智能温度控制系统设计
【最新版】单片机智能温度控制系统毕业论文设计
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优秀论文审核通过未经允许切勿外传毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:基于单片机的温度控制系统下达日期: X年 X 月X 日开始日期: X 年 X月 X日完成日期: X 年 X 月X日专业: X学生姓名: ***、***、***指导教师: ***XXXXXX基于单片机的温度控制系统摘要温度是日常生活中无时不在的物理量,温度的控制在各个领域都有积极的意义。
很多行业中都有大量的用电加热设备,如用于热处理的加热炉,用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等,采用单片机对它们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的技术指标,从而能够大大提高产品的质量。
因此,智能化温度控制技术正被广泛地采用。
本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机,配以DS18B20数字温度传感器,该温度传感器可自行设置温度上下限。
单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较,由此作出判断是否启动继电器以开启设备。
本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路,使得整个设计更加完整,更加灵活。
该设计已应用于花房,可对花房温度进行智能监控。
【关键词】温度箱,AT89S51,单片机,控制,模拟Temperature control systemused single chip computerABSTRACTThe temperature is constantly in the daily life of physical and temperature controls in various fields also significantly increase the temperature was charged with the technical indicators, which can greatly enhance the quality of the products. Therefore, intelligent temperature control technology is being widely adopted.The temperature was designed with the now popular AT89S51 SCM, and with DS18B20 digital temperature sensor, The temperature sensor can set up their own temperature collars. SCM will detect that the temperature of the input signal and temperature, the lower comparisons this judgment whether to activate the relay to open the equipment.The design also includes commonly used digital display and control state lights commonly used circuit, making the whole design more complete, more flexible. The design applied to someone, to someone intelligent temperature control.【Key word】 Temperature, AT89S51, SCM, Control, Simulation目录一、引言 (1)1.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 (1)1.2温度控制系统的目的 (1)1.3 温度控制系统完成的功能 (2)二、总体设计方案 (2)2.1 方案一 (2)2.2 方案二 (2)三、DS18B20温度传感器简介 (9)3.1 温度传感器的历史及简介 (9)3.2 DS18B20的工作原理 (9)3.2.1 DS18B20工作时序 (9)3.2.2 ROM操作命令 (11)3.3 DS18B20的测温原理 (11)3.3.1 DS18B20的测温原理: (11)3.3.2 DS18B20的测温流程 (13)四、单片机接口设计 (14)4.1 设计原则 (14)4.2 引脚连接 (14)4.2.1 晶振电路 (14)4.2.2 串口引脚 (14)4.2.3 其它引脚 (15)五、系统整体设计 (16)5.1 系统硬件电路设计 (16)5.1.1 主板电路设计 (16)5.1.2 各部分电路 (16)5.2 系统软件设计 (18)5.2.1 系统软件设计整体思路 (18)5.2.2 系统程序流图 (19)5.3 调试 (24)六、结束语 (26)附录 (27)参考文献 (35)致谢 (36)一、引言1.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器在各个领域的应用,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。
智能温控系统设计
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智能温控系统设计1.传感器部分:智能温控系统需要使用温度传感器实时监测室内和室外的温度变化,可以选择具有高精度和高稳定性的传感器,如PTC传感器或热电偶传感器。
2.控制器部分:智能温控系统需要使用微处理器或嵌入式系统来处理传感器数据,并根据预设的算法来决定供暖或制冷设备的开关状态。
控制器应具备高性能和低功耗,以确保系统的稳定性和可靠性。
此外,还应该考虑控制器的各种接口,以便与其他设备进行通信。
3.用户界面部分:智能温控系统通常需要一个用户界面,以便用户可以方便地调节温度和设置温度范围。
用户界面可以使用触摸屏、按钮或遥控器等多种形式。
此外,还可以考虑将系统与智能手机等移动设备连接,以实现远程控制和监控。
4. 通信部分:智能温控系统可以通过有线或无线方式与其他设备通信,以获取室内和室外的温度数据、控制设备运行等。
有线通信可以选择以太网或RS485等标准接口,无线通信可以选择Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等技术。
5.算法部分:智能温控系统的核心部分是算法,通过有效的温度控制算法,智能地调节供暖或制冷设备的运行。
常见的算法有PID控制算法和模糊控制算法等,可以根据实际需求选择适合的算法。
6.能源管理部分:智能温控系统应该考虑能源的合理利用,通过运用能源管理算法,调整供暖或制冷设备的工作时间和功率,以降低能源消耗。
例如,可以根据室内外温度差异的变化调整供暖设备的工作时间。
1.系统的稳定性和可靠性:智能温控系统需要具备良好的稳定性和可靠性,能够准确地根据温度变化和用户需求进行控制。
因此,在硬件选择和软件设计上应该注重品质和稳定性。
