远程温度采集与显示系统设计

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基于无线技术远程温度监测系统的设计

基于无线技术远程温度监测系统的设计
201 4
仪 表 技 术 与 传 感 器
I n s t r u me n t T e c h n i q u e a n d S e n s o r
2 01 4
No . 2
第 2期
基 于无 线技 术 远 程温 度 监测 系统 的设 计
李建 文 , 郑 义 , 王 跃 , 李峻翔 , 赵 玲
U J i a n — w e n - - , Z HE NG Yi , W ANG Yu e , I J I J u n — x i a n g , Z HAO L i n g
( 1 . S c h o M o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g , T i a n j i n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , T i a n j i n 3 0 0 1 6 1 , C h i n a ; 2 . D e p a r t me n t o f Au t o mo t i v e E n g i n e e i r n g , Mi l i t a r y T r a n s p o r t a t i 0 n U n i v e r s i t y , T i a n j i n 3 0 0 1 6 1 , C h i n a )
( 1 . 天津理工大学 自动化学院 , 天津 3 0 0 1 9 1 ; 2 . 中国人 民解放军军事交通学 院汽 车工 程系 , 天津 3 0 0 1 6 1 )
摘要: 传统温度测量往往受到环境温度 、 地形 条件 的限制 , 为 了解决传统测 量方式存在 的弊端 , 设计 了一种基 于无线
系统具有成本低 、 可靠性 高的优 点, 并且可以将温度数据存入数 据库 , 便 于进行 温度 的长期监测和 整体 分析 。

远程多路温度采集系统设计精选全文

远程多路温度采集系统设计精选全文
可编辑修改精选全文完整版
毕业设计任务书
题 目
远程多路温度采集系统设计
学生姓名
学号
班级
专业
电子信息工程
承担指导任务单位
导师
姓名
导师
职称
一、主要内容
系统以STC89C53单片机作为主控芯片,主要包括:温度采集模块、中央处理模块、温度显示模块和无线传输模块。系统将当前多路温度值通过无线发送到接收端显示,实时远程监测工作环境温度。
5. 论文正文不少于1.5万字,查阅文献资料不少于15篇,其中外文文献2篇以上,翻译与课题有关的外文资料不少于3000汉字。
四、应收集的资料及参考文献
C语言开发
关于STC89系列相关单片机开发文档。
相关传感和显示器件使用手册和接口电路
电机驱动模块。
五、进度计划
第1周——第2周 调研、收集材料,完成开题报告;
二、基本要求
1.系统硬件电路的设计,能实现温度巡回检测,并将温度通过无线传送到接收端;
2.单片机的程序设计,画出程序流程图,源代码编写;
3.提出系统设计框图,提出相应的解决方案。
三、主要技术指标(或研究方法)
1. 电压直流5V,工作电流小于500mA。
2、完成主要功能
3. 电路原理图
4. 使用说明书撰写
第3周----第4周 分析、确定周---第15周 撰写论文;
第16周完善论文,答辩。
教研室主任签字
时 间
年 月 日

远程多点温度采集系统的设计

远程多点温度采集系统的设计
计算机 光 盘软件 与 应用
2 1 第 i 期 0 2年 1 1 C m u e D S f w r n p l c t o s o p tr C o t a e a d A p ia in 软件设计开发
远程多点温度采集系统的设计
张 风 娟
(巴陵石化职工培 训学校 ,湖南岳 阳
P. ( 合 W 2 结 7 R或 R )选 通芯 片 。模拟 输 入通 道地 址 的译码 输 D 入信 号 A、B 、C,由低位 地 址线 P . O 0 ~P . O 2经锁 存器 后提 供 。 这样 输入 通道 I  ̄ I7的 口地址 为 7 F H~7 F F 而 本 设计 N0 N F8 F F H,
本设 计的温度检测范 围属 于低温 ,采用集 成温度传感器
A 9 ,其工 作温 度 范围 为.5 5 ℃ 。它 能把 温度 信号 转换 为 D50 5  ̄10
P S
O£

与 温 度成 比例 的 电流信 号 , 再通 过 O 0 对 电流作加 法运 算 , P7 在 运 放输 出端 可得 到合适 的 电压信 号 ,作 为 AD转 换 器 的输入 。 / AD转 换器 的种 类 很多 ,本 设计 选用 8 通用 型 A 00 。 / 位 DC 89 AD 0 O 出 8 二进 制数 ,片 内有三态 输 出锁存 器 ,因此 与 8 C 89输 位 位机 的连 接 比较简 便 。 将 A D 转换 器作 为 8 3 / 0 1的一个扩 展 I 口 ,用高位 地址 线 1 0
( )硬 件合 成 二
串行传输 。P 机通过串行通信向下位机发布数据传送命令,完 C
成数 据 处理 存储 、显示及 历 史查询 。 系 统 的硬件 构成 Wi环 境 下远程 多 点温度 数据 采集 系统 框 图如 图 1 示 。 n 所 系

