统可以根据设定的温度范围来自动调节制冷或制热设备的运行，从而实现室内温度的自动控制。
智能温控系统除了能够提供舒适的室内环境外，还有以下几个优点:1. 节约能源: 智能温控系统能够根据室内温度自动调节制冷或制热设备的运行，从而避免了过度消耗能源。
2. 提高效率: 智能温控系统可以实现自动控制，减少了人工干预的需要，提高了工作效率。
3. 节省费用: 智能温控系统可以自动根据室内温度和湿度调节制冷或制热设备的运行，可以避免不必要的能源浪费，从而节省了费用。
二、智能温控系统的设计思路在设计智能温控系统时，需要考虑以下几个方面:1. 确定控制策略: 在确定控制策略时，需要考虑到室内和室外的温度变化，还需要考虑到时间因素。
同时，系统还需要根据不同的使用场合进行相应的调整。
2. 选择传感器和执行机构: 传感器是用来检测室内温度和湿度等变量的装置，而执行机构则是用来控制制冷或制热设备的装置。
在选择传感器和执行机构时，需要考虑到其精度、响应速度、稳定性以及价格等因素。
3. 确定交互界面: 交互界面是智能温控系统与用户之间进行交互的途径。
在确定交互界面时，需要考虑到操作简便性、直观性和友好性等因素。
三、智能温控系统的实现在实现智能温控系统时，需要进行以下几个步骤:1. 硬件设计: 首先，需要设计硬件电路，包括传感器电路、控制器电路和执行机构电路等。
这些电路需要根据不同的需求进行相应的调整。
2. 软件编程: 在设计好硬件电路后，需要进行软件编程。
【精品】计算机控制技术课程设计温度控制系统设计
课程设计题目温度控制系统设计学院自动化学院专业自动化专业班级姓名指导教师2014年6月24日课程设计任务书题目：温度控制系统设计要求完成的主要任务:被控对象为电炉，采用热阻丝加热，利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加的电压大小,来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。
可控硅控制器输入为0－5伏时对应电炉温度0－300℃，温度传感器测量值对应也为0－5伏，对象的特性为二阶惯性系统,惯性时间常数为T1＝20秒，滞后时间常数为τ＝10秒。
1）设计温度控制系统的计算机硬件系统，画出框图；2）编写积分分离PID算法程序，从键盘接受K p、T i、T d、T及β的值；3）通过数据分析T i改变时对系统超调量的影响.4）撰写设计说明书。
时间安排:6月9日查阅和准备相关技术资料,完成整体方案设计6月10日—6月12日完成硬件设计6月13日-6月15日编写调试程序6月16日-6月17日撰写课程设计说明书6月18日提交课程设计说明书、图纸、电子文档指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日本次课程设计我设计的题目是温度控制系统。
通过专业课程的学习，我将引入计算机，单片机,传感器，以及PID算法来实现电炉温度的自动控制，完成课程设计的任务.计算机的自动控制是机器和仪表的发展趋势,它不仅解放了劳动力，也比以往的人为监控更准确,更及时。
一旦温度发生变化，计算机监控系统可以立即检测到并通过模拟量数字通道传送到计算机。
计算机接收到信号后通过与给定值进行比较后，计算出偏差，再通过PID控制算法给出下一步将要执行的指令。
最后通过模拟量输出通道将指令传送到生产过程，实现机器仪表的智能控制.本次课程设计用到了MATLAB这一软件，通过编写程序，将被控系统离散化。
再通过MATLAB中的simulink 仿真功能，可以看到随着Ki,Kp，Kd改变波形发生的改变,从而可以通过波形直观地看出PID参数对系统动态性能的影响。
基于PID的温度控制系统设计
基于PID的温度控制系统设计PID（Proportional-Integral-Derivative）是一种常见的控制算法，被广泛应用于各种工业自动化系统中，其中包括温度控制系统。
本文将基于PID算法设计一个温度控制系统。
1.温度控制系统概述温度控制系统是一种典型的反馈控制系统，用于维持系统的温度在预定范围内。
温度传感器将感测到的温度信号反馈给控制器，控制器根据反馈信号与设定的温度进行比较，并根据PID算法计算出控制信号，通过执行器（例如加热器或冷却器）改变环境温度，以使温度保持在设定值附近。
2.PID控制算法原理2.1 比例控制（Proportional Control）比例控制根据设定值与反馈值之间的偏差大小来调整控制信号。
偏差越大，控制信号的改变越大。
比例控制能够快速减小偏差，但无法消除稳态误差。
2.2 积分控制（Integral Control）积分控制通过累积偏差来调整控制信号。
积分控制可以消除稳态误差，但过大的积分参数会引起控制系统的不稳定。
2.3 微分控制（Derivative Control）微分控制根据偏差的变化率来调整控制信号。
微分控制可以快速响应温度的变化，但不适用于快速变化的温度。
3.PID控制器设计PID控制器的输出可以表示为：u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt其中，u(t)为控制器的输出，Kp、Ki、Kd为比例、积分和微分增益，e(t)为温度的偏差，即设定值与反馈值之差，de(t)/dt为温度偏差的变化率。
3.1比例增益的选择比例增益决定了系统对偏差的响应速度。
如果比例增益太大，系统会产生超调现象；如果比例增益太小，系统的响应速度会变慢。
因此，在实际应用中需要通过试验来选择合适的比例增益。
3.2积分时间的选择积分时间决定了系统对稳态误差的补偿能力。
如果积分时间太大，系统对稳态误差的补偿能力会增强，但会导致系统的响应速度变慢，甚至产生振荡现象；如果积分时间太小，系统对稳态误差的补偿能力会减弱。
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计