2.用户体验:智能温控系统应该简洁、易操作,用户可以按照自己的需求随时调整温度和设置时间表。
同时,用户界面的设计也要符合用户的使用习惯。
3.系统的扩展性:智能温控系统应该具备良好的扩展性,可以与其他智能家居设备集成,如智能灯光、智能窗帘等。
同时还应该考虑系统的升级和扩展,以适应未来的需求变化。
基于Python的智能温控系统设计与实现
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基于Python的智能温控系统设计与实现智能温控系统是一种能够根据环境温度和用户需求自动调节室内温度的系统。
随着人们对生活品质的要求不断提高,智能家居系统逐渐成为现代家庭的标配之一。
本文将介绍基于Python语言的智能温控系统的设计与实现过程。
1. 系统架构设计智能温控系统主要由传感器模块、控制模块和执行模块组成。
传感器模块用于实时监测室内外温度,控制模块根据传感器数据和用户设定的温度阈值进行决策,执行模块负责控制空调或暖气等设备进行温度调节。
2. 传感器模块传感器模块通常包括温度传感器和湿度传感器。
在Python中,可以通过引入相应的库来实现传感器数据的读取。
例如,使用Adafruit_DHT库可以轻松读取DHT系列传感器的数据。
示例代码star:编程语言:pythonimport Adafruit_DHTsensor = Adafruit_DHT.DHT11pin = 4humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)if humidity is not None and temperature is not None:print('Temp={0:0.1f}*CHumidity={1:0.1f}%'.format(temperature, humidity))else:print('Failed to get reading. Try again!')示例代码end3. 控制模块控制模块根据传感器数据和用户设定的温度阈值来决定是否开启或关闭空调、加热器等设备。
在Python中,可以通过条件语句来实现控制逻辑。
示例代码star:编程语言:pythondesired_temperature = 25if temperature < desired_temperature:# turn on heater or air conditionerprint('Turning on heater/air conditioner...')else:# turn off heater or air conditionerprint('Turning off heater/air conditioner...')示例代码end4. 执行模块执行模块负责与空调、暖气等设备进行通信,控制其工作状态。
智能温控系统的设计和实现
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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。
智能温控系统设计与实现
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智能温控系统设计与实现现代家庭和办公场所都离不开空调,而智能控制温度的系统则是如今空调新时代的代表。
一款高质量的智能温控系统不仅可以让您轻松掌握室内温度,还可以为您省下大量的能源开支。
在本文中,我们将探究智能温控系统的设计和实现方法。
一、介绍智能温控系统是一种可以自动感知、控制室内温度的设备系统。
它主要通过智能传感器、控制器和执行器来实现室内空气的自动调节和温度的智能控制,以达到舒适、节能的目的。
其中,智能传感器可以感知室内温度、湿度、光照、CO2浓度等环境参数,将这些数据送入控制器中。
控制器根据接收到的数据制定出相应的室内温度调节方案,然后再通过执行器做出相应的调节动作。
二、设计1.硬件设计智能温控系统硬件设计中,需要考虑传感器检测的范围、执行器作用的范围以及处理器的运算效率和储存空间等因素。
同时,还需要选择一块适合于本系统的主板,以及与主板相配套的触控显示器等设备。
2.软件设计这里的软件设计主要包括系统图、流程设计和细节控制。
首先,我们需要设计系统运行的大体流程。
例如:传感器测量环境数据→控制器处理数据并发送处理策略→执行器根据指令进行动作调节。
其次,在系统流程的框架下,我们需要根据实际情况考虑系统的细节部分控制,例如:室温超温报警、室温恢复时长等。
最后,我们需要利用一些量化分析手段,通过AI算法、数据挖掘等手段,对数据进行分析和预测,以实现更为智能、高效的调控。
三、实现1.原理验证根据我们设计的智能温控系统实现方案,我们需要在系统原理验证的阶段对硬件和软件进行相应的调试,以保证系统的正常运行。
例如:我们需要根据设计方案选购传感器和执行器,并针对不同的环境因素进行相应的硬件设置,同时,需要通过软件调试对系统进行优化和完善。
在实现过程中,我们还需对整个系统进行相应的细节调整,例如多个设备的相互通信、系统响应速度、功耗等方面的优化。
2.实用操作在通过验证测试并成功实现我们的智能温控系统后,我们需要对其进一步进行实用操作,以检验其可靠性、节能性、舒适性等性能参数。
基于stm32的智能温湿度控制系统的设计与实现主要内容
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基于stm32的智能温湿度控制系统的设计与实现主要内容基于STM32的智能温湿度控制系统的设计与实现主要涉及以下几个关键部分:1. 硬件设计:选择STM32作为主控制器,因为它具有强大的处理能力和丰富的外设接口。
温度传感器:例如DS18B20或LM35,用于测量环境温度。
湿度传感器:例如DHT11或SHT20,用于测量环境湿度。
微控制器与传感器的接口设计。
可能的输出设备:如LED、LCD或蜂鸣器。
电源管理:为系统提供稳定的电源。
2. 软件设计:使用C语言为STM32编写代码。
驱动程序:为传感器和输出设备编写驱动程序。
主程序:管理系统的整体运行,包括数据采集、处理和输出控制。
通信协议:如果系统需要与其他设备或网络通信,应实现相应的通信协议。
3. 数据处理:读取传感器数据并进行必要的处理。
根据温度和湿度设定值,决定是否进行控制动作。
4. 控制策略:根据采集的温度和湿度值,决定如何调整环境(例如,通过加热器、风扇或湿度发生器)。
控制策略可以根据应用的需要进行调整。
5. 系统测试与优化:在实际环境中测试系统的性能。
根据测试结果进行必要的优化和调整。
6. 安全与稳定性考虑:考虑系统的安全性,防止过热、过湿或其他可能的故障情况。
实现故障检测和安全关闭机制。
7. 用户界面与交互:如果需要,设计用户界面(如LCD显示、图形用户界面或手机APP)。
允许用户设置温度和湿度的阈值。
8. 系统集成与调试:将所有硬件和软件组件集成到一起。
进行系统调试,确保所有功能正常运行。
9. 文档与项目报告:编写详细的项目文档,包括设计说明、电路图、软件代码注释等。
编写项目报告,总结实现过程和结果。
10. 可能的扩展与改进:根据应用需求,添加更多的传感器或执行器。
使用WiFi或蓝牙技术实现远程控制。
集成AI或机器学习算法以优化控制策略。
基于STM32的智能温湿度控制系统是一个综合性的项目,涉及多个领域的知识和技术。
在设计过程中,需要综合考虑硬件、软件、传感器选择和控制策略等多个方面,以确保系统的稳定性和性能。