基于DS18B20的温度采集显示系统的设计

基于DS18B20的温度采集显示系统的设计

目录1.引言 (1)1.1绪论 (1)1.2课程设计任务书 (1)2.设计方案 (3)3.硬件设计方案 (3)3.1最小系统地设计 (3)3.2LED发光报警电路 (5)3.3DS18B20地简介及在本次设计中地应用 (5)3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列 (5)3.3.2 DS18B20地工作原理 (6)3.3.3 DS18B20地主要特性 (7)3.3.4 DS18B20地测温流程 (8)3.3.5 DS18B20与单片机地连接 (8)3.4报警温度地设置 (8)3.5数码管显示 (9)3.5.1数码管工作原理 (9)3.5.2数码管显示电路 (10)3.6硬件电路总体设计 (11)4.软件设计方案 (12)4.1主程序介绍 (12)4.1.1主程序流程图 (12)4.1.2主流程地C语言程序 (13)4.2部分子程序 (17)4.2.1 DS18B20复位子程序 (17)4.2.2 写DS18B20命令子程序 (18)4.2.3读温度子程序 (20)4.2.4计算温度子程序 (22)4.2.5显示扫描过程子程序 (23)5.基于DS18B20地温度采集显示系统地调试 (25)6.收获和体会 (27)7.参考文献 (27)1.引言1.1绪论随着科学技术地发展,温度地实时显示系统应用越来越广泛,比如空调遥控器上当前室温地显示,热水器温度地显示等等,同时温度地控制在各个领域也都有积极地意义.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点,而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.本文介绍了基于DS18B20地温度实时采集与显示系统地设计与实现.设计中选取单片机AT89C51作为系统控制中心,数字温度传感器DS18B20作为单片机外部信号源,实现温度地实时采集.并且用精度较好地数码管作为温度地实时显示模块.利用单片机程序来完成对DS18B20与AT89C51地控制,最终实现温度地实时采集与显示.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点,而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.1.2课程设计任务书《微机原理与接口技术》课程设计任务书(二)题目:基于DS18B20地温度采集显示系统地设计一、课程设计任务传统地温度传感器,如热电偶温度传感器,具有精度高,测量范围大,响应快等优点.但由于其输出地是模拟量,而现在地智能仪表需要使用数字量,有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机,由于要将模拟量转换为数字量,其实现环节就变得非常复杂.硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器,放大器等,结构庞大,安装困难,造价昂贵.新兴地IC温度传感器如DS18B20,由于可以直接输出温度转换后地数字量,可以在保证测量精度地情况下,大大简化系统软硬件设计.这种传感器地测温范围有一定限制(大多在-50℃~120℃),多适用于环境温度地测量.DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器,只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量.本课题要求设计一基于DS18B20地温度采集显示系统,该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块(可用数码管或液晶显示)和键盘输入模块及报警模块.所设计地系统可以从键盘输入设定温度值,当所采集地温度高于设定温度时,进行报警,同时能实时显示温度值.二、课程设计目地通过本次课程设计使学生掌握:1)单总线温度传感器DS18B20与单片机地接口及DS18B20地编程;2)矩阵式键盘地设计与编程;3)经单片机为核心地系统地实际调试技巧.从而提高学生对微机实时控制系统地设计和调试能力.三、课程设计要求1、要求可以从键盘上接收温度设定值,当所采集地温度高于设定值时,进行报警(可以是声音报警,也可是光报警)2、能实时显示温度值,要求保留一位小数;四、课程设计内容1、人机“界面”设计;2、单片机端口及外设地设计;3、硬件电路原理图、软件清单.五、课程设计报告要求报告中提供如下内容:1、目录2、正文(1)课程设计任务书;(2)总体设计方案(3)针对人机对话“界面”要有操作使用说明,以便用户能够正确使用本产品;(4)硬件原理图,以便厂家生成产(可手画也可用protel软件);(5)程序流程图及清单(子程序不提供清单,但应列表反映每一个子程序地名称及其功能);(6)调试、运行及其结果;3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分,从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分,其所占比例分别为20%、40%、40%.2.设计方案本次地课题设计要求是基于DS18B20地温度采集显示系统,该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块和键盘输入模块及报警模块.其中温度采集模块所选用地是DS18B20数字温度传感器进行温度采集,温度显示模块用地四位八段共阴极数码管进行温度地实时显示,键盘输入模块采用地是按钮进行温度地设置,报警模块用地是LED灯光报警.具体方案见图2-1.图2-1 总体设计方案3.硬件设计方案3.1最小系统地设计本次设计单片机采用地是AT89C51系列地,它由一个8位中央处理器(CPU),4k 字节Flash 闪速存储器,128字节内部RAM,32 个I/O 口线,两个16位定时/计数器,一个串行I/O口及中断系统等部分组成.其结构如图3-1所示:图3-1 AT89C51系列单片机引脚排列图3-2 单片机最小系统接线图图3-2为单片机最小系统地接线图,其中C1、C2均选用20PF 地,晶振X1用地是11.0592MHZXTAL1XTAL2 RST EA地.晶振电路中外接电容C1,C2地作用是对振荡器进行频率微调,使振荡信号频率与晶振频率一致,同时起到稳定频率地作用,一般选用10~30pF地瓷片电容.并且电容离晶振越近越好,晶振离单片机越近越好.晶振地取值范围一般为0~24MHz,常用地晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz 等.晶振地振荡频率直接影响单片机地处理速度,频率越大处理速度越快.图3-2中C3,R1及按键构成了最小系统中地复位电路,本次设计选择地是手动按钮复位,手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平.一般采用地办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮.当人为按下按钮时,则Vcc地+5V电平就会直接加到RST端.由于人地动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒,所以,完全能够满足复位地时间要求.在单片机最小系统中还要将EA地非接高电平,如图3-2也有体现出来.3.2 LED发光报警电路P1.7图3-3 LED发光报警电路图3-3为LED报警电路地接法,其中一根线接单片机地8号P1.7口,另外一根接地.当温度超过预设温度值时LED灯被接通发光报警.3.3 DS18B20地简介及在本次设计中地应用3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列DS18B20地管脚排列如图3-4所示:DS18B20引脚定义:(1)DQ为数字信号输入/输出端;(2)GND为电源地;(3)VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)图3-4 DS18B20地引脚排列及封装3.3.2 DS18B20地工作原理DS18B20地读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到地温度值地位数因分辨率不同而不同,且温度转换时地延时时间由2s减为750ms. DS18B20测温原理如图3-5所示.图中低温度系数晶振地振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率地脉冲信号送给计数器1.高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变,所产生地信号作为计数器2地脉冲输入.计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应地一个基数值.计数器1对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行减法计数,当计数器1地预置值减到0时,温度寄存器地值将加1,计数器1地预置将重新被装入,计数器1重新开始对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2计数到0时,停止温度寄存器值地累加,此时温度寄存器中地数值即为所测温度.图中地斜率累加器用于补偿和修正测温过程中地非线性,其输出用于修正计数器1地预置值.图3-5 DS18B20测温原理图3.3.3 DS18B20地主要特性(1)适应电压范围更宽,电压范围:3.0~5.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电;(2)独特地单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20地双向通讯;(3)DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一地三线上,实现组网多点测温;(4)DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管地集成电路内;(5)温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃;(6)可编程地分辨率为9~12位,对应地可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温;(7)在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快;(8)测量结果直接输出数字温度信号,以"一线总线"串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强地抗干扰纠错能力;(9)负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作.3.3.4 DS18B20地测温流程图3-6 DS18B20地测温流程图3.3.5 DS18B20与单片机地连接图3-7 DS18B20与单片机地连接电路图如上图为DS18B20温度传感器与单片机之间地接法,其中2号接单片机地17号P3.7接口.DS18B20通过P3.7口将采集到地温度实时送入单片机中.3.4 报警温度地设置P2.5 P2.6 P2.7P3.7图3-8 报警温度地设置电路图3-8为报警温度地设置电路,其中K1,K2,K3分别接到单片机地P2.5,P2.6,P2.7口.其中K1用于报警温度设定开关,K2用于报警温度地设置时候地加温度(每次加一),K3用于报警温度地设置时地减温度(每次减一).实现了报警温度地手动设置.3.5 数码管显示3.5.1数码管工作原理图3-9 数码管地引脚排列及结构图3-9为数码管地外形及引脚排列和两种接法(共阴极和共阳极)地结构图.共阳极数码管地8个发光二极管地阳极(二极管正端)连接在一起.通常,公共阳极接高电平(一般接电源),其它管脚接段驱动电路输出端.当某段驱动电路地输出端为低电平时,则该端所连接地字段导通并点亮.根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时,要求段驱动电路能吸收额定地段导通电流,还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.共阴极数码管地8个发光二极管地阴极(二极管负端)连接在一起.通常,公共阴极接低电平(一般接地),其它管脚接段驱动电路输出端.当某段驱动电路地输出端为高电平时,则该端所连接地字段导通并点亮,根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时,要求段驱动电路能提供额定地段导通电流,还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.要使数码管显示出相应地数字或字符,必须使段数据口输出相应地字形编码.字型码各位定义为:数据线D0与a字段对应,D1与b字段对应……,依此类推.如使用共阳极数码管,数据为0表示对应字段亮,数据为1表示对应字段暗;如使用共阴极数码管,数据为0表示对应字段暗,数据为1表示对应字段亮.如要显示“0”,共阳极数码管地字型编码应为:11000000B(即C0H);共阴极数码管地字型编码应为:00111111B(即3FH).依此类推,可求得数码管字形编码如表3-5所示.表3-5数码管字符表显示地具体实施是通过编程将需要显示地字型码存放在程序存储器地固定区域中,构成显示字型码表.当要显示某字符时,通过查表指令获取该字符所对应地字型码.3.5.2数码管显示电路图3-10 四位八段数码管动态显示电路图3-10为本次设计所用到地四位八段数码管动态显示,其中段选接到单片机地P0口,位选接到单片机地P2口地低四位.其中P0口也接地有上拉电阻,图中未标示出来,会在下面地总体电路中标示出来.采用地是动态显示方式.3.6 硬件电路总体设计图3-11为本次设计地硬件总体设计图,其中利用K1,K2,K3处进行报警温度地设置,然后有DS18B20进行实时温度采集,并在数码管上同步显示,若采集到地温度达到或者超过预设地报警温度,则LED 灯会发光报警,若低于该报警温度,则不会报警.P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.0 P2.1P2.2 P2.3图3-11 硬件电路总体设计图4.软件设计方案4.1主程序介绍4.1.1主程序流程图本次设计首先对程序进行初始化,然后打开报警温度设定开关,对报警温度进行设定,确认设定值后,DS18B20温度传感器进行温度采集并送入单片机中,单片机将传感器所检测到地温度同步显示在数码管上,并且与设置地报警温度进行比较,若达到或者超过报警温度时,LED灯发光报警,如果没有达到,则继续进行温度采集.图4-1主程序流程图4.1.2主流程地C语言程序main (){ALERT=0。

