測(cè)溫度研制報(bào)告word版(已修改)
2025-04-04 03:25 本頁(yè)面
【正文】 黑龍江省科學(xué)院自動(dòng)化研究所目錄第一章 緒論 2 2 2 3 3第二章 無線測(cè)溫系統(tǒng)硬件原理與設(shè)計(jì) 4 4 CPU的選擇 4 7 7 9第三章 溫度采集單元的設(shè)計(jì) 103．1 CC1100的程序設(shè)計(jì) 10 DS18B20的溫度的讀取 10 DS18B20的自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 11 DS18B20使用中的注意事項(xiàng) 12 12第四章 數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 15 16 16 17第五章 系統(tǒng)誤差 18 18 18結(jié) 論 19 第一章 緒論 無線通訊方式的溫度測(cè)量系統(tǒng)是根據(jù)國(guó)內(nèi)外近幾年在測(cè)溫方面現(xiàn)有應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)所提出的一種新產(chǎn)品。無線溫度測(cè)量就是用來對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫度進(jìn)行檢測(cè)，數(shù)據(jù)以無線方式傳輸，它非常適用于運(yùn)動(dòng)物體和不方便鋪設(shè)線路場(chǎng)所，或危險(xiǎn)、有毒、有害場(chǎng)所的溫度檢測(cè)，例如：轉(zhuǎn)爐、隧道窯、加工中的工件、酸堿濃度較高的化工場(chǎng)所等。正是由于這些優(yōu)點(diǎn)美商國(guó)際集團(tuán)委托黑龍江省自動(dòng)化研究所，開發(fā)適合工作在有害氣體和不方便鋪設(shè)線路場(chǎng)合的垃圾場(chǎng)無線溫度測(cè)量系統(tǒng)。 美商國(guó)際集團(tuán)是由外商獨(dú)資興建，專業(yè)致力于對(duì)城市生活廢棄物進(jìn)行分類、資源回收和再利用，并采用生物高科技堆肥發(fā)酵工藝，生產(chǎn)有機(jī)肥的綜合性大型環(huán)保企業(yè)。其所處理的有機(jī)垃圾在除去雜質(zhì)進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵工序之前要在近70oC條件下經(jīng)過至少5天的發(fā)酵處理。發(fā)酵過程中硫化氫、胺氣、吲哚等有害、惡臭氣體的產(chǎn)生，對(duì)人員的身體健康產(chǎn)生很大的危害，尤其對(duì)呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的影響，危害非常大，原有的測(cè)溫方式為，工人用熱電阻測(cè)溫桿插入發(fā)酵堆進(jìn)行測(cè)量，每次只能測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，用時(shí)約10分鐘，一個(gè)發(fā)酵堆測(cè)9個(gè)點(diǎn)耗時(shí)一個(gè)多小時(shí)，每天一個(gè)工人最多可以測(cè)6個(gè)堆的溫度，占全部發(fā)酵堆的十分之一，并且具有大的滯后性，生物實(shí)驗(yàn)室無法根據(jù)溫度數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)酵對(duì)進(jìn)行溫度和供氧調(diào)節(jié)。在夏天中午時(shí)候廠房?jī)?nèi)的溫度達(dá)到50多℃，測(cè)溫工作幾乎無法進(jìn)行。我們研制的測(cè)溫系統(tǒng)減小了工人的工作量，工作時(shí)間減少到以前的百分之一。提高了生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量。無線測(cè)溫系統(tǒng)同樣適用于鋼鐵冶煉溫度監(jiān)控，蔬菜大棚溫度等領(lǐng)域。這種網(wǎng)絡(luò)是中距離、低速率無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，射頻傳輸成本低，各結(jié)點(diǎn)只需要很少的能量，低功耗，適于電池長(zhǎng)期供電，可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)、兩點(diǎn)間對(duì)等通信，快速組網(wǎng)，高級(jí)電源管理。這種網(wǎng)路主要用于中短距離無線系統(tǒng)的連接，提供傳感器或二次儀表無線雙功網(wǎng)絡(luò)接入，能夠滿足對(duì)各種傳感器的數(shù)據(jù)輸出和輸入控制命令和信息的需求，使現(xiàn)有的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、無線化。系統(tǒng)設(shè)計(jì)可允許使用第三方的傳感器、執(zhí)行器或低帶寬數(shù)據(jù)源。該網(wǎng)絡(luò)可拓展應(yīng)用在溫度濕度監(jiān)控、壓力過程控制數(shù)據(jù)采集、流量過程控制數(shù)據(jù)采集、工業(yè)監(jiān)控、樓宇自動(dòng)化、數(shù)據(jù)中心、制冷監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控、社區(qū)安防、環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)、倉(cāng)庫(kù)貨物監(jiān)控等方面。