《2024年基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》范文
![《2024年基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/ba263bb7afaad1f34693daef5ef7ba0d4b736d1f.png)
《基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的进步,人们对环境舒适度、工业生产以及农业种植等领域中的温度控制需求越来越高。
基于单片机的温度智能控制系统作为一种高效率、低成本的解决方案,得到了广泛的应用。
本文将详细介绍基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以单片机为核心,包括温度传感器、执行器(如加热器、制冷器等)、电源模块、显示模块等部分。
其中,温度传感器用于实时检测环境温度,执行器负责根据单片机的指令进行温度调节,电源模块为系统提供稳定的电源,显示模块用于显示当前环境温度和设定温度。
在硬件设计过程中,我们需要根据实际需求选择合适的单片机型号和传感器类型。
此外,还需要考虑电路的布局和抗干扰能力,以确保系统的稳定性和可靠性。
2. 软件设计软件设计包括系统初始化、数据采集、数据处理、指令输出等部分。
系统初始化包括单片机的时钟设置、I/O口配置等;数据采集通过温度传感器实时获取环境温度;数据处理包括温度数据的滤波、转换和存储等;指令输出则是根据处理后的数据,控制执行器进行温度调节。
在软件设计过程中,我们需要编写相应的程序代码,并采用合适的算法进行数据处理和温度控制。
此外,还需要考虑系统的实时性和稳定性,以确保系统能够快速响应并保持长时间的稳定运行。
三、系统实现1. 硬件制作与组装根据硬件设计图,制作出相应的电路板和元器件,并进行组装。
在制作和组装过程中,需要严格按照工艺要求进行操作,以确保硬件的稳定性和可靠性。
2. 软件编程与调试根据软件设计要求,编写相应的程序代码,并进行调试。
在调试过程中,需要检查程序的逻辑是否正确、数据传输是否稳定等。
同时,还需要对系统进行实际测试,以验证其性能和稳定性。
3. 系统集成与测试将硬件和软件进行集成,并进行系统测试。
在测试过程中,需要检查系统的各项功能是否正常、响应速度是否满足要求等。
同时,还需要对系统进行长时间的运行测试,以验证其稳定性和可靠性。
智能温度控制系统设计课程设计
![智能温度控制系统设计课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/734a3f7f68eae009581b6bd97f1922791688be2e.png)
智能温度控制系统设计课程设计一、引言随着科技的进步和人们对生活品质的要求提高,智能温度控制系统在现代生活中扮演着重要的角色。
本课程设计将通过对智能温度控制系统的设计与实现,培养学生的综合能力,提高他们在工程领域的实际操作能力和创新意识。
二、课程设计目标本课程设计旨在培养学生的以下能力:1. 掌握智能温度控制系统的设计原理和工作机制;2. 熟悉温度传感器、执行器、控制器等元件的选型和使用方法;3. 学会使用单片机编程,实现智能温度控制系统的功能;4. 掌握软硬件调试和故障排除的方法;5. 培养学生的团队合作精神和创新能力。
三、课程设计内容1. 温度传感器原理和选型:介绍常见的温度传感器类型,如热敏电阻、热电偶、半导体温度传感器等,并讲解其原理和特点。
通过实验,学生将学会如何选择合适的温度传感器。
2. 智能温度控制系统设计:通过对温度传感器采集到的信号进行处理,设计一个智能温度控制系统。
学生将学习如何使用控制器来实现温度的监测和控制,并能够根据需求进行温度设定和控制策略的调整。
3. 单片机编程:学生将学习单片机的基本原理和编程方法,了解控制系统的实现过程。
通过编写程序,实现温度传感器与控制器之间的数据交互,并控制执行器进行温度调节。
4. 软硬件调试和故障排除:学生将学习如何进行软硬件调试,找出系统中可能存在的问题并进行修复。
通过实际操作,培养学生的问题解决能力和实践经验。
5. 课程设计报告撰写:学生需要撰写一份完整的课程设计报告,详细描述系统设计的过程和实现的功能。
报告中应包括系统原理、元件选型、编程代码、系统调试和实验结果等内容。
四、课程设计实施步骤1. 团队组建:学生将组成小组,每个小组由3-5名学生组成,分工合作完成课程设计任务。
2. 系统设计计划:小组根据课程设计要求,制定系统设计计划,明确任务分工和时间安排。
3. 温度传感器选型和实验:小组成员根据需求和实验结果,选择合适的温度传感器,并进行实验验证。
基于STM32单片机的智能温度控制系统的设计
![基于STM32单片机的智能温度控制系统的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/11aad49f294ac850ad02de80d4d8d15abe2300fd.png)
01 引言
03 系统设计
目录
02 研究现状 04 (请在此处插入系统
整体架构设计图)
目录
05 实验结果
07 结论与展望
06
(请在此处插入实验 数据记录表)
基于STM32单片机的智能温度控 制系统设计
引言
随着科技的不断发展,智能化和精准化成为现代控制系统的两大发展趋势。其 中,智能温度控制系统在工业、农业、医疗等领域具有广泛的应用前景。 STM32单片机作为一种先进的微控制器,具有处理能力强、功耗低、集成度高 等特点,适用于各种控制系统的开发。因此,本次演示旨在基于STM32单片机 设计一种智能温度控制系统,以提高温度控制的精度和稳定性。
实验结果
为验证本系统的性能,我们进行了以下实验:
1、实验设计
选用一款典型的目标物体,设定不同期望温度值,通过本系统对其进行智能温 度控制,记录实验数据。
2、实验结果及分析
下表为实验数据记录表,展示了不同期望温度值下系统的实际控制精度和稳定 性:
(请在此处插入实验数据记录表)
通过分析实验数据,我们发现本系统在智能温度控制方面具有较高的精度和稳 定性,能够满足大多数应用场景的需求。
结论与展望
本次演示成功设计了一种基于STM32单片机的智能温度控制系统,实现了对环 境温度的实时监测与精确控制。通过实验验证,本系统在智能温度控制方面具 有一定的优势和创新点,如高精度、低功耗、良好的稳定性等。然而,系统仍 存在一些不足之处,需在后续研究中继续优化和改进。
展望未来,我们将深入研究先进的控制算法和其他传感技术,以提高系统的性 能和适应各种复杂环境的能力。我们将拓展系统的应用领域,如医疗、农业等, 为推动智能温度控制技术的发展贡献力量。
毕业设计论文-智能温度控制系统
![毕业设计论文-智能温度控制系统](https://img.taocdn.com/s3/m/afd50ea01a37f111f1855bd7.png)
成都电子机械高等专科学校 04 级毕业设计
II
目录
成都电子机械高等专科学校 04 级毕业设计
摘 要.......................................................................................................................................... I 第一章 绪 论........................................................................................................................... 1 第二章 设计要求..................................................................................................................... 2
