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正文內(nèi)容

基于單片機的遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-展示頁

2025-07-02 02:23本頁面
  

【正文】 ;工業(yè)生產(chǎn)中的食品加工、化工制藥等,無處不存在到對溫度的監(jiān)督控制,可見,溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)發(fā)展中占據(jù)著非常重要的地位。 研究背景和意義溫度是工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的被控參數(shù)之一。人工采樣效率低,成本高,也不能隨時監(jiān)控溫度變化,因而,采用基于單片機的無線溫度監(jiān)控設(shè)計。溫度傳感器在和其他的儀器設(shè)備配合使用中,可以有效提高的產(chǎn)品質(zhì)量,優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境,改善生活環(huán)境,因此,必須采取有效的措施去監(jiān)控溫度變化。 CC1101I 目 錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 引言 1 研究背景與意義 1 國內(nèi)外研究動態(tài) 2 社會影響 3 研究內(nèi)容 4第2章 設(shè)計方案的選擇與論證 5 溫度采集模塊方案與論證 5 無線模塊的選擇方案與論證 5 顯示模塊的方案與論證 6 工程造價 7 本章小結(jié) 7第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 8 系統(tǒng)硬件概述 8 主要單元模塊設(shè)計 9 單片機控制模塊設(shè)計 9 溫度傳感器設(shè)計 10 無線傳輸單元設(shè)計 13 顯示模塊設(shè)計 15 報警電路設(shè)計 17 溫度調(diào)節(jié)控制模塊設(shè)計 18 本章小結(jié) 20第4章 系統(tǒng)程序設(shè)計 21 系統(tǒng)總程序設(shè)計 21 液晶屏顯示程序設(shè)計 23 鍵盤掃描程序設(shè)計 27 無線收發(fā)系統(tǒng)程序的設(shè)計 30 本章小結(jié) 32結(jié)論 33參考文獻 34致謝 35附錄1 實物圖附錄2 程序I第1章 緒論 第1章 緒論 引言溫度與我們的生活息息相關(guān),它涉及到我們生活的各種領(lǐng)域。關(guān)鍵詞 STM8單片機;DS18B20溫度傳感器;CC1101I 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)AbstractTemperature is one of the mon parameters in the production of industry and agriculture. Temperature monitoring plays a very important role in industrial production. With the development of micro electronics technology and munication technology, remote monitoring and remote control has been widely used. This design uses STM8 microcontroller as the control unit, the use of temperature sensor DS18B20 and wireless transceiver module CC1101 to test the field temperature data for remote wireless measurement and whole system consists of two systems, the main system and subsystem. The main system is pleted to set the temperature value of the test site, set the value of the display, the actual value of the display, the alarm and receive data function. Subsystem to plete the temperature collection, temperature control and send data system is simple, practical, plete and versatile, which can be used in many industrial fields. It can separate the operating personnel from the bad working environment, realize the production automation and improve the production efficiency.Keywords STM8 SCM。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單實用、功能齊全,通用性強,可被應(yīng)用于許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。主系統(tǒng)完成對試驗現(xiàn)場設(shè)定溫度值、設(shè)定值顯示、實際值顯示、失控報警和接收數(shù)據(jù)功能。本設(shè)計采用STM8單片機作為控制單元,采用溫度傳感器DS18B20和無線收發(fā)模塊CC1101對試驗現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)進行遠程無線測量與控制。