温度采集电子系统设计报告

温度采集电子系统设计报告

温度采集电子系统设计报告1. 简介本报告介绍了一个温度采集电子系统的设计。

该系统可以实时采集环境温度,并将数据传输到计算机进行处理和显示。

本报告将详细介绍系统的硬件设计和软件实现。

2. 硬件设计2.1 传感器选择为了实时采集温度数据,我们选择了一款精度高、响应快的温度传感器。

该传感器具有数字输出和I2C接口,能够方便地与单片机进行通信。

2.2 单片机选择我们选用了一款功能强大的单片机作为系统的主控芯片。

该单片机具有丰富的外设接口和强大的计算能力,能够满足系统的需求。

同时,该单片机还有丰富的开发资源和社区支持,使得开发过程更加便捷。

2.3 电路设计系统的电路设计主要包括传感器和单片机之间的连接电路和稳压电路。

传感器与单片机的连接采用了I2C接口,通过外部电阻进行电平转换和保护。

稳压电路采用了线性稳压芯片,确保供电电压的稳定性。

3. 软件实现3.1 硬件驱动为了与传感器进行通信,我们编写了相应的硬件驱动程序。

该驱动程序通过配置单片机的I2C接口,实现了与传感器的数据交换和控制。

3.2 数据采集与处理在软件实现中,我们使用了单片机的定时器和ADC模块来定期采集温度数据。

通过ADC转换,我们可以将模拟温度信号转换成数字信号。

随后,我们对这些数据进行滤波和校准,以获取准确的温度值。

3.3 数据传输与显示为了将采集到的温度数据传输到计算机,我们使用了串口通信。

通过配置单片机的UART模块和计算机的串口接口,我们可以实现数据的传输。

在计算机端,我们编写了相应的数据接收和显示程序,实现了温度数据的实时显示。

4. 实验结果与分析经过实验测试,系统能够准确、稳定地采集温度数据,并进行实时显示。

通过与其他温度计的比较,我们发现系统的测量误差在可接受范围内。

系统的响应速度也非常快,能够在短时间内实时更新温度数据。

5. 总结通过设计和实现温度采集电子系统,我们成功地实现了温度数据的实时采集和显示。

该系统具有稳定性高、响应速度快的特点,可以满足实际应用的需求。

远程温度采集系统PPT

远程温度采集系统PPT

硬件设计
总体电路设计
本设计主要由单片机、温度采集器、LED数码管显示等部分组成。
软件部分
甲机程序流程图
通讯程序(发送)
采 集 子 程 序
18B20 初始化
写入
读取
软件部分
甲机参考程序
#include <reg52.h> sbit DQ=P1^1; void display(); unsigned char Init_DS18B20(void); unsigned char ReadOneChar(void); void WriteOneChar( unsigned char dat); unsigned char ReadTemperrature(void); void delay (unsigned char time) { unsigned char n; n=0; while(n<time) n++; return; } unsigned char Init_DS18B20(void) { unsigned char x=0; DQ=1; delay(8); DQ=0; delay(85); DQ=1; delay(14); x=DQ; delay(20); return(x); } //******读取1字节******// unsigned char ReadOneChar(void) { unsigned char i=0; unsigned char dat=0; for(i=8;i>0;i--) { DQ=1; delay(1); DQ=0; dat>>=1; DQ=1;delay(1); if(DQ) dat|=0x80; delay(4); } return (dat); } //********写1字节*********// void WriteOneChar( unsigned char dat) { unsigned char i=0; for(i=8;i>0;i--) { DQ=0;delay(1); DQ=dat&0x01; delay(5); DQ=1;dat>>=1; } delay(4); }