2.1 设计课题工艺过程简介.................................................................................................3 2.2 控制任务指标及要求:.................................................................................................4 第三章 系统设计思想............................................................................................................. 4 第四章 硬件的选择................................................................................................................. 6 4.1 单片机的选择.................................................................................................................6 4.2 温度传感器的选择.........................................................................................................6 4.3 显示器的选择.................................................................................................................7 4.4 键盘的选择.....................................................................................................................7 4.5 温度控制部分.................................................................................................................8 4.6 自动推舟控制部分.........................................................................................................8 4.7 实现方案.........................................................................................................................9 第五章 硬件设计...................................................................................................................10 5.1 单片机基本系统:........................................................................................................10
智能家居中的智能温控系统设计
![智能家居中的智能温控系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/5ea712f868dc5022aaea998fcc22bcd126ff42f4.png)
智能家居中的智能温控系统设计智能家居的快速发展使得人们的生活更加便捷、舒适。
而智能温控系统作为智能家居的重要组成部分,能够实现对室内温度的精准控制,为用户提供舒适的居住环境。
本文将讨论智能家居中智能温控系统的设计原理和技术要点。
一、智能温控系统的设计原理智能温控系统的设计原理基于温度传感器和控制器的配合。
温度传感器负责监测室内温度的变化,并将实时数据传输给控制器。
控制器根据温度数据的反馈,通过设定好的算法判断是否需要进行温控操作,并控制温控设备的工作状态,从而实现对室内温度的精确控制。
在智能温控系统中,还可以加入湿度传感器、光线传感器等其他传感器,以实现对室内湿度和照明状态的感知和调节。
这些传感器的数据可以提供更加全面的环境信息,为温控系统的决策提供更加准确的依据。
二、智能温控系统的技术要点1. 温度控制算法智能温控系统的核心是温度控制算法,它决定了系统如何根据温度数据做出决策和调整。
常见的温控算法包括PID算法、模糊控制算法等。
PID算法通过比较当前温度与设定温度之间的偏差,计算出一个控制量来调整温控设备的工作状态。
模糊控制算法利用模糊逻辑和规则库来实现温度控制。
不同的算法具有各自的特点和优劣,需要根据实际情况选择合适的算法。
2. 远程控制和联动智能温控系统可以通过与互联网的连接,实现远程控制。
用户可以通过手机App或者网页端对温控系统进行远程设置和调整。
此外,智能温控系统还可以与其他智能设备进行联动,实现智能家居的整体控制。
例如,当户主离开家时,系统可以自动降低温度控制器的设定温度,从而节省能源。
3. 学习和自适应能力智能温控系统可以具备学习和自适应能力,通过不断学习用户的习惯和喜好,自动调整温度控制策略。
例如,系统可以根据用户的作息时间,提前预热或降低温度。
这种学习和自适应能力使得系统更加智能化和个性化,提供更为舒适的居住体验。
三、智能温控系统的应用前景智能温控系统的应用前景广阔。
随着人们对生活品质的要求不断提高,智能温控系统在住宅、办公楼、酒店等场所的需求也越来越大。
智能温度控制课程设计
![智能温度控制课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/527eb6093d1ec5da50e2524de518964bcf84d285.png)
智能温度控制课程设计一、教学目标通过本章节的学习,学生将掌握智能温度控制的基本原理、关键技术及其应用。
具体目标如下:1.知识目标:•了解智能温度控制系统的组成及工作原理;•掌握PID控制算法在温度控制中的应用;•了解常见的温度传感器及其特性;•熟悉智能温度控制系统的故障诊断与维护。
2.技能目标:•能够运用PID控制算法设计简单的温度控制系统;•能够选用合适的温度传感器,并进行调试;•具备分析和解决智能温度控制系统故障的能力。
3.情感态度价值观目标:•培养学生对新技术的敏感性和好奇心,激发学生对智能温度控制技术的兴趣;•培养学生具备工程伦理意识,关注温度控制系统在实际应用中的安全性;•培养学生团队合作精神,提高学生在项目实践中的沟通与协作能力。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个方面:1.智能温度控制系统的组成及工作原理;2.PID控制算法在温度控制中的应用;3.常见温度传感器的特性及其选用;4.智能温度控制系统的故障诊断与维护。