溫度監(jiān)控在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著非常重要的地位。3.按學(xué)院指定的地點進行設(shè)計,嚴格按照進度計劃完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。題目類型( √ ) ( )題目來源科研課題( ) 生產(chǎn)實際( )自選題目(√) 主要內(nèi)容1. 掌握溫度測量原理及控制方法2. 溫度采集單元設(shè)計3. 溫度控制單元設(shè)計基本要求(不少于2萬字),A0圖紙。 本科畢業(yè)設(shè)計(論文)基于單片機的遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 燕 山 大 學(xué)2015年 6月本科畢業(yè)設(shè)計(論文)基于單片機的遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 院: 電氣工程學(xué)院 專 業(yè): 11級測控技術(shù)與儀器 學(xué)生 姓名: 學(xué) 號: 1 指導(dǎo) 教師: 答辯 日期: 2015年6月26日 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書學(xué)院:電氣工程學(xué)院 系級教學(xué)單位:儀器科學(xué)與工程系學(xué)號1101030 學(xué)生姓名 專 業(yè)班 級精儀112題目題目名稱基于單片機的遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計題目性質(zhì):工程設(shè)計 (√);工程技術(shù)實驗研究型( );理論研究型( );計算機軟件型( );綜合型( )。( );( );( )。,要求條理清晰、文筆流暢、圖形及文字符號符合國家現(xiàn)行標準。參考資料周 次1—4周5—8周9—12周13—16周17周應(yīng)完成的內(nèi)容查閱資料,學(xué)習(xí)信號采集相關(guān)知識系統(tǒng)總體設(shè)計溫度采集與控制單元設(shè)計撰寫論文制作PPT,準備答辯指導(dǎo)教師: 王娜職稱:講師 2014年12月30日系級教學(xué)單位審批: 年 月 日摘要摘要溫度是工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的被控參數(shù)之一。隨著微電子技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,遠程監(jiān)測和遠程控制得到了廣泛的應(yīng)用。整個系統(tǒng)包括兩個系統(tǒng),即主系統(tǒng)和從系統(tǒng)。從系統(tǒng)完成溫度采集、溫度控制和發(fā)送數(shù)據(jù)功能。它可使操作人員與惡劣的工作環(huán)境分離開來,實現(xiàn)生產(chǎn)自動化,提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。 DS18B20 temperature sensor。隨著時代的進步,科研、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、電力控制等部門都越來越依賴的對溫度的監(jiān)控。但是現(xiàn)在溫度監(jiān)控方面存在諸多問題,比較突出的問題是采用人工定時采樣溫度的方法,極大的限制的效率的最優(yōu)化。本文所設(shè)計的無線溫度監(jiān)控系統(tǒng),采用CC1101無線收發(fā)模塊作為數(shù)據(jù)傳輸單元,采用DS18B20型數(shù)字式溫度傳感器作為溫度采集單元,并且具有顯示、報警、溫度控制等功能,較好的解決了存在的問題?,F(xiàn)實生活中無處不存在溫度控制。并且隨著科技的不斷發(fā)展,工農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化,對溫度控制的效率和精度的要求也越來越高。 遠程溫度監(jiān)控的通信方式多種多樣,如通過有線網(wǎng)絡(luò)、無線電等進行遠程監(jiān)控。利用無線電通信,方便、靈活,而且經(jīng)濟。 在溫度控制的方法上,傳統(tǒng)的控制方法(包括經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制)在處理具有非線形或不精確特性的被控對象時十分困難。 在溫度采集方法上,通常是利用熱電偶把熱化為電信號,再通過A/D轉(zhuǎn)換得到溫度值。綜合上面的考慮,本次畢業(yè)設(shè)計設(shè)計了基于無線電通信的遠程溫度控制系統(tǒng)。在現(xiàn)代社會中,溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面,其作用也體現(xiàn)到了各個方面,隨著人們生活質(zhì)量的提高,酒店廠房及家庭生活中都會見到溫度控制的影子,溫度控制將更好的服務(wù)于社會。傳統(tǒng)的溫度采集的方法不僅費時,而且精度差滿足不了各行業(yè)對于溫度數(shù)據(jù)提高精度,設(shè)備高可靠性的需求。選擇適當(dāng)?shù)膯纹瑱C和溫度傳感器以及前端處理電路,可以獲得較高的測量精度,不但方便快捷,成本低廉,省事省力,而且大幅度提高了測量精度。早在 2000 多 年前,人類就開始為檢測溫度進行了各種努力,并開始使用溫度傳感器檢測溫度。 隨著國內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展,溫度監(jiān)控技術(shù)也有了不斷的進步。另一部分是電子裝置,它主要完成對信號的接收、處理、對測點進行控制、溫度顯示等功能。儀器本身也趨向小型化,多采用集成度較高的芯片或元件組成電路。目前的溫度檢測技術(shù)原理很多,大致包括以下幾種:(1)物體熱脹冷縮原理(2)熱電效應(yīng)(3)熱阻效應(yīng)(4)利熱輻射原理。