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多点无线温度监测系统的设计毕业设计开题报告
在传统的温度测量系统设计中,往往采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如引 线误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题;而其中某一环节处理不当, 就可能造成整个系统性能的下降。随着现代科学技术的飞速发展,特别是大规模集成电路设计技 术的发展,微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向。美国 Dallas 半导体公司 推出的数字温度传感器 DS18B20,具有独特的单总线接口,仅需要占用一个通用 I/0 端口即可完
多
路
温
开
度
关
传
变
感
送
A/D
单
转
片
LED 显示
器
器
换
机
图 3.1 方案二的框图
如图 3.1,采用该方案技术已经成熟,AD 转换电路设计较烦琐,而且使用 AD590 进行温度 检测必须对冷端进行补偿,以减小误差。
三、对于课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法(技术路线)或 设计(实验)方案进行说明,论文要写出相应的写作提纲
解决的主要问题是温度自动控制问题,使得在一定的区间内,在自动控制系统的控制下,温 度始终在人们要求的范围之内。
解决问题的思路与方法有:本设计是基于 AT89C51 为核心的单片机温度控制系统,温度信号 由 18B20 温度传感器进行采集,然后经过转换成数字信号后传入单片机,由单片机对数字信号进 行相应的处理,从而得到温度控制的目的,然后输出在数码管上进行显示。首先要解决的是对 18B20 数字温度传感器本身的属性,它的用法,各个性能参数,内部功能有一个很好的掌握,还 要对 51 单片机的用法,外围电路(温度检测电路,温度控制电路,单片机串口通信的电路,复 位电路,数码管显示电路)的设计接法进行进一步的掌握,最后就是软件编写部分了,软件部分 需要解决的问题有 18B20 初始化模块,DS18B20 对温度的获取并转换模块,温度数据的处理模块, 温度数据显示模块,超高(低)温控制模块,串口初始化模块。 3.1 设计方案一
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据功能;子系统完成温度采集、温度控制和发送数据功能。该系统采用 RS-232 串行通讯标准, 通过上位机(PC)控制下位机(单片机)进行现场温度采集。温度值既可以送回主控 PC 进行数 据处理,由显示器显示。也可以由下位机单独工作,实时显示当前各点的温度值,对各点进行控 制。下位机采用的是单片机基于数字温度传感器 DS18B20 的系统。DS18B20 利用单总线的特点 可以方便的实现多点温度的测量,轻松的组建传感器网络,系统的抗干扰性好、设计灵活、方便, 而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测 场合。 应用领域:多点无线温度的测量广泛应用于以下领域:①冷冻库,粮仓,储罐,电信机房,电力 机房,电缆线槽等测温和控制领域。②轴瓦,缸体,纺机,空调等狭小空间工业设备测温和控制。 ③汽车空调,冰箱,冷柜以及中低温干燥箱等。④太阳能供热,制冷管道热量计量,中央空调分 户热能计量等。
采用模拟分立元件,如电容、电感或晶体管等非线形元件,实现多点温度的测量及显示,该 方案设计电路简单易懂,操作简单,且价格便宜,但采用分立元件分散性大,不便于集成数字化, 而且测量误差大。 3.2 设计方案二
本方案采用 AT89C51 单片机为核心,通过温度传感器 AD590 采集温度信号,经信号放大器放 大后,送到 A/D 转换芯片,最终经单片机检测处理温度信号。
成与微处理器的通信;在-10~+85℃ 温度范围内具有 0.5℃ 精度;用户可编程设定 9~12 位
的分辨率。以上特性使得 DS18B20 非常适用于构建高精度、多点温度测量系统。
二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 研究现状:国外对温度控制技术研究较早,始于 20 世纪 70 年代。先是采用模拟式的组合仪表, 采集现场信息并进行指示、记录和控制。80 年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计 算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快,一些国 家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究 较晚,始于 20 世纪 80 年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上,才掌握 了温度室内微机控制技术,该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算 机应用,在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术 上,以单片机控制的单参数单回路系统居多,尚无真正意义上的多参数综合控制系统,与发达国 家相比,存在较大差距。 发展趋势:我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度,生产实际中仍然有许多问题困 扰着我们,存在着装备配套能力差,产业化程度低,环境控制水平落后,软硬件资源不能共享和 可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化,集成化,系统的各项性能指标更准 确,更加稳定可靠。 研究方法:本设计运用主从分布式思想,由一台上位机(PC 微型计算机),下位机(单片机)无 线多点温度数据采集,组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统。整个系统包括主、从两个 子系统,其中主系统完成对试验现场设定温度值、设定值显示、实际值显示、失控报警和接收数
本科毕业设计开题报告
题目 学生姓名 所在院(系) 专业班级 指导教师
多点无线温度监测系统的设计 学号
年 月日
题目
多点无线温度监测系统的设计
一、选题的目的及研究意义 随着科学技术的不断进步与发展,在工业生产中温度是常用的被控参数,而采用单片机来对
这些被控参数进行控制已成为当今的主流。温度控制在工业控制、电子测温计、医疗仪器、家用 电器等各种温度控制系统中广泛应用,且由过去的单点测量向多测量发展。目前温度传感器有模 拟和数字两类传感器,为了克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和 A/D 转换器 的弊端,大多数多点测温控制系统采用数字传感器,并大大方便了系统的设计。比较有代表性的 数字温度传感器有 DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635、SMT160-30 等。