基于ARM的温度采集与显示系统的设计

基于ARM的温度采集与显示系统的设计

关键词 : ARM; 嵌入式系统 ; 晶显示器 ; o t la e 液 B o o d r
中图 分类 号 : 2 4 2 TP 7 . 文 献标 识码 : B 文章 标 识 码 :0 3 74 (0 70 — 1 3 3 10 — 2 12 0 )6 0 2 0
T mp r t r t q ii na d Dipa ig e e a u e DaaAc ust n s lyn i o Sy t m s d o se Ba e nARM
时 , 以使用一 位普通 可
IO /
端I, = 就可驱 动传感 器芯 片。 1
维普资讯
“ 动 技 与 用 07 第2 卷 期 自 化 术 应 》20 年 6 第6
经验 交 流
T ch i aIComm u c i s e l nc niat on
2 系统 总 体 设 计
系统主要 由测 温器件, M控制器 , AR 及显示传送单元三部分 组成 。系统结构如图 1 所示。系统工作原理为 AR 微处理器向 M 温度传感器发出信号, 启动温度传感器采集温度数据 , 温度传感器 采集完一次数据 后, 将模拟数据量转变成 AR 微处理器能识别 M 的数字信号 。 然后 由AR M微处理器根据现场对数据的不 同要求 可以选择两种方式来显示数据。1:L D显示。2:P () C () C机显示。 本系统采用 的核心芯片分别为三 星公 司的 ARM7 DMI T SC40 3 4 B x芯 片作为系统处理器 , DAL A L S公司 的D 1B 0 S 8 2 作为 温度传感器 。LC D采用 3 0 2 0 2 } 4 灰度液晶 。
s C4 0 3 4 B x有 7 2个可用 的 I O 口, / 本系统采用 P7 5引脚来驱动

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)

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

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GSM的远程温度控制系统的设计》范文

《基于GSM的远程温度控制系统的设计》范文

《基于GSM的远程温度控制系统的设计》篇一一、引言随着物联网(IoT)和无线通信技术的飞速发展,远程控制系统的应用越来越广泛。

其中,基于GSM(Global System for Mobile Communications)的远程温度控制系统以其高效、可靠、低成本的特性,被广泛应用于农业、工业、家庭等领域。

本文将详细介绍基于GSM的远程温度控制系统的设计。

二、系统概述基于GSM的远程温度控制系统主要由温度传感器、微控制器、GSM模块、上位机软件等部分组成。

该系统能够实时监测和控制目标环境的温度,通过GSM模块将数据传输到上位机软件,实现远程监控和控制。

三、硬件设计1. 温度传感器:选用高精度的数字温度传感器,能够实时测量环境温度,并将数据传输给微控制器。

2. 微控制器:选用性能稳定、功耗低的微控制器,负责控制温度传感器、GSM模块等设备的工作。

3. GSM模块:选用具有GSM通信功能的模块,实现与上位机软件的通信。

4. 电源模块:为系统提供稳定的电源,保证系统长时间稳定运行。

四、软件设计1. 微控制器程序:负责控制温度传感器、GSM模块等设备的工作,实时采集温度数据,并通过GSM模块将数据发送到上位机软件。

2. 上位机软件:采用C/S或B/S架构,实现远程监控和控制功能。

用户可以通过上位机软件实时查看温度数据、控制加热或制冷设备等操作。

五、系统实现1. 数据采集与传输:微控制器通过温度传感器实时采集环境温度数据,并通过GSM模块将数据发送到上位机软件。

2. 控制指令发送:上位机软件根据用户操作,向微控制器发送控制指令,微控制器根据指令控制加热或制冷设备等操作。

3. 异常处理:系统具有异常处理功能,当温度超出设定范围时,系统会自动启动报警机制,并向用户发送报警信息。

六、系统特点1. 实时性:系统能够实时监测和控制目标环境的温度。

2. 可靠性:采用高精度的数字温度传感器和稳定的微控制器,保证系统长时间稳定运行。

温度自动采集及显示器设计的硬件连接图和程序流程图.doc

温度自动采集及显示器设计的硬件连接图和程序流程图.doc
温度自动采集设计总电路图 热电与 A/D 转换器的连接
BCD 数码管显示电路
多点温度采集主程序流程:
程序开始
系统初始化 温度数据采集
温度数据处理 送数码显示
系统初始化程序: 温度数据采集程序:
数码显示清零 移向主程序入口
程序指向 A/D0809 首地址
读数 存数 启动 A/D 转换
温度数据处理程序:
等待 A/D 转换完毕 数据处理部分
对数据进行标度变换 将百位数据送显示缓冲
将十位数据送显示缓冲
将个位数据送显示缓冲
送数码显示程序: 指向显示缓冲区地址
将所有结果输出显示
取出百位数,利用表格计 算 LED7 段码,并存结果
取出十位数,利用表格计 算 LED7 段码,并存结果
取出个位数,利用表格计 算 LED7 段码,并存结果

毕业设计26浙江理工大学远程温度监控系统设计

毕业设计26浙江理工大学远程温度监控系统设计

摘要本论文对远程温度数据的采集与控制温度进行了详细的阐述。

主要讲述了一个在计算机远程控制下,利用单片机对远程温度进行采集显示并控制温度的增长。

同时通过PC机对PWM波输出进行PID调整。

并给出其软硬件设计及调试。

在论文完成过程中,主要进行了以下工作:1.对系统要求进行分析,并设计系统的整体结构2.把整体细分化,对每个模块进行详细设计3.绘制原理图和PCB图,并制成实验板4.按照硬件电路,编写软件程序5.调试阶段,调试各软、硬件模块,编写测试程序,验证系统的可用性,最后制成系统样机。