具体安排如下:第1课时:智能温度控制系统的组成及工作原理;第2课时:PID控制算法在温度控制中的应用;第3课时:常见温度传感器的特性及其选用;第4课时:智能温度控制系统的故障诊断与维护。
三、教学方法为了提高教学效果,本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行教学:1.讲授法:用于讲解智能温度控制系统的组成、工作原理及PID控制算法等基本概念;2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地理解智能温度控制系统的设计与应用;3.实验法:安排实验课程,让学生亲自动手操作,提高学生的实践能力;4.小组讨论法:学生分组讨论,培养学生的团队合作精神和沟通能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《智能温度控制技术与应用》;2.参考书:相关论文、技术手册;3.多媒体资料:教学PPT、视频资料;4.实验设备:温度控制器、温度传感器、PID控制器等。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/4da3bbcdd1d233d4b14e852458fb770bf78a3b2d.png)
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。
基于fpga的智能温度控制系统的设计方案
![基于fpga的智能温度控制系统的设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/17940eb40342a8956bec0975f46527d3250ca656.png)
基于FPGA的智能温度控制系统是一种集成了数字逻辑、模拟电路和控制算法的智能化设备,通过对温度传感器采集的数据进行实时处理和分析,实现对温度控制设备的智能控制。
本文将介绍基于FPGA的智能温度控制系统的设计方案,并详细阐述系统的原理、结构和实施步骤。
一、设计原理基于FPGA的智能温度控制系统的设计原理主要包括数据采集、数字信号处理和控制策略实施三个方面。
系统通过温度传感器采集环境中的温度数据,经过FPGA进行数字信号处理和控制算法的运算,最终控制温度调节设备的工作状态,以实现温度的精准控制。
二、系统结构1. 传感器模块:包括温度传感器、模拟信号采集电路等,用于采集环境温度数据并转换为数字信号。
2. FPGA芯片:作为系统的核心处理器,负责接收传感器数据、进行数字信号处理和实施控制算法。
3. 数字模拟转换模块:将采集到的模拟信号转换为FPGA可处理的数字信号。
4. 控制执行模块:通过数字信号输出控制温度调节设备,如加热器或制冷器。
5. 显示模块:用于显示当前温度、设定温度和系统状态等信息。
三、系统功能1. 温度采集:实时采集环境温度数据,并进行数字化处理。
2. 控制策略:根据设定的温度范围和控制算法,实现对温度调节设备的精准控制。
3. 实时监测:实时显示环境温度、设定温度和控制设备状态,并可以通过外部接口进行数据传输。
4. 报警功能:当环境温度超出设定范围时,系统能够发出报警信号。
四、实施步骤1. 传感器接入:将温度传感器连接至FPGA的模拟输入引脚,通过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号。
2. FPGA程序设计:编写FPGA程序,包括数字信号处理、控制算法和外部接口的设计。
3. 硬件连接:按照设计需求,将FPGA芯片、传感器模块、控制执行模块和显示模块等连接至一块PCB板上。
4. 系统调试:将控制系统连接至温度调节设备,进行系统调试和测试,验证系统功能和稳定性。
5. 性能优化:根据测试结果对控制算法和硬件电路进行优化,提高系统的响应速度和稳定性。
基于FPGA的智能温度控制系统的设计
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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。
智慧家居中智能温控系统设计与开发
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智慧家居中智能温控系统设计与开发随着科技的不断进步,智慧家居已经逐渐成为人们生活中的一部分。
智能温控系统是智慧家居系统中重要的组成部分,它可以根据用户的需求和环境条件,智能地控制室内温度,提供舒适的生活空间。
本文将介绍智能温控系统的设计与开发。
一、需求分析在设计和开发智能温控系统之前,需要对用户的需求进行分析。
智能温控系统的主要目标是提供舒适的居住环境,并且根据用户的习惯和需求,自动调节室内温度。
因此,需要对用户的温度偏好、日常作息时间以及节能要求进行调查和分析,以确保系统设计满足用户的需求。
二、系统设计1. 传感器选择与布置:智能温控系统需要使用一些传感器来感知室内温度、湿度等环境参数。
传感器的选择应根据性能、稳定性和成本等因素进行评估。
根据房间大小和布局,合理布置传感器,以确保系统能够准确地感知整个房间的温度和湿度变化。
2. 控制算法:智能温控系统的核心是温度控制算法。
控制算法应能够根据用户需求调节室内温度,同时考虑节能和舒适性。
常用的控制算法包括比例积分微分(PID)控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
根据具体的需求,选择适合的控制算法进行系统设计。
3. 用户界面设计:智能温控系统需要提供一个用户界面,方便用户设置温度、湿度以及其他参数。
用户界面可以采用触摸屏、手机应用程序等形式,使用户能够直观地操作系统。
设计用户界面时,应考虑界面的易用性和美观性,以提高用户体验。
4. 与其他智能设备的互动:智能温控系统应与其他智能设备进行互动,以实现更智能化的家居控制。
例如,可以通过与智能音响、智能门锁等设备的联动,实现根据用户离家或归家的行为自动调节室内温度,提高用户的生活便利性。
三、系统开发1. 硬件开发:根据系统设计的需求,进行硬件开发。
需要选择合适的主控芯片、传感器和执行器,并搭建相应的电路和硬件平台。
硬件开发的重点是确保系统的稳定性和可靠性,以及能够满足系统的性能要求。
2. 软件开发:智能温控系统的软件开发包括嵌入式软件和用户界面软件。
智能建筑中的智能温度控制系统设计
![智能建筑中的智能温度控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/6c1ced9c6e1aff00bed5b9f3f90f76c661374c04.png)
智能建筑中的智能温度控制系统设计智能建筑作为一种新兴的建筑形式,其设计与传统建筑有很大的差异。
其中,智能温度控制系统是智能建筑中至关重要的组成部分。
本文将探讨智能建筑中的智能温度控制系统的设计原理和关键技术。
一、智能温度控制系统的原理智能温度控制系统的核心原理是通过感知、分析和反馈三个环节来实现对建筑内部的温度环境进行控制。
具体来说,智能温度控制系统需要获取建筑内部的温度信息,并将其发送给控制中心进行分析。
控制中心会根据事先设定的温度范围和策略,决定是否需要触发相应的温度调节措施。
一旦判断需要进行温度调节,控制中心会通过智能设备来控制空调、暖气等温度设备进行调节,并不断收集环境反馈信息,进行闭环控制。
