【導(dǎo)讀】本文介紹了基于DS18B20和STC89C52RC單片機(jī)的多點(diǎn)溫度測(cè)量的方法和原理，以及利用matlab軟件運(yùn)用插值法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)溫度的可視化。測(cè)量和顯示；然后，通過MATLAB對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理繪圖，模擬溫度場(chǎng)的可視。其中硬件設(shè)計(jì)主要是由Proteus軟件進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)和仿真，軟件設(shè)計(jì)采

　　

【正文】 0 200 200 200 200 200 200 200 200 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 Columns 14 through 21 50 50 50 50 50 50 50 50 60 60 60 60 60 60 60 60 70 70 70 70 70 70 70 70 80 80 80 80 80 80 80 80 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 24 90 90 90 90 90 90 90 90 100 100 100 100 100 100 100 100 110 110 110 110 110 110 110 110 120 120 120 120 120 120 120 120 130 130 130 130 130 130 130 130 140 140 140 140 140 140 140 140 150 150 150 150 150 150 150 150 160 160 160 160 160 160 160 160 170 170 170 170 170 170 170 170 180 180 180 180 180 180 180 180 190 190 190 190 190 190 190 190 200 200 200 200 200 200 200 200 210 210 210 210 210 210 210 210 220 220 220 220 220 220 220 220 230 230 230 230 230 230 230 230 240 240 240 240 240 240 240 240 250 250 250 250 250 250 250 250 網(wǎng)格數(shù)據(jù)矩陣產(chǎn)生完成后，在所測(cè)得 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用專業(yè)的估值計(jì)算函數(shù)和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理函數(shù)就可以估算出整個(gè)分布面的溫度分布情況。 因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中的溫度必然是連續(xù)的，可以利用 matlab 中的二維插值函數(shù) interp2()進(jìn)行二維插值對(duì)數(shù)據(jù)增加采樣，以及利用三次樣條函數(shù) spline()來獲得插值點(diǎn)。 函數(shù)應(yīng)用如下： zi=interp2(x,y,z,xi,yi,39。spline39。) zi = Columns 1 through 7 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 25 Columns 8 through 14 Columns 15 through 21 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 26 據(jù)此得出網(wǎng)格矩陣元素，然后利用 matlab 中的三維曲面繪圖函數(shù) surf(,zi)，繪制得出溫度場(chǎng)如下： 圖 寢室溫度場(chǎng)分布圖 由圖 可以看出寢室房間內(nèi)上層空間的溫度要比下面的略高一點(diǎn)。這 也很好的吻基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 27 合了實(shí)際情況。說明二維插值法結(jié)合三次樣條插值函數(shù)可以很好的實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)的可視化。 圖 和圖 是溫度場(chǎng)分布在傳感器分布面上的投影等溫曲線圖，也可以直觀的表現(xiàn)溫度的分布情況。 圖 溫度分布的等溫曲線圖 圖 等溫曲線圖（溫度值在等溫線上標(biāo)注） 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 28 本章小結(jié) 本章講述了在利用 DS18B20 進(jìn)行多點(diǎn)溫度測(cè)量后，針對(duì)采集到的數(shù)據(jù)，利用 matlab對(duì)數(shù)據(jù)強(qiáng)大的處理能力，通過一些專業(yè)的算法進(jìn)行 計(jì)算，經(jīng)過一定的圖像處理后，可以很好的實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)的可視化操作，并且做到與實(shí)際的溫度場(chǎng)基本吻合。 結(jié) 論 本課題主要圍繞硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及 matlab 對(duì)數(shù)據(jù)可視化處理的方法三個(gè)方面進(jìn)行了討論和設(shè)計(jì)。 