清华大学毕业设计（论文）题目基于PLC的大棚温度自动控制系统设计系（院）自动化系专业电气工程与自动化班级2009级3班学生姓名雷大锋学号**********指导教师王晓峰职称副教授二〇一三年六月二十日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:年月日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:年月日基于PLC的大棚温度自动控制系统设计摘要大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。
该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。
这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。
关键词：大棚，温度控制，PLCThe Automatic Greenhouse Temperature ControlSystem Based on PLCAbstractThe system is a way to providing the best conditions to plants and promoting them growth very well ,avoiding the bad weather and effect of seasons outside the shed .This system uses FX2N series PLC as the next machine and PC as upper machine, using the Mitsubishi D-720 general frequency Manager. The sensor of temperature, humidity and light collecting scene signal, these simulation volumes are turned into digital signal by PLC, then compared with the setting value. At last, the PLC disposes of them, then contorts with wind machine, covering Yin curtain. According to the actual measured value of each sensor and the value determined in advance about greenhouse environmental factors. This system can suitable for the automation and mass production, the laboring productivity has been increasing by a wide margin through changing the target value of greenhouse environment, and we can control the greenhouse temperature automatically.Key words: greenhouse, temperature control, PLC目录第一章绪论 (1)1.1 大棚温度控制系统发展背景及现状 (1)1.2 大棚温度控制系统研究目的及意义 (2)第二章系统概述 (3)2.1 系统设计任务 (3)2.2 系统技术介绍 (3)2.2.1 传感技术 (3)2.2.2 PLC (4)2.2.3 上位机 (5)2.3 系统工作原理 (5)2.4小结 (7)第三章硬件部分设计 (8)3.1 环境调控系统 (8)3.2 传感器的选择 (10)3.3 系统硬件接线图 (12)3.3.1 系统主电路设计 (12)3.3.2 系统其他部分电路设计 (14)3.3.3 PLC部分电路设计 (15)3.4小结 (16)第四章软件设计 (17)4.1 PLC的I/O分布图 (17)4.2 系统程序 (18)4.2.1 系统温度PID调节程序 (18)4.2.2 系统主程序 (18)4.3 小结 (19)第五章结论 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)第一章绪论1.1 大棚温度控制系统发展背景及现状如今塑料大棚、日光温室逐渐成为我国设施结构的主要结构类型。
室内温度自动控制系统的设计
室内温度自动控制系统的设计王飞腾【摘要】随着社会的发展和科技的进步，计算机技术在室内温度自动控制系统中得到了广泛的应用，人们越来越多地采用计算机技术来实现室内温度的自动控制。
计算机技术的不断进步与创新，为计算机控制系统带来了巨大的变革，室内温度自动控制系统的设计也达到了一定的水平高度。
本文对计算机控制系统进行了阐述，并介绍了一种室内温度自动控制系统，还对其系统应用进行了说明。
%Along with the development of society and the progress of science and technology,automatic control in the indoor temperature system in computer technology has been widely used,more and more people use the computer technology to realize the automatic control of the room temperature.Continuous improvement and innovation of computer technology,has brought great changes to the computer control system,automatic control system design of the indoor temperature has reached a certain level.This paper discusses the computer control system,and introduces an automatic control system for the indoor temperature,but also to the application of system are described.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2014(000)022【总页数】3页(P26-27,3)【关键词】室内温度;自动控制;软件设计【作者】王飞腾【作者单位】陕西国防工业职业技术学院，710302【正文语种】中文温度是各类行业中控制生产的重要的参数指标。