本论文主要对远程温度采集与控制系统进行了较详细的阐述。

软件的三大模块:采集模块、PID控制、上下位机通讯,并对主要芯片的使用做了说明。

对硬件电路的数据采集、数据设定及显示部分作较详细的阐述。

介绍了整体硬件的实现方案。

另外,在本文中,还介绍了在绘制原理图和PCB图时所用的工具及需要注意的问题。

例如,电源线、地线等问题,及检查PCB图时所用的高亮度显示的方法。

关键词:温度采集 PID控制上下位机通信Abstract :This study will discuss how to gather three temperature data .This system use the temperature sensor of 7109 .it could gather and keep temperature data . The Computer sets temperature by communicating with SCM.after gathering the temperature date ,it can display the data on the Computer . In the completion of the thesis, I mainly carry through hereinafter job:1.Analyze the requirement of the system, and design the whole structure of the system.2.Subdivide the whole, and design each module in particular3.Protract schematic plot and PCB plot, and crank out experiment board4.Write software procedure according to hardware circuit5.In debugging moment, debug each software and hardware module, write testing procedure, validate the usability of the system, and finally crank out the system sampleThis thesis will discuss the part of long-distance temperature ‘s gathering and contron. The software is set by three part :1.the part of temperature gatering 2.the pid contron munication between computer and scmIn addition, in the text, it also introduces the tools used in protracting schematic plot and PCB plot and the problems required attendant. Such as, power supply wire、ground wire and so on, and the way of highlight display in examining the PCB plot.I hope everybody can present criticisms and point out mistakes so that I can correct in the thesis, hereon, thank especially the tutor who help me accomplish my graduate design.Keywords: temperature gather PID contron communication between compuer and scm目录中英文摘要 (1)第一章概述 (3)1.1 本课题研究背景及意义 (4)1.2本课题的可行性分析 (4)1.3设计要求 (5)1.4预期研究成果......................................................... ..(5) 第二章系统简介 (6)2.1 系统总体方案设计 (6)2.2 硬件各模块的设计 (6)第三章软件开发与调试 (9)3.1软件设计 (9)3.2测量模块程序及框图 (9)3.2.1数据采集子程序 (11)3.2.2温度参数计算子程序 (12)3.2.3PWM波生 (15)3.2.4 下位机通信子程序 (16)3.2.5 状态子程序 (18)3.3 上位机程序设计 (20)第四章调试中出现的问题 (26)结束语 (27)注释、参考文献 (28)附录 (29)第一章概述1.1本课题研究背景及意义现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控制主要应用于工厂中,例如钢铁的水溶温度,不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现,这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。

基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计

基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计

基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计一、概述随着物联网技术的飞速发展,无线传感器网络在工业生产、环境监测、智能农业等领域得到了广泛应用。

温度数据采集作为基础且关键的环境参数之一,对于保障生产安全、提高生产效率、实现智能化管理具有重要意义。

ZigBee技术作为一种短距离、低功耗的无线通信技术,凭借其低成本、易部署、高可靠性等特点,已成为无线传感器网络的主流技术之一。

本文旨在设计一种基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统。

该系统利用ZigBee无线传感器网络采集环境温度数据,通过数据传输和处理,实现对温度信息的实时监测和分析。

系统设计注重实用性和可靠性,力求在保证数据准确性的同时,降低成本和提高效率。

本论文的主要内容包括:对ZigBee技术和无线传感器网络进行概述,分析其在温度数据采集监测系统中的应用优势详细阐述系统设计的整体架构,包括硬件选型、软件设计、网络通信协议等方面对系统的关键技术和实现方法进行深入探讨,如数据采集、传输、处理及显示等通过实验验证系统的性能和稳定性,并对实验结果进行分析和讨论。

本论文的研究成果将为无线传感器网络在温度数据采集监测领域的应用提供有益参考,对推动相关行业的技术进步和产业发展具有积极意义。

1.1 研究背景随着物联网技术的飞速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)在环境监测、工业控制、智能农业等领域得到了广泛的应用。

作为WSN的关键技术之一,ZigBee技术因其低功耗、低成本、短距离、低速率、稳定性好等特点,成为实现WSN的重要手段。

温度数据采集监测系统作为WSN的一个重要应用,通过对环境温度的实时监测,为生产生活提供准确的数据支持,对于保障生产安全、提高生活质量具有重要意义。

传统的温度数据采集监测系统多采用有线方式,存在布线复杂、扩展性差、维护困难等问题。

为了解决这些问题,基于ZigBee技术的无线温度数据采集监测系统应运而生。

车间库房温湿度远程监控系统设计方案

车间库房温湿度远程监控系统设计方案

车间库房温湿度远程监控系统设计方案设计方案:车间库房温湿度远程监控系统一、概述车间库房温湿度远程监控系统旨在通过传感器和网络通信技术,实现对车间和库房温湿度的实时监控和远程管理。