二、智能温度控制系统的关键技术1. 温度感知技术智能温度控制系统需要准确感知建筑内部的温度状况。
目前,常用的温度感知技术主要包括温度传感器和红外线热像仪等。
温度传感器通过直接测量物体表面的温度来获取温度信息,而红外线热像仪则可以通过检测建筑内部各个区域的红外辐射来实现对温度的感知。
在选择合适的温度感知技术时,需要考虑其准确性、响应速度和适用范围等因素。
2. 温度分析技术智能温度控制系统需要对感知到的温度信息进行分析和处理,以确定当前的温度状态和是否需要进行调节。
常见的温度分析技术包括基于规则的温度状态判断和基于机器学习的温度预测。
基于规则的温度状态判断是通过事先设定的规则和判断条件来确定当前的温度状态,如高温、低温还是适宜温度。
而基于机器学习的温度预测则是通过对历史温度数据的学习和分析,来预测未来一段时间内的温度变化趋势。
3. 温度调节技术智能温度控制系统需要通过智能设备对建筑内部的温度环境进行调节。
常用的温度调节技术包括空调系统、暖气系统和通风系统等。
空调系统主要通过控制冷却剂的循环和送风口的控制来实现温度调节;暖气系统则通过控制供热设备和散热器的工作来增加室内温度;通风系统则通过控制气流的流动和送风量的调节来调整室内温度。
面向Arduino平台的智能温控系统设计
![面向Arduino平台的智能温控系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/be7ac908effdc8d376eeaeaad1f34693daef10cd.png)
面向Arduino平台的智能温控系统设计随着人们对生活质量要求的提高以及科技的日新月异,智能家居的概念逐渐为人们所熟知。
智能家居不仅可以提升生活的便利性与舒适度,而且从能源使用上进行最佳化,降低对环境的压力。
因此,开发一个面向Arduino平台的智能温控系统,无疑是促进智能家居应用的重要一步。
下面,本文将从系统的设计、实现和测试三个方面介绍一个面向Arduino平台的智能温控系统。
一、系统设计1.系统架构本系统主要包括温度检测、控制和显示三个模块。
其中,温度检测模块通过温度传感器获取环境温度信息并传输至控制模块。
控制模块则通过判断温度信息,将指令传递至电器控制模块,以控制空调等电器的开关状态。
同时,控制模块将数据传输至显示模块,显示实时环境温度。
整个系统的架构如下图所示:[图片]2.硬件构成温度检测模块采用DHT11数字式温湿度传感器,该模块具有高精度、稳定性能、易于操作等优点,因此使用较为广泛。
控制模块采用Arduino Uno智能控制板实现,该板成本较低同时功能强大、易于编程。
电器控制模块采用继电器模块,通过控制继电器的状态,实现空调等电器的开关。
显示模块则采用OLED显示屏,该显示屏具有低功耗、高对比度等优点,同时易于操作。
二、系统实现本系统的实现基于Arduino IDE进行编程,主要包括如下步骤:1. 环境设置通过Arduino IDE的工具-》Board选项设置Arduino控制板类型以及串口。
2.编写代码针对温度检测模块、控制模块和显示模块,编写相应的代码,主要实现获取温度信息、控制电器开关状态、显示环境温度等功能。
3.上传代码通过Arduino IDE将代码上传至Arduino控制板中。
4.调试通过串口监视器或者显示模块对系统进行调试,确保各个模块功能正常。
三、系统测试为验证本文提出的智能温控系统的设计与实现方案,本文进行了以下测试:1. 温度传感器测试本文通过将温度传感器放于不同温度的环境下进行测试,结果显示测量的温度值与实际温度值误差小于1℃,表明温度传感器功能正常。
智能温度控制系统硬件设计_毕业设计论文
![智能温度控制系统硬件设计_毕业设计论文](https://img.taocdn.com/s3/m/b876455f336c1eb91a375d26.png)
毕业设计(论文)毕业设计(论文)题目智能温度控制系统(硬件设计)智能温度控制系统(硬件设计)Intelligent temperature control system (hardware)总计:毕业设计(论文)36 页表格 4 个插图16 幅摘要在现代的各种工业生产中 ,随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。
传统的人工监测由于存在很大的的缺点正在逐渐被智能电子监测所取代。
本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统的总体设计方案,包括其功能设计;设计原则;组成与工作原理;二是进行智能传感器的硬件电路设计;包括硬件电路构成及测量原理;温度传感器的选择;单片机的选择;输入输出通道设计;三是进行了调试和仿真,包括硬件仿真和软件仿真。
在此背景之下我们以专业知识为背景,进行智能温控系统的设计及实验。
本系统是一个自动反馈调节系统。
以STC89C52单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。
其中主要模块包括:主控单元模块、温度检测模块、1602液晶显示模块、按键输入模块、蜂鸣器报警模块、温度控制模块。
关键字:STC89C52单片机 DS18B20 1602液晶主控单元AbstractIn a variety of modern industrial production, with the rapid development of electronic technology and microcomputer microcomputer measurement and control technology has been rapid development and wide application. Traditional manual monitoring is gradually due to the presence of a lot of the shortcomings of intelligent electronic monitoring replaced.Designed primarily to do the work of the following aspects: First, determine the overall system design, including its functional design; design principles; composition and working principle; intelligent sensor hardware circuit design; including hardware circuit and measuring principle ; temperature sensor selection; microcontroller choice; design of the input and output channels; debugging and emulation, including hardware emulation and software simulation.In this context, our expertise and background, intelligent temperature control system design and experiments. This system is an automatic feedback control system. STC89C52 microcontroller-based control unit, temperature sensor DS18B20 temperature control system. Main modules: the main control unit module, the temperature detection module 1602 LCD module, the key input module, the buzzer alarm module, temperature control module.Key words: STC89C52 SCM DS18B20 1602 LCD main control unit目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................................................ I I 第一章总体设计方案.. (1)1.1 智能温控系统设计方案论证 (1)1.2 方案要求 (1)1.3 方案总体设计框图 (1)1.4 方案选择 (3)1.4.1 主控单元的选择 (3)1.4.2 温度检测单元的选择 (3)1.4.3 温度显示器件的选择 (5)第二章各单元模块的硬件设计 (6)2.1 系统主要器件的介绍 (6)2.1.1 AT89C52单片机的介绍 (6)2.1.2 1602LCD液晶显示的介绍 (9)2.1.3 DS18B20数字温度传感器介绍 (14)2.2 各部分电路设计 (17)2.2.1 晶振电路和复位电路 (17)2.2.2 按键输入电路 (18)2.2.3 温度采集电路 (19)2.2.4 液晶显示电路 (19)2.2.5 报警电路 (20)2.2.6 温度控制电路 (21)第三章软件部分 (22)3.1 系统主程序流程图 (22)总结 (23)参考文献 (24)附录一:电路原理图 (26)附录二:仿真图................................................................................................................. 错误!未定义书签。
基于单片机的智能温度控制系统设计与实现
![基于单片机的智能温度控制系统设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/9c51b4bab8d528ea81c758f5f61fb7360b4c2b09.png)
基于单片机的智能温度控制系统设计与实现介绍智能温度控制系统是一种基于单片机技术的自动控制系统,用于实现对温度的精确控制和调节。
本文将探讨该系统的设计与实现,包括硬件的选型与搭建、软件的编写与优化,以及系统的功能和性能测试等方面。
硬件设计与搭建选型在设计智能温度控制系统时,我们首先需要选择适合的硬件平台。
常见的单片机有AVR、ARM等,选择适合的单片机型号并配备合适的外设。
电路连接将选择的单片机与其他关键元件进行电路连接。
包括温度传感器、继电器、显示屏等。
合理布局电路连接,确保信号的稳定传输和准确采集。
硬件搭建根据电路连接的设计,开始进行硬件搭建。
将单片机与其他元件插入电路板,焊接相关引脚,确保硬件连接的可靠性和稳定性。
软件设计与编写系统框架依据硬件搭建的需求,编写系统框架。
确定系统需要的模块和功能,并将其分配给相应的任务。
传感器数据采集利用单片机的GPIO或ADC等接口,编写代码实现温度传感器数据的采集。
根据传感器的工作原理,对数据进行适当的处理和校准。
控制算法设计基于温度采集的数据,设计智能的温度控制算法。
根据预设的温度范围和控制策略,通过单片机的输出口控制继电器等元件,实现对温度的精确控制和调节。
用户界面设计为了方便用户操作和监测系统状态,设计用户界面。
可以采用LCD显示屏或者通过串口与计算机进行交互。
为用户提供温度设定、开关控制等功能。
程序编写与优化编写控制程序,并对程序进行优化。
保证控制逻辑的稳定性和响应速度。
系统测试与评估功能测试完成软硬件的搭建和编写后,进行系统的功能测试。
分别对数据采集、温度控制、用户界面等方面进行测试,确保系统各功能正常运行。
性能评估考虑系统在不同工作条件下的性能表现。
包括温度控制的准确性、响应速度、系统的稳定性和可靠性等指标。
对性能进行评估,发现并解决性能问题。
系统优化根据性能评估结果,对系统进行优化。
对控制算法和程序进行改进,提升系统的稳定性和响应速度。
总结智能温度控制系统的设计与实现是一个复杂而重要的任务。
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智能温度控制系统设计摘要:在日常生活中,温度和温差对我们的生活都有非常大的影响。
目前在大城市许多的高档公寓已经实现自动控温,然而在普通公寓并没有实现此类控温系统,因此同高档公寓形成了对比,为实现更多的地方使用自动控温系统,本设计通过单片机实现对温度的恒定控制,更廉价,更方便,适用于普及大多数家庭的使用。
对我们的生活会有很大的帮助。
智能自动控温全面实现全自动化、无人化,都可减少可控因素带来的损失。
设计智能自动控温系统,利用温度感应器、报警器、LED显示器通过对单片机的控制实现智能自动控温,解决由于温度不稳定而带来的一系列问题。
本次设计主要以AT89C51单片机为主控核心,与LED显示器、键盘、报警模块等相关电路结合。
利用单片机为设计主核心,外接电路连接LED显示器、键盘、报警模块。
预定温室内部温度,当温室内部温度有所升高或降低时,此时通过外接电路连接的报警模块发出警报,通过电加热器来调节温室内部温度从而达到温室内部温度恒定。
关键词:单片机,温度传感器,键盘,LED显示器,电加热器Design of a Temperature-Control SystemAbstractIn everyday life , the temperature and the temperature difference to our lives have a very big impact. Currently many of the luxury apartments in big cities have automatic temperature control, however, did not materialize in apartments such temperature control system , thus forming a contrast with the high-end apartments , to achieve more places to use automatic temperature control system , the design by MCU constant control of temperature , cheaper , more convenient, suitable for universal use in most families . Our life will be a great help . Intelligent fully automatic temperature control fully automated , unmanned , can reduce the losses caused by uncontrollable factors . Intelligent automatic temperature control system design , the use of