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。
室内温度自动控制系统的设计
室 内温度 自动 控 制 系 统 的设 计 ①
孙季 韦 （ 陕西省 理工学校 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ）
摘 要： 在现 代人 类的生活环境 中， 温 湿度扮 演着极其 重要的 角色。 实现 室 内温度控 制对人 们的生 产生活有 着十 分重要 的意 义。 文章 在 低 成本 、 易 实现 的 原则下设 计 了一 个 简单 的室 内温 度控 制 系统 ， 并在 实践 生产 中得 到了应 用。 关键词 ： 室内 温度 自动控制 中图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ３ ７ ９ １ ． （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ （ ｂ ） 一０ ０ ０ ２ — ０ ２ 在现 代人类 的生活环境 中 ， 温 湿 度 扮 的生 产 生 活 有 着 十 分 重 要 的 意 义 。 演着极 其重要的角色 。 在 人们 的 生 产 生 活
（ ４） 硬件 成 本 ≤３ ０ ０ ０ 元。
断， 手动 调 节温 室 内环 境 。 但 这 种控 制 方 式
的 劳 动 生 产率 较 低 ， 并 不 能 实现 室 内 温 度
的 自动 控 制 。
（ ２ ） 自动控 制 。 这 种 控 制 系统 需 要 计 算
机 根 据 传 感 器的 实 际 测 量 值 与 温控 系统 事
先 设 定 的 目标 值 进 行 比较 ， 有 计 算 机 完 成 室 内温 度 的控 制 过 程 。 计 算 机 自动 控 制 的
温 室 控 制 技 术 实 现 了 自动 化 控 制 。 但 由于 计 算 机 自动 控 制 的 实 现 方 式 有 很 多 种 形
式， 所 以 要根 据 设 计 要 求 及 经 费 预 算 选 择
水温自动控制系统毕业设计论文
水温自动控制系统毕业设计论文摘要本文设计了一种水温自动控制系统，用于控制水温自动调节和保持。
该系统基于单片机控制技术，具有灵活、精度高、稳定性好等优点，并且适用于各种大中小型水族箱的水温控制。
首先，本文分析了水温控制系统的原理和工作原理，讨论了其执行机理和功能。
其次，通过阐述硬件设计，包括测温原理、传感器选择、控制器密度和其他电路部分等。
在软件设计方面，本文采用C语言编程，实现了自动监测水温变化、自动开关附加加热器和调整温度等功能，并且采取多重保护措施，保证了该系统的安全性和稳定性。
最后，本文通过实验验证了该系统的可行性和实用性，在保证了水族箱内水体温度稳定的基础上，实现了节能和自动化控制的优势，为水族箱饲养提供了一定的实用性支持。
关键词：水温自动控制；水温计；单片机；附加加热器；C语言编程；节能。
AbstractThis paper designs a water temperature automatic control systemfor automatic regulation and maintenance of water temperature. Based on the single-chip control technology, the system has the advantages of flexibility, high accuracy and good stability, and is suitable for controlling the water temperature of various large,medium and small aquariums.Firstly, the principle and working principle of the water temperature control system are analyzed, and its executing mechanism and function are discussed. Secondly, by elaborating on hardware design, including temperature measurement principle, sensor selection, controller density and other circuit parts, and in software design, the paper adopts C language programming to achieve automatic monitoring of water temperature changes, automatic switching of additional heaters and adjusting temperatures, and takes multiple protection measures to ensure the safety and stability of the system.Finally, the feasibility and practicality of the system are verified through experiments, which has the advantages of energy saving and automatic control, and provides practical support for the breeding of aquariums by ensuring the stability of water temperature.Keywords：water temperature automatic control；thermometer；single-chip；additional heater；C language programming；energy saving.。