系统能够及时发现温湿度异常,提供准确的数据分析和报警功能,帮助企业有效调节温湿度,提高生产效率和产品质量。

二、系统组成部分1.传感器节点:安装在车间和库房中的传感器节点,用于实时检测温湿度数据。

传感器节点应选用高精度、稳定性好的传感器,以确保数据的准确性和可靠性。

2.数据采集器:负责采集传感器节点上传的温湿度数据,并通过网络将数据传输到数据中心。

数据采集器应具备稳定的通信能力,能够支持多种通信接口(如无线和有线),以适应不同的场景需求。

3.数据中心:接收和存储数据采集器传输过来的温湿度数据,并进行数据处理和分析。

数据中心应具备大容量的数据存储和处理能力,以应对大规模的数据量和复杂的计算任务。

同时,还需要具备可靠的备份和恢复机制,以确保数据的安全性和完整性。

4.远程监控终端:通过终端设备(如电脑、手机等)连接到数据中心,实时查看车间和库房的温湿度数据。

远程监控终端应具备友好的用户界面和操作流程,以方便用户查看数据、设置报警阈值等操作。

三、系统工作流程1.传感器节点实时检测车间和库房的温湿度数据,并上传至数据采集器。

2.数据采集器将采集到的数据通过网络传输到数据中心。

3.数据中心接收并存储采集器传输过来的数据,进行数据处理和分析。

4.数据中心对数据进行实时监控,一旦发现温湿度异常超出设定的阈值,将触发报警机制。

5.远程监控终端通过与数据中心连接,实时查看车间和库房的温湿度数据,并接收报警信息。

6.用户根据实时数据和报警信息,采取相应的措施,对温湿度进行调节。

四、系统特点和优势1.实时监控:整个系统具备实时监控功能,能够实时检测车间和库房的温湿度数据,并及时提醒用户。

2.远程管理:用户可以通过与数据中心连接的终端设备,随时随地查看温湿度数据,并进行远程管理,提高了管理的灵活性和效率。

温度采集与显示设计程序详解

温度采集与显示设计程序详解

温度采集与显示设计程序详解
温度采集与显示设计程序是一种基于单片机的温度测量和显示系统。

在这个系统中,温度传感器用于检测环境温度,并将温度值转换为数字信号,然后单片机通过读取数字信号并进行处理,最终把温度值显示在LCD屏幕上。

下面是详细的程序步骤:
1. 首先需要定义一些常数和变量,如温度传感器引脚、LCD屏幕引脚等。

这些信息可以在程序开头进行定义。

2. 在程序开始时,需要初始化所有的硬件设备,包括温度传感器、LCD屏幕等,以及设置各种参数。

3. 接着,在一个while循环中,程序会不断读取温度传感器的数值,并将其转换为摄氏度或华氏度等单位,根据需求进行选择。

然后,将这些温度值存储在变量中。

4. 最后,将温度值显示在LCD屏幕上。

这可以通过使用LCD库来实现。

在显示温度之前,还可以在屏幕上打印一些其他的信息,如“当前温度是:”。

5. 在每次循环结束时,程序会等待一段时间,以便给温度传感器充分的时间来获取新的温度值。

这个时间可以通过设置延迟函数来实现,一般需要根据具体的传感器来确定。

6. 最后,在程序结束时需要释放所有的资源,包括关闭LCD屏幕和温度传感器等设备。

以上是温度采集与显示设计程序的基本步骤。

在实际应用中,还
需要考虑一些特殊情况,如错误处理、异常处理等。

总之,一个好的程序应该能够稳定地运行并准确地测量温度值,并能够及时地显示在LCD屏幕上。

温度采集与控制系统设计毕业论文.doc

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。

基于单片机的远程温度智能监控系统的设计与实现

基于单片机的远程温度智能监控系统的设计与实现

3 2 网络 硬 件 设 计 . P A8 C 5 C 2 2 0收 发 器 与 SA10 J 0 0接 口 的 典 型 应 用 如 图 2
所 示 , 议 控 制 器 SA10 协 J 0 0的 串行 数 据 输 出 线 T X和 串行 数
据 输 入 线 R 分 别 通 过 光 电 隔 离 电 路 连 接 到 收 发 器 X P A8 C 5 , 收 发 器 P A8 C 5 C 2 20 C 2 20通 过 有 差 动 发 送 和 接 收 功 能 的 两 个 总 线 终 端 C NH 和 C NL, 接 到 总 线 电缆 。输 入 A A 连 RS用 于模 式 控 制 。
式 进 行 数 据 的 读 取 和 写 入 ,C S L脚 的 最 大 时 钟 频 率 为
3 K z 且 通 过 Z G79 2H, L 2 0的 /I T 引 脚 , 主 器 件 提 供 键 盘 N 给 中断 信 号 。 L 2 0能 在 3 3伏 供 电 的情 况 下 正 常 工 作 。 Z G79 . 单 片 机 提 供 三 条 I O 线 ( 条 中 断信 号 线 , 另 两 条 为 1C 总 / 一 2
漂 移 电压 为 0O 3 ℃ , 失调 电压 长 期 漂移 为 0 03JV。 . o Iv/ J .0‘ 经 过 计 算 ,L 2 5 性 能 参 数 可 以满 足 本 系 统 测 量 精 度 的 T C 6 2的
要 求 , 以本 系 统 的放 大 电路 中 的运 放 采 用 了 T C 62 所 L 25 。
对 于温 度 传 感器 , 由于所 测 出 的 P 电 阻温 度 传 感 器 两 端 t
的数 据 传 输 是 通 过 S L和 S A 两 个 脚 , 1C 总 线 接 口 方 C D 按 2

温度数据采集系统设计

温度数据采集系统设计

温度数据采集系统论文目录一、问题的提出二、系统功能分析三、硬件设计1、单片机2、温度传感器3、压力传感器4、程控放大器5、多路模拟开关6、A/D转换器7、三态缓冲器8、LED显示数码管9、简易键盘10、声光报警器11、总电路图四、软件设计1.程序流程图2.程序设计五、结论一、问题提出设计一个以单片机为核心的数据采集系统对温度、压力等参数进行实时采集与处理性能指标:1)温度:0℃-120℃,超范围时声光报警。

2)温度检测精度:0.5℃3) 压力检测范围:0Pa—3.92×10^5Pa;4)压力检测精度:±1.96×10^3Pa5)用9位LED显示数值,其中4位显示温度值(3位整数,1位小数),1位显示温度代号T,1位显示压力代号,3位显示压力值6)每分钟检测一次7)A/D转换器(不带三态缓冲)二、系统功能分析本系统为温度压力数据采集系统。

系统需求功能如下:1)温度测量范围为0℃-120℃,压力测量范围为0Pa—3.92×10^5Pa2)温度测量精度0.5℃,压力测量精度为±1.96×10^3Pa3)每分钟采样一次4)超温度范围或压力范围时以声、光的方式发生报警信号5)有简单的键盘功能和数码显示功能6)其他功能三、硬件选择与设计1、单片机:(选用AT89C52)AT89C52是51系列单片机的一个型号,它是ATMEL公司生产的。

AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。

基于DSP的温度监测和显示系统的设计与实现

基于DSP的温度监测和显示系统的设计与实现
心 。T 30 3 有 处 理 速 度快 , MS 2VC 3具 最小 指令 周 期 只 有 1 s 内部具 有 3 3n ; 4K×3 位 字节 的 R M, 2 A 元需外 扩
的限制 , 硬件 电路设 计复 杂 , 据实 时处理 能力 差 。随 数 着计 算 机技术 尤其 是 超大 规 模 集 成 电路 技 术 的 发展 , 具有更 强处 理 能 力 的 D P芯 片 , S 以其 运 算 速 度 快 、 实 时性强 、 功耗低 、 干扰 能力强 等特 点愈来 愈多 地被应 抗
第 一 作 者 简 介 : 利 品 , ,9 7年 生 , 士 , 师 , 在 “ 电油 气 测 井 与 检测 ” 育 部 重 点 实 验 室 ( 安 石 油 大 学 ) 事科 研 项 目, 李 女 17 硕 讲 现 光 教 西 从 主要 研 究 方 向 为
检测技术 、 测控仪 器、 智能传感器等。邮编 :10 5 7 0 6
(. 2 西北工业大学 陕西 西安 ) ( . 3 中国兵器工业第 2 3 0 研究所

要 : 计 了一 种 以 D P为控 制核 心 的 温 度 监 测 和 显 示 系统 。该 系统 采 用 数 字 温 度 传 感 器 D 1B 0进 行 温 度 采 设 S S8 2
集 , T 2 2 0 F W 型 液 晶显 示 模 块 进 行 实时 显 示 , R 2 2通 用 串行接 口与 P 以 M30 4 E G 以 S3 C机 进 行 通 信 。 该 系统 具 有 电路 结 构 简 单 、 耗 低 、 时性 强 、 据 传 输 方便 等优 点 。 功 实 数