此系統(tǒng)具有廣泛的推廣價(jià)值。本課題是與美商國(guó)際集團(tuán)的合作項(xiàng)目，研制基于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏囟葴y(cè)量系統(tǒng)是本課題的主要研究?jī)?nèi)容。把無線通訊方式和傳感器結(jié)合起來，發(fā)揮無線傳輸?shù)奶赜械膬?yōu)勢(shì)，使測(cè)試系統(tǒng)可以隨時(shí)隨地的和計(jì)算機(jī)連接，更加方便了測(cè)溫系統(tǒng)的使用。課題主要集中在電路部分以及基于CC1100通信的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上。課題研究的具體內(nèi)容可分為如下兩個(gè)部分：1．測(cè)試系統(tǒng)的硬件電路選擇單片機(jī)控制，設(shè)計(jì)單片機(jī)為核心的采集接收電路部分。2．單片機(jī)固件程序的編寫編寫單片機(jī)控制程序，包括系統(tǒng)的初始化，數(shù)據(jù)采集處理，理與上位機(jī)的通信的程序等。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，尤其是隨著工廠自動(dòng)化水平的提高，因此研制基于無線傳輸?shù)臏囟葴y(cè)量系統(tǒng)具有非常重要的意義。傳感器無線化是傳感器應(yīng)用的一個(gè)新的趨勢(shì)，它具有方便性、靈活性、可快速組網(wǎng)等特點(diǎn)。 第二章 無線測(cè)溫系統(tǒng)硬件原理與設(shè)計(jì)根據(jù)到發(fā)酵廠房實(shí)地考察，廠房的結(jié)構(gòu)是400長(zhǎng)，100米寬的彩鋼結(jié)構(gòu)的空曠廠房，舉架高10米。發(fā)酵堆共64個(gè)，每個(gè)堆高2米，每個(gè)堆需要測(cè)9個(gè)溫度點(diǎn)，根據(jù)測(cè)溫點(diǎn)的分布情況與現(xiàn)場(chǎng)腐蝕氣體的嚴(yán)重性，測(cè)溫單元采用不銹鋼鋼桿形式，帶有助力把手，非常容易插入發(fā)酵堆，電路部分位于測(cè)溫桿的最上方。廠房上方分布6個(gè)接收單元，負(fù)責(zé)接收測(cè)溫桿發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，6個(gè)接收單元通過RS485總線通訊，最后接入總控室，通過485通訊卡進(jìn)去PC機(jī)，因?yàn)闇y(cè)溫實(shí)時(shí)性要求不高，每個(gè)測(cè)溫桿每次間隔20分鐘發(fā)送一次數(shù)據(jù)，采用自報(bào)方式發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送一次數(shù)據(jù)占用時(shí)間為1ms,所以空中數(shù)據(jù)碰撞的可能性非長(zhǎng)小，完全可以滿足實(shí)際應(yīng)用。溫度采集單元A1溫度采集單元A2溫度采集單元B溫度采集單元B接收單元B接收單元A總控制室PCRS485圖 21 系 統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 CPU的選擇作為測(cè)控系統(tǒng)的核心部件，處理器的選擇對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能的優(yōu)化起著至關(guān)重要的作用。面向工控領(lǐng)域的單片處理器，有目前廣泛應(yīng)用的51系列的8位單片機(jī)，面向大量數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，以及市場(chǎng)上增強(qiáng)型的16位單片機(jī)。51 系 列的 8位單片機(jī)作為從八十年代就開始流行的處理器，其開發(fā)技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，不足之處在于功能過于簡(jiǎn)單，功耗高，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看是一個(gè)必然趨勢(shì)。但從現(xiàn)階段各ARM器件的情況來看，偏重于高端應(yīng)用領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)側(cè)重于有大量數(shù)字信號(hào)處理的場(chǎng)合，如多媒體等領(lǐng)域，不適合在儀表領(lǐng)域的使用，而且目前其價(jià)格較高，開發(fā)技術(shù)難度大。作為這兩種微處理器的一種折衷方案，各大公司紛紛推出各種面向不同應(yīng)用場(chǎng)合的增強(qiáng)型單片機(jī)，如AVR系列、TI MSP430系列和Philips的PCF80C51系列等。這些系列的單片機(jī)大多具有較強(qiáng)的功能模塊接口功能、較高的處理速度、大容量ROM和RAM，往往處理器本身就己經(jīng)是一個(gè)小系統(tǒng)模式，僅僅需要一些簡(jiǎn)單電容、電阻元件就可以工作，其中MSP430系列單片機(jī)就是其中的性能價(jià)格比較為優(yōu)越的一款16位單片機(jī)。TI公司MSP430系列，是具有RISC指令集的超低功耗芯片，功
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1