基于FPGA的智能温度控制系统的设计
基于FPGA的智能温度控制系统的设计智能温度控制系统是一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的系统，旨在实现对温度的精确控制和自动调节。
随着科技的进步和人们对舒适生活的不断追求，温度控制在日常生活和工业生产中变得越来越重要。
传统的温度控制方法常常需要人工干预和手动调节，效率低下且容易产生误差。
因此，开发一种智能温度控制系统来解决这些问题变得至关重要。
本文的目的是设计一种基于FPGA的智能温度控制系统，通过使用FPGA的高度可编程性和强大的实时处理能力，实现对温度的准确测量、控制和调节。
同时，系统将具备智能化的特点，能够根据预设的温度范围和环境条件，自动调节温度并保持在合适的水平。
通过该系统的应用，可以提高温度控制的精确性和效率，提供更加舒适和节能的环境。
本文的框架将按照以下顺序展开：首先，介绍智能温度控制系统的基本原理和架构；然后，详细阐述FPGA在温度控制系统中的应用；接着，说明设计过程中的关键问题和解决方法；最后，对系统进行性能测试和实验验证，并对结果进行分析和讨论。
通过这些内容的阐述，旨在为读者提供有关基于FPGA的智能温度控制系统设计的全面参考，为今后的研究和应用奠定基础。
本文所提出的基于FPGA的智能温度控制系统设计具有一定的创新性和实用性，有望在温度控制领域产生积极的影响。
本文详细描述了基于FPGA的智能温度控制系统的设计过程，包括硬件和软件设计。
硬件设计硬件设计是构建基于FPGA的智能温度控制系统的关键步骤。
以下是硬件设计的主要内容：温度传感器：选择合适的温度传感器，例如热敏电阻或数字温度传感器。
将温度传感器与FPGA连接，以实时获取温度数据。
温度控制器：设计一个可调节的温度控制系统，可以根据测量到的温度对输出进行调整。
使用FPGA内部逻辑和外部元件（如开关和继电器）来实现温度控制功能。
显示界面：设计一个用户友好的显示界面，用于显示当前的温度和控制系统的状态。
可以使用液晶显示屏或LED显示器等显示设备。
基于AT89C52单片机温度控制系统的设计
基于AT89C52单片机温度控制系统的设计一、本文概述本文旨在介绍一种基于AT89C52单片机的温度控制系统的设计。
随着工业自动化和智能家居的快速发展，温度控制成为了许多应用场景中不可或缺的一部分。
AT89C52单片机作为一种常用的低功耗、高性能的微控制器，在温度控制系统中具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍该系统的设计思路、硬件组成、软件编程以及实际应用效果，为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考。
本文将概述温度控制系统的基本原理和重要性，阐述为何选择AT89C52单片机作为核心控制器。
接着，将详细介绍系统的硬件设计，包括温度传感器、执行器、显示模块等关键部件的选型与连接。
在软件编程方面，将阐述如何通过编程实现温度的采集、处理、显示和控制等功能。
还将探讨系统的稳定性、可靠性和安全性等方面的问题，并提出相应的解决方案。
本文将展示该温度控制系统的实际应用效果，通过实例分析其在不同场景中的表现，进一步验证系统的可行性和实用性。
本文的研究成果将为基于AT89C52单片机的温度控制系统设计提供有益的参考和指导，有助于推动相关领域的技术进步和应用发展。
二、系统硬件设计在设计基于AT89C52单片机的温度控制系统时，硬件设计是关键环节。
整个系统硬件主要包括AT89C52单片机、温度传感器、显示模块、控制执行机构以及电源模块等部分。
AT89C52单片机作为系统的核心，负责接收温度传感器的信号，进行数据处理，并根据预设的温度阈值发出控制指令。
AT89C52是一款8位CMOS微控制器，具有高性能、低功耗、高可靠性等特点，非常适合用于此类温度控制系统中。
温度传感器是系统的感知元件，用于实时采集环境温度信息。
在本设计中，我们选用了DS18B20数字温度传感器，它可以直接输出数字信号，简化了与单片机的接口电路，提高了系统的抗干扰能力。
显示模块负责将当前温度以及设定温度显示出来，方便用户查看。
我们采用了LCD1602液晶显示屏，它可以清晰地显示数字和字母，而且功耗低，寿命长。
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计温度控制系统是现代生活中不可或缺的一部分，常见于家庭的的空调、电饭煲、烤箱等家用电器，以及工业生产中的各种自动化设备。
本文基于单片机设计针对室内温度控制系统的实现方法进行说明，包括温度采集、温度控制器的实现和人机交互等方面。
一、温度采集温度采集是温度控制系统的核心部分。
目前比较常见的温度采集器主要有热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器。
在本文中我们以半导体温度传感器为例进行说明。
常见的半导体温度传感器有DS18B20、LM35等，本次实验中采用DS18B20进行温度采集。
DS18B20是一种数字温度传感器，可以直接与单片机通信，通常使用仅三根导线连接。