21 0 0年 0 月 8
P T O E M I R M N S E R L U N r U E T S r

《2024年基于单片机大棚温湿度远程监控的设计与实现》范文

《2024年基于单片机大棚温湿度远程监控的设计与实现》范文

《基于单片机大棚温湿度远程监控的设计与实现》篇一一、引言随着农业现代化的不断发展,精准农业管理已经成为农业生产的重要组成部分。

在大棚种植中,温湿度的控制直接关系到作物的生长质量和产量。

为了实现对大棚温湿度的实时监控与精准控制,本文设计并实现了一种基于单片机的远程监控系统。

该系统能够实时采集大棚内的温湿度数据,并通过远程传输将数据传输至管理中心,实现对大棚环境的实时监控与控制。

二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由单片机、温湿度传感器、无线通信模块、电源模块等组成。

其中,单片机作为核心控制器,负责采集温湿度数据、处理数据、控制执行机构等任务。

温湿度传感器负责实时采集大棚内的温湿度数据,无线通信模块负责将数据传输至管理中心。

(1)单片机选择:本系统选用STC12C5A60S2系列单片机,该单片机具有高性能、低功耗、易于编程等特点,能够满足系统的需求。

(2)温湿度传感器:选用DHT11温湿度传感器,该传感器具有测量精度高、稳定性好、体积小等优点,适用于大棚环境下的温湿度测量。

(3)无线通信模块:选用GPRS模块实现数据的远程传输。

GPRS模块具有传输速度快、覆盖范围广、实时性好等优点,能够满足系统的通信需求。

2. 软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和上位机管理系统的设计。

(1)程序设计:单片机的程序设计主要包括数据采集、数据处理、执行机构控制等部分。

程序采用C语言编写,具有结构清晰、可读性强、易于维护等特点。

(2)上位机管理系统:上位机管理系统采用B/S架构,实现数据的实时显示、历史数据查询、报警功能等。

管理人员可以通过浏览器访问系统,实现对大棚环境的实时监控与管理。

三、系统实现1. 数据采集与处理单片机通过DHT11温湿度传感器实时采集大棚内的温湿度数据,并对数据进行处理,包括数据滤波、数据转换等。

处理后的数据通过GPRS模块发送至管理中心。

2. 远程传输与控制GPRS模块将单片机的数据传输至管理中心,管理中心通过服务器对数据进行处理与存储,并通过浏览器展示给管理人员。

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毕业设计论文远程温度采集测量系统系电子信息工程系专业电子信息工程技术姓名张一浩班级电信091 学号0901043118指导教师张少华职称讲师设计时间2011.11.20-2012.1.8目录第一章测量方案 (4)1.1 系统功能 (4)1.1.1 功能介绍 (4)1.2方案论证与确定 (4)1.2.1温度测量方案的确定 (4)1.2.2 远程无线数据传送方案的确定 (5)第二章电路原理及主要功能模块 (6)2.1工作原理 (6)2.1.1 系统框图 (6)2.1.2现场温度采集电路 (6)2.2 通信模块 (7)2.2.1 信号发送电路 (7)2.2.2 接收解调电路 (8)2.3微机硬件原理图 (9)2.3.1主机控制原理图 (9)2.3.2从机控制原理图 (10)第三章软件系统设计 (11)3.1软件主要功能 (11)3.2 软件设计框图 (11)3.2.1设计框图 (11)3.3测试方法及所用仪表 (13)第四章数据分析 (14)4.1 测试数据及测试结果分析 (15)4.1.1 温度数据 (15)第五章结束语 (16)参考文献 (17)致谢 (18)远程温度采集测量系统摘要本文给出了远程温度采集测量系统的设计,它由温度数据采集测量与远程无线数字调频传送两部分构成,分为现场温度采集、远程数据传送和温度数据显示三个模块。

设计采用单片微型计算机系统,数字频率调制(FSK)芯片和相关接口电路,实现现场温度信号的调理、模数转换、处理和远程传送。

测温范围可达-50℃~+150℃,误差小于1℃。

远程无线传送距离有障碍物时大于20m,传送的误码率小于1‰。

利用LCD和LED分别可在现场模块和终端模块显示当前温度值,显示分辨率为0.1℃,系统设有语音报温和温度上限报警功能,所有指标均满足题目的基本要求和发挥部分要求。

关键词:温度传感器;接收电路;温度的测量第一章测量方案1.1系统功能本作品由现场温度采集主机与远程温度显示端机两部分组成,通过主机K1与K2开关可实现对端机的测温状态控制,具体指标如下:1.远程温度测量,测量范围为-50℃~+150℃,误差<1℃;2.远程无线有障碍传送距离>20m;3.采用键盘设定上限温度,并能实现语音报温;4.温度显示分辨率为0.1℃。

1.2方案论证与确定1.2.1温度测量方案的确定温度是一个重要的物理量,也是工业生产过程中的主要工艺参数之一。

对温度进行准确的测量和可靠的控制,在工业生产和科学研究中均具有重要意义。

实际应用系统中,从温度传感器输出的模拟信号必须经相应的模块电路,将信号转换为数字量后,再由单片机处理后,送至显示与传输。

其处理流程如图1所示。

图1信号处理流程图1.热敏电阻测温利用热敏电阻的电阻值随温度变化的特性实现测温,其非线性较差,测量精度低,工作温度范围窄,限于-100~+400℃。

但灵敏度高,体积小、易于批量生产、价格低廉。

2.热电阻测温热电阻的电阻/温度成线性关系,测量精度高,但电阻阻值随温度变化较小,需要放大电路,导线电阻值和放大电路的性能对电路测量精度有致命的影响。

生产中常用的铂热电阻测温范围在-200℃~800℃,但铂热电阻价格昂贵。

铜热电阻的测温范围在-50~+150℃之间。

3.热电偶测温热电偶由于其性能稳定,测量精度高,测量温度范围宽,而且均已标准化、规范化,所以热电偶的通用性好,使用时易于互换,广泛用于工业测温系统中。

其缺点是输出为非线性、热电势低、冷端需要进行补偿,线性校正及冷端补偿线路复杂。

4.集成温度传感器测温集成温度传感器最大的优点是直接给出正比于绝对温度的理想的线性输出,另外,体积小、成本低廉,是现代半导体温度传感器的主要发展方向之一。

已广泛用于-50~+150℃温度范围内的温度监测、控制和补偿的许多场合。

综合以上因素后,根据题意要求,本设计方案选用集成温度传感器测温。

常用的集成温度传感器是AD590,在本设计的测温元件就选用AD590传感器,它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰,同样具有很好的线性特性。