通過多個(gè) DS18B20 與單片機(jī)結(jié)合， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)多點(diǎn)溫度的測(cè)量并利用 matlab 成功 將溫度場(chǎng)可視化 。 程序編寫采用的是可讀性較好單片機(jī) C 語言。匯編語言雖然執(zhí)行速度更快，但調(diào)試修改較麻煩，可讀性不強(qiáng)。 在多個(gè) DS18B20 與單片機(jī)的通信中， 選擇的是并行傳輸方式 ， 與單總線方式相比并行通信 能快速測(cè)量 并返回溫 度數(shù)值 ， 同步在 LC D 液晶上顯示 。 另外 ， 如果所測(cè)得的溫度超出了設(shè)定的溫度報(bào)警范圍，系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 從結(jié)果來看，依據(jù) DS18B20 和單片機(jī) 的硬件系統(tǒng)以及 matlab 對(duì)數(shù)據(jù)可視化的處理，本 課題 成功地實(shí)現(xiàn)了基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪 ，并開發(fā)了溫度 報(bào)警 功能，如果有需要，想要顯示溫度平均值，只要通過更改幾個(gè)語句就可以完成，需要繼續(xù)測(cè)量更多的溫度點(diǎn)，則只要按照前面討論的 DS18B20 單總線協(xié)議 的接口電路與單片機(jī)連接好，再繼續(xù)多加相應(yīng)的溫度測(cè)量、顯示和報(bào)警程序就能實(shí)現(xiàn)。 另外，還可以進(jìn)行更深入的研究 ，通過某種技術(shù)方法將 LCD 液晶顯示的步驟去掉，然后，將所測(cè)得的數(shù)據(jù)直接通過matlab 進(jìn)行可視化。 所以 ，本設(shè)計(jì) 還有很強(qiáng)的拓展性。 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 29 參 考 文 獻(xiàn) [1]劉慧靈 .基于 DS18B20 的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 [D].珠海：北京理工大學(xué)珠海學(xué)院，20xx. [2]張新 ,陳躍琴 .51 單片機(jī) 開發(fā) 25 例 基于 proteus 仿真 [M].北京 .電 子工業(yè)出版社 .20xx(10).128144 [3]張齊 .單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng) [M].北京 .電子工業(yè)出版社 .20xx（ 2） .175182 [4]劉坤 ,趙 洪波 ,張憲棟 .51 單片機(jī) C 語言應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全（第 2 版） [M].北京 .人民郵電出版社 .20xx(3).327339 [5]劉同法 ,陳忠平，彭繼衛(wèi)，眭仁武 .單片機(jī)外圍接口電路與工程實(shí)踐 [M].北京 .北京航空航天大學(xué)出版社 .20xx（ 3） 139154 [6]趙海濱等 .Matlab 應(yīng)用大全 .北京 .清華大學(xué)出版社 [M].20xx(5).147153,347364 [7]劉井利 .利用 matlab 實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)可視化 [J].應(yīng)用技術(shù) .20xx(3) [8]王文成 .基于單片機(jī)的糧倉多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ［ J］ ． 農(nóng)機(jī) 化研究， 20xx（ 7）： 9092. [9]潘勇，孟慶斌 .基于 DS18B20 的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) ［ J］ ． 電子測(cè)量技術(shù)， 20xx（ 9）： 9193. 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 30 致 謝 值此論文完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師 李 老師表示衷心的感謝！從選題，以及 方案設(shè)計(jì)都得到 老師的幫助。同時(shí)也十分感謝這四年來教過我的所有老師，您們教會(huì)我的不僅是理論知識(shí)，還有如何解決問題的方法，我能順利完成，與各位恩師的幫助密不可分。 在此期間，還有許多同學(xué)給了我?guī)椭瑳]有他們，我的學(xué)習(xí)和生活不會(huì)那么順利，在此，我對(duì)所有關(guān)心過我、幫 助過我的人表示最衷心的謝意！是大家的無私幫助為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成 。 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 1 附 錄 附錄 1 測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)物圖 附錄 2 本設(shè)計(jì) 測(cè)溫 系統(tǒng)電路圖 （基于 proteus） 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 2 附錄 3 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總程序源代碼 （基于 Keil μ Vison4） include include include include define uchar unsigned char define uint unsigned int /**********按鍵 *************