與之相比較,半導(dǎo)體溫度傳感器具有靈敏度高、體積小、功耗低、時間常數(shù)小、自熱溫升小、抗干擾能力強等諸多優(yōu)點,無論是電壓、電流還是頻率輸出,在相當(dāng)大的溫度范圍內(nèi)( 55~150 ℃)都與溫度成線性關(guān)系,適合在集成電路系統(tǒng)中應(yīng)用。未來主要的研究方向?qū)⑹侨绾螖U大它的溫度適用范圍,以及智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面。測溫儀器由溫度傳感器和信號處理兩部分組成。溫度傳感器隨著溫度變化而引起變化的物理參數(shù)有: 膨脹、電阻、電容、熱電動勢,磁性能、頻率、光學(xué)特性及熱噪聲等等。 社會影響隨著時代的進步,科研、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、電力控制等部門都越來越依賴的對溫度的監(jiān)控。 工業(yè)上,常到液體加熱,比如電鍍廠的電鍍液有溫度要求,需要加熱或者冷卻;再比如注塑機的模具溫控機也有循環(huán)水溫度加熱的要求;這些加熱都要求溫度控制精準,波動范圍小,靠人工是一定不行的,只能用自動溫度控制。工業(yè)自動化技術(shù)作為21 世紀現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一,是實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)安全、平穩(wěn)、優(yōu)質(zhì)、高效的基本條件和重要保證,是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的有效手段,對鋼鐵、石化、冶金、電力、紡織等支柱性產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步具有重要作用,其技術(shù)水平已成為衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度的標志?,F(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)追求安全生產(chǎn),將測量人員與數(shù)據(jù)的采集現(xiàn)場分離能有效的降低工程作業(yè)的危險指數(shù)。遠程溫度監(jiān)控室對操作人員的一個保護傘,從根本上隔離了采集現(xiàn)場和操作人員。在工業(yè)生產(chǎn)中,無線溫度監(jiān)控能夠有效的提高生產(chǎn)效率,改變以往的溫度采集方式,使溫度采集更為方便可靠。遠程溫度的自動控制也能很好的提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)量,在農(nóng)業(yè)自動水平道路上具有突出的 研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)本設(shè)計是基于單片機的遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng),經(jīng)過大量查閱資料和研究,最終確定采用STM8為主控芯片,DS18B20作為溫度采集芯片,CC1101作為無線接收和發(fā)射模塊,采用QC1602液晶屏進行顯示。該系統(tǒng)具有溫度過限報警功能,設(shè)有4個獨立按鍵,分別進行溫度高低限定值的選擇、設(shè)定,清除報警聲和報警燈。主要解決下列幾點問題(1)數(shù)據(jù)采集是否長期準確無誤。(2)數(shù)據(jù)遠程傳輸(無線收發(fā))模塊能否及時準確無誤的傳輸數(shù)據(jù)問題。3第2章 設(shè)計方案的選擇和論證 第2章 設(shè)計方案的選擇和論證 溫度采集模塊選擇方案與論證 方案一:使用熱敏電阻作為傳感器,用熱敏電阻與一個相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓,利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性,采集這兩個電阻變化的分壓值,并進行A/D轉(zhuǎn)換。因此此方案不可行。DS18B20的數(shù)字溫度輸出通過1Wire總線,又稱為“一線”總線,這種獨特的方式可以使多個DS18B20方便地組建成傳感器網(wǎng)絡(luò),為整個測量系統(tǒng)的建立和組合提供了更大的可能性。DS18B20 可以直接讀出被測溫度值。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點,使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò),為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。它在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、測數(shù)距離、分辨率等方面比其他溫度傳感器有了很大的進步。 無線收發(fā)模塊的選擇方案與論證 方案一:采用TX315AT01和TX315AR01的無線收發(fā)模塊。TX315A可應(yīng)用于無線遙控、數(shù)據(jù)傳送、自動抄表系統(tǒng)、無線鍵盤操作系統(tǒng)、警戒系統(tǒng)。此系統(tǒng)用此模塊很好,但是這個模塊的價格太昂貴,所以放棄此方案。其主要針對工業(yè)、科研和醫(yī)療(ISM)以及短距離無線通信設(shè)備(SRD)。CC1101在代碼、封裝和外引腳方面均與CC1101兼容,可用于全球最為常用的開放式低于1GHz頻率的RF設(shè)計。 工作溫度范圍:40℃~+85℃足夠滿足設(shè)計要求。 顯示模塊的選擇方案與論證方案1:LCD顯示器LCD1602 工業(yè)字符型液晶,能夠同時顯示16x02即32個字符。1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行,每行16個字符液晶模塊(顯示字
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