temperature sensors, alarm , LED display microcontroller achieved through intelligent automatic temperature control , solve a series of problems due to temperature instability brought about .The design is mainly to AT89C51 master core, combined with the associated circuitry LED monitors, keyboards, alarm module. Use microcontroller as the main core of the design , external circuit connecting the LED display, keyboard, alarm module . The predetermined temperature inside the greenhouse , while the temperature inside the greenhouse be raised or lowered , this time through the external circuit connected to the alarm module alarm , an electric heater to adjust the temperature inside the greenhouse so as to achieve a constant temperature inside the greenhouse .Keywords: microcontroller, temperature sensor, keyboard, LED displays, electric heater目录第一章绪论 (1)1.1论文背景及意义 (2)1.2国内外现状 (3)1.3论文结构与内容 (4)第二章总体设计方案 (4)2.1单片机的选择与简介 (5)2.2温度传感器的选择 (6)2.3LED显示器选择 (8)2.4键盘的选择 (10)2.5 其他外围器件 (14)第三章软件程序设计 (16)3.1 软件设计思路: (16)3.2智能控温系统总流程图 (17)3.3DS18B20子程序流程图 (18)3.4温差子程序流程图 (19)3.5根据温差的大小使电加热器的子程序流程图 (20)第四章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第一章绪论计算机的发明把人类科技推向更高层次科技,从银河系列到现在的微型计算机,充分的证明随着时间的不断增加,社会也正在不断的发展。
在古代,我们就能看出人们为了计算某些东西从而发明的算盘,在当代我们又发明了计算机,然而计算机并非只用于计算,它已经更广泛的渗入到各个领域,从小到大的说,我们日常生活中能利用到计算机,简单的利用计算机功能来控制或者代替我们可以不利用人工能做的事情,在工业上我们也能利用更多计算机的功能来控制机械的运转,在学习我们上可以利用计算机通过Internet上网学习、看电影、购物等等。
未来计算机的使用及普及能使我们的生活更加的美好、方便。
总之,我们的生活是离不开计算机的应用,计算机已然成为我们未来生活中不可缺少的一部分,计算机也在不断的推动着我们的生产生活。
从古至今来说,我们有着五千年的文化历史,到现在计算机已经成为促进现代文明的进步,推动人类社会发展的“智能工具”。
微处理器芯片微型计算机(单片机)被称为微控制器,它被设计用于各种特殊的控制器的一般或特殊的微机系统,普通计算机的高密度集成,以及RAM和ROM的卷,以及输入/输出接口,计时器和其它电路在单芯片上构成。
MCU被广泛使用,它具有以下特定特征:小的、灵活的、低成本的、易于商品化。
它可以非常容易地被组装成各种智能控制设备,可以有效地解决各种从简单到复杂的控制任务,从而使复杂的工作简单化,避免人工控制不当带来的损失。
抗干扰能力强,适应温度范围宽,可以在恶劣的环境条件下进行可靠地工作,这是其他机型无法比拟的。
在生活工作中可以很便捷地进行多种机型控制,使全部系统的效率大大的提高。
单片机具有体积小、功耗低、价格低等多方面有点,现如今已经开发了一些主微控制器(如8051 ),在所需硬件上嵌入更多更专业的专用型单片机,因此单片机广泛的应用已经在计算机控制领域达到了一个相当不错的效果。
MCU应用的意义不仅带来巨大的经济效益。
更重要的意义在于,单片机的应用正在从根本上改变了传统的系统设计思想和设计方法。
原来为了实现大部分的功能,必须利用模拟电路或者数字电路才能完成,现在看来我们只需要利用单片机通过软件控制就能完成原来复杂的问题。
我们把这种控制称之为为控制技术,这种技术给我们带来最大化的利益,它的出现是具有非常大的意义。
我们也可以说这是又一次的技术革命,这种技术的出现将在日后的生活生产中进一步的完善,进一步的发展。
1.1论文背景及意义在人们的日常生活、工业制造、制冷等领域,温度作为当前环境的重要因素之一,被人们广泛的作为参考因素来使用,从而保证各项工作的正常运行,如火灾报警、温室或粮仓中温度的实时监测、冷库温度的调节等,因此以温度参数为基础而设计的温度控制系统被广泛开发和使用。
使用传统意义上的温度计采集温度信息,不但采集精度低,实时性差,而且操作人员的劳动强度高,不利于广泛的推广。
此外由于环境因素导致的数据难以采集的问题,特别是在工厂,火灾等的现场,工作人员不能长时间停留在现场观察和采集温度,就需要实现能够将数据采集并将其传送到一个地方集中进行处理,以节省人力,提高效率,但这样就会出现数据传输的问题,由于厂房大、需要传输数据多,使用传统方法容易造成资源浪费而且可操作性差,精度不高,这都在不同程度上限制了工作的进行和展开。
因此,高精度,低成本,实时性好的温度控制系统亟待人们去开发。
市场决定技术,技术引导产品的开发,在这样的环境下,与温度控制相关的电子类产品的开发成为当今的研究热点。
随着单片机技术的日益成熟,应用范围的逐渐扩大,以单片机为核心的控制系统,逐渐应用到生活中的很多方面,这不仅克服了温度控制系统中存在的严重时延,节省了人力,提高了采样频率,而且在很大程度上提高了控制效果和控制精度。
进入21世纪后,温度检测系统已逐步走向复合型和智能化,温度作为其中的重要参数,其测量的准确性对提高正确性是很重要的,研究和设计高性能的温度控制系统具有非常重要的意义,而其中最重要的器件就是温度传感器,它的性能也直接影响到了采集的温度数据的精度和时效性。
现如今,智能温度传感器正迅速朝着高精度、高可靠性及安全性等高科技的方向发展,提高温度传感器测温精度和分辨力,增加传感器测试功能,提高总线技术的标准化与规范化,增强可靠性及安全性设计,虚拟温度传感器和网络温度控制器的设计成为当前要解决的主要问题。
由美国Dallas公司生产的DS18B20温度传感器具有单总线,两种工作模式,能够直接读出被测温度等特点,特别是它的单总线设计,使得系统结构简单,可以节省单片机的I/O接口的开销,多个传感器可共用一个接口而不会产生干扰;虽然软件设计复杂,但通过软件的设计,可以提高可靠性,增强抗干扰能力,适合于恶劣的环境,共地模式[2]使得它耗电量小,支持串行数据传输,传输距离远;温度测量范围广,精度高,可根据实际情况实现精度的变换,因而成为目前各类有关温度采集工作的首选。
1.2国内外现状(1)国外温度测控系统研究国外对温度控制技术研究较早,始于20世纪70年代。