它需要一个在4~30V的电源,即可实现温度到电流的线性变换,输出μA级的电流与温度成对应线性关系,其主要性能指标如下:电源电压:4~30V;工作温度:-50~+150℃;标定系数:1μA/K;重复性:±0.1℃;长期漂移:±0.1℃/月1.2.2 远程无线数据传送方案的确定1.超声波无线传送超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性。

超声波的特性决定了其接收信号的局限性,定向性限制了其接收信号的范围,反射性使其不能用于信号的隔墙传输,在设计中不能满足发挥部分的要求。

2.红外无线传送红外光与所有电磁波一样,具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。

能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置称为红外探测器或红外传感器。

但由于红外传感器的接收信号角度必须小于红外发送头的发送角度,难以实现全方位的传送,而且红外光在介质中传播会产生衰减,在金属中传播时衰减更严重。

3.射频无线传送常用的射频传送方式有调幅(AM)、调相(PM)和调频(FM)三种调制方式。

调幅是用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅,使载波的振幅随调制信号成正比变化,抗干扰能力差;调相利用载波信号的相位随调制信号的相位变化进行调制,其幅度保持不变,抗干扰能力强,会产生频偏,对于调制低频信号,很不经济;调频是利用载波信号的频率随调制信号频率变化的原理进行调制,其频率随调制信号的频率成正比变化,振幅始终不变,具有较强的抗干扰能力。

数字信号频率调制(FSK)是调频传送技术中的一支奇葩,它采用数字键控调制,抗干扰能力强、频率稳定性好、灵敏度高、选择性好。

综合以上几种无线传送技术,本设计选用FSK,其框图构成如下:第二章 电路原理及主要功能模块2.1 工作原理 2.1.1 系统框图本系统由现场测温、无线远程传送和温度显示三个模块组成,系统框图如图3所示:系统中微处理器1(AT89C51)实现温度信号的采集、现场温度显示、开关信号读取和发送串口信号;FSK 无线通信分别由两片AT89C2051(微处理器2和微处理器3)控制发送与接收FSK 模块;终端温度显示由微处理器4(P89C51RD2H )完成。

终端温度显示模块无线远程传送模块图3 系统总框图2.1.2图4 温度采集电路Uo利用温度传感器AD590可将温度信号转换为μA 级电流信号IT ,利用图4所示电路,将电流信号进行放大后转换为可处理的电压信号,然后送A/D 转换器。

在图4所示电路中,AD580是一高精度电压基准源。

当供电电压为4.5V 到30V 之间时,其固定输出电压为2.5V 。

AD623是一个集成仪表放大器,它能在单电源(+3V~+12V )供电下提供满电源幅度的输出。

线性度高、温度稳定性好、工作可靠,增益调节方便,使用灵活。

在本电路中增益电阻取值为2.05K Ω,其增益为 ≈+=1100GR G 50。

2.2 通信模块在该作品中采用数字信号FSK 技术实现数据信号的发射与传送。

2.2.1 信号发送电路利用数字信号FSK 调制技术设计的发射电路如图6所示,电路以Microelectronic Integrated Systems 公司的TH7108芯片为核心。

TH7108芯片内包含有发射功率放大器(PA )、晶体振荡器(XOSC )、压控振荡器(VCO )、相频检波器(PFD )、分频器(div 8,div 32)、充电泵(CP )、电源电路(PS )、FSK 开关(SW )等电路。

锁相环(PLL )合成器由压控振荡器、分频器、相频检波器、充电泵和回路滤波器(LF )组成,在LF 端外接的回路滤波器决定PLL 的动态性能。

VCO 的振荡器信号被馈送到分频器和功率放大器,分频器的分频比率是32。

晶体振荡器作为PLL 合成器的基准振荡器。

发射器的载波频率fc 是由晶体振荡器的基准频率fref 决定的,集成的PLL 合成器利用fref=fc/N(N=32,分频器的系数),保证在800~960MHz 的频率范围内的每一个射频频点都能够实现。

射频输出图6 数字信号FSK调制发射电路TH7108模式控制逻辑如表1所示,模式控制允许芯片工作在四个不同的模式。

模式控制端ENCK和ENTX在芯片内部被下拉,以保证模式控制端ENCK 和ENTX在浮置时,电路被关断。

时钟输出端的输出时钟信号能用来驱动微控制器,频率是基准振荡频率的1/8。

所设计的FSK接收电路如图7所示,电路以Microelectronic Integrated Systems 公司的TH71112芯片为核心。

TH71112芯片包含低噪声放大器(LNA)、两级混频器(MIX1,MIX2)、锁相环合成器(PLL Synthesizer)、基准晶体振荡器(RO)、中频放大器(IFA)、相频检波器(PFD)等电路。

LNA是一个为高灵敏度的接收射频信号的共发-共基放大器。

混频器1(MAX1)将射频信号下变频到中频1(IF1),混频器2(MAX2)将中频信号1下变频到中频信号2(IF2),中频放大器(IFA)放大中频信号2和限幅中频信号并产生RSSI信号。

相位重合解调器和混频器3解调中频信号。

运算放大器(OA)进行数据限幅、滤波和ASK检测。

锁相环合成器(DIV16和DIV12),基准晶体荡器、相频检波器、充电泵(CP)等电路组成,产生第1级和第2级本振信号L01和L02。

使用TH71112接收器芯片可以组成不同的电路结构,以满足不同的需求。

对于FSK接收,在相位重合解调器中使用IF谐振回路,谐振回路可由陶瓷谐振器或者LC谐振回路组成。

TH71112采用两级下变频,MAX1和MAX2由芯片内部的本振信号L01和L02驱动,与射频前端滤波器共同实现一个高的镜像抑制。

在LNA的前端使用SAW滤波器和在LNA的输出端使用LC滤波器,射频前端滤波效果较好。

图7 数字信号FSK接收解调电路2.3微机硬件原理图2.3.1主机控制原理图图8给出了该电路原理图,图中IC1芯片为A/D转换芯片,利用其将从前端测温模块输出的模拟信号转换为易于单片机处理的数字信号。

该芯片采用MAXIM公司的MAX127A/D转换器,它是一逐次比较式、12位8路模数转换器,通过SDA、SCL口与单片机(P2.0、P2.1端)进行通信,在精度、速度、分辨率方面都能满足题目的要求。

主机控制部分设有六个按键,其中S1、S2、S5、S6用于设定上限温度,S3、S4按键为题中要求设置的两开关信号输入键,分别用于设置远程温度显示的开始与关断。

IC2芯片的P1口和P3.2、P3.3、P3.6端用来控制液晶显示器的显示,LCD可显示现场实测温度、温度设定值、开关状态功能。

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