其中VCC为控制器的电源正极，GND为电源负极，DATA为数据传输引脚。
DS18B20通过快速菲涅耳射线（FSR）读取芯片内部的温度数据并将其转换为数字信号。
传感器能够感知的温度范围通常为-55℃至125℃，精度通常为±0.5℃。
为了方便使用，DS18B20可以通过单片机内部的1-Wire总线进行控制和数据传输。
具体实现方法如下：1.首先需要引入相关库文件，如：#include <OneWire.h> //引用1-Wire库#include <DallasTemperature.h> //引用温度传感器库2.创建实例对象，其中参数10代表连接传感器的数字I/O引脚：OneWire oneWire(10); //实例化一个1-Wire示例DallasTemperature sensors(&oneWire); //实例化一个显示温度传感器示例3.在setup中初始化模块：sensors.begin(); // 初始化DS18B204.在主循环中，读取传感器数据并将温度值输出到串口监视器：sensors.requestTemperatures(); //请求温度值float tempC = sensors.getTempCByIndex(0); // 读取温度值Serial.println(tempC); //输出温度值二、温度控制器的实现温度控制器是本次实验的关键部件，主要实现对温度的控制和调节，其基本原理是根据温度变化情况来控制输出电压或模拟脚电平，驱动继电器控制电器设备工作。
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毕业设计论文题目:温度自动控制系统的设计院(部)名称:电气信息工程学院学生姓名:专业:学号 :指导教师姓名:论文提交时间:论文答辩时间:学位授予时间:摘要随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。
本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。
阐述了以AT89C52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。
主要组成部分：AT89C52单片机、温度传感器、显示电路、温度控制电路。
它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。
而且设有超温报警程序。
测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，大幅提高了被控温度的技术指标。
温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。
文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测与温度控制电路。
单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。
关键词：温度自动控制，AT89C52，DS18B20，PIDABSTRACTWith the development of science and technology, temperature is used to be controlled parameter in industrial production. Controlling controlled parameter by microcontroller has been main trend in today's society. This paper introduces the design of digital temperature measurement and automatic control system .It consists of AT89C52 microcontroller, temperature sensor, show circuit and temperature control circuit. It is able to display and set temperature in real-time. The purpose is to achieve the control of temperature. Besides, it has over- temperature alarm program. Tests show that this design not only controls temperature conveniently and simply but also improve the technical indicators of controlled temperature greatly. With as the core of microcontroller, this design achieves the control of temperature. Temperature signal is collected by temperature chip DS18B20 and transmitted to microcontroller in the form of digital signal. This paper introduces the hardware of the system including temperature detection and temperature control circuit. Microcontroller achieves the purpose of temperature control by processing sign correspondingly.KEY WORDS:automatic temperature control, AT89C52 , DS18B20, PID目录前言 (1)1 系统总体设计 (2)1.1系统设计任务与要求 (2)1,11 重点研究内容 (2)1.12 实现途径及方法 (2)1.2 系统总体方案设计 (2)2 系统硬件各功能模块的设计 (5)2.1主控模块的设计 (5)2.1.1 AT89C52单片机简介 (5)2.1.2 温度传感器的选择 (6)2.1.3复位和时钟电路的设计 (9)2.1.4 温度采集电路 (10)2.1 人机接口设计 (11)2.11 键盘的设计 (11)2.12 显示电路的设计 (11)3 软件设计 (13)3.1主程序模块 (13)3.2数据采集和显示模块 (14)3.3输入模块 (21)4 PID控制和参数整定 (24)4.1 PID调节器控制原理 (24)4.2 PID控制的分类 (25)4.3 数字PID参数的整定 (26)4.3.1 采样周期选择的原则 (27)4.3.2 PID参数对系统性能的影响 (27)4.4 PID计算程序 (28)5 仿真 (36)5.1 PROTEUS软件简介 (36)5.2仿真 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)附录1：源程序 (40)附录2：原理图 (45)附录3：英文原文 (46)附录4：中文译文 (54)前言温度是表征物体冷热程度的物理量。
在很多生产过程中，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。
将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。
但随之而来的是巨额的成本。
在很多的小型系统中，处理机的成本占了系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
1 系统总体设计1.1系统设计任务与要求该温度自动控制系统采用AT89C52单片机为主控芯片，传感器采用数字温度传感器DS18B20，实现对温度的检测和控制。
主要技术指标：可检测的范围为-55℃—+125℃。
该温度自动控制系统由温度信号采样电路，键盘及显示电路，温度控制电路，报警电路，时钟信号电路等构成，并运用PID算法进行温度控制和调整。
根据设计任务，详细分析温度自动控制系统的设计需求，并进行软硬件的总体设计。
由键盘电路输入设定温度信号给单片机，温度信号采集电路采集现场温度信号给单片机，单片机根据输入与反馈信号的偏差进行PID计算，输出反馈量给温度控制电路，实现升温。
显示电路实现现场温度的实时监控。
设计人员需完成全部硬件和软件的设计，并利Proteus仿真软件对设计结果进行验证。
1,11 重点研究内容本设计包括硬件设计和软件设计。
硬件设计主要包括温度信号采样电路，键盘及显示电路，温度控制电路，报警电路，时钟信号电路等，其中硬件设计重点是键盘及显示电路和温度控制电路。
软件设计主要完成系统初始化、键盘处理子程序、DS18B20和lcd1602的子程序设计、PID计算子程序等工作。
1.12 实现途径及方法本系统主要通过资料查找、系统需求分析、系统总体设计，软硬件总体设计、详细的软件与硬件设计、系统仿真与调试、资料整理等步骤来完成。
本系统利用Protel软件完成硬件电路设计工作，利用Keil51软件完成系统控制软件的编译调试工作，通过Proteus软件完成所有功能模块的电路仿真。
1.2 系统总体方案设计在这个系统中我们从性能及设计成本考虑,我们选择AT89C52芯片。
AT89C52的广泛使用，使单片机的价格大大下降。
目前，AT89C52的市场零售价已经低于8255、8279、8253、8250等专用接口芯片中的任何一种；而AT89C52的功能实际上远远超过以上芯片。
因此，如把AT89C52作为接口芯片使用，在经济上是合算的。
在温度传感器的选择上我们采用温度芯片DS18B20测量温度。
该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，且此元件线形较好。
在0—1000C时，最大线形偏差小于10C。
该芯片直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。
本制作的最大特点之一就是直接采用温度芯片对温度进行测量，使数据传输和处理简单化。
采用温度芯片DS18B20测量温度，体现了作品芯片化的这个趋势。
部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。
而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。
本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。
对于温度的调节系统，我们采用的只是简单的升温方法，当温度低于我们设定的最低温度值时，则单片机系统控制加热装置产生热量来提高温度。
在这个过程中，我们通过单片机将传感器所测量出来的温度通过LCD1602可以显示出来。
这样就能实时显示温度情况。
本设计采用了PID控制。
在工程实际中，PID控制器以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型，控制理论的其他技术也难以采用，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定时，应用PID控制技术最为方便。
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时问和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
温度自动控制系统原理框图如图1-1所示：图1.1 温度自动控制系统原理框图2 系统硬件各功能模块的设计2.1主控模块的设计2.1.1 AT89C52单片机简介AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系可编程Flash 存储器。