智能化温度自动采集系统

摘要

现代农业生产离不开环境控制，本文针对温室智能化控制存在的诸多因素，将智能传感器DS18B20与单片机AT89C52控制相结合，提出了基于单片机的智能化温度自动采集系统的设计方案。

在系统硬件设计中，整个系统由数据采集系统、单片机控制系统和计算机监控系统组成。系统以单片机为核心，以多个温度传感器作为测量元件，通过单片机与智能传感器相连，实现数据的采集、存储和显示，最终将数据通过串口传送给计算机。在软件设计中，系统采用了层次化、模块化设计的方法，主要编写了主程序和温度采集、键盘扫描等子程序。

该系统的主要特点就是可以实现大棚温度的实时监测，能够较远距离的传输温度信号，并且测量范围较广，测量精度较高。

关键词：智能温度传感器DS18B20 单片机AT89C52 温度采集显示

Abstract

Modern agricultural production is inseparable from the environment control.This intelligent control for greenhouse will be among the many factors that intelligent sensor DS18B20 combination of the control and SCM AT89C52. This thesis proposes a design of intelligent automatic temperature acquisition system.

This hardware design system adopts hierarchical, modular design. The whole system consists of data acquisition system and single-chip microcomputer control system and computer monitoring system composition. System based on SCM, with multiple temperature sensor as measuring element, through the single-chip microcomputer and intelligent sensor is linked together, realize the data acquisition, storage and display,this eventually data will transmitted through serial computer. In software design, system USES a hierarchical, modular design method, the main program mainly prepared with temperature gathering, keyboard scan a subroutine and so on.

The system's main characteristic is can realize real-time monitoring, trellis temperature to the greater distance transmission temperature signal a wider range, and measurement, high measurement precision.

Keywords：Intelligent temperature sensor DS18B20 SCM AT89C52 Temperature gathering display

目录

第1章绪论 (1)

1.1课题研究目的和意义 (1)

1.2国内外研究现状 (3)

1.3本文主要研究内容 (6)

第2章系统总体方案设计 (7)

2.1系统组成 (7)

2.2系统控制方案设计 (7)

2.3系统总体方案设计 (8)

2.3.1 系统控制器的选择 (8)

2.3.2检测元件的选择 (10)

2.3.3 外围接口设备的选择 (12)

第3章系统硬件设计 (16)

3.1控制单元电路设计 (16)

3.2信号检测电路设计 (22)

3.3 外围设备接口电路的设计 (23)

3.3.1显示器接口电路设计 (23)

3.3.2键盘接口电路设计 (25)

3.3.3串口通讯电路设计 (26)

3.4 系统硬件原理图 (27)

第4章系统软件设计 (29)

4.1 总体设计思想 (29)

4.2 主程序设计 (32)

4.3 数据采集子程序设计 (35)

4.4 键盘显示子程序 (37)

第5章总结 (39)

致谢 ............................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献 . (41)

附录1：智能化温度自动采集系统硬件原理图 (43)

附录2：智能化温度自动采集系统程序清单 (44)

第1章绪论

1.1 课题研究目的和意义

随着科技发展的脚步越来越快，各行各业对于温度检测的要求越来越高，无

论是对于机器温度的检测，还是厂房温度的控制，甚至在日常家居温度的监控中，智能化温度自动采集系统都成为其中必不可少的一部分。

由于各个行业对测温系统的要求越来越高，这必然引起了我们对智能化温度

采集的重视。迈入21世纪后，温度传感器也正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性，以及向开发虚拟传感器和网络传感器等高科技的方向迅速发展。进而使温度的测量和控制占据了更加重要的地位，消防电气的非破坏性温度

检测，电力、通讯设备的过热故障预知检测，空调系统的温度检测，医疗与诊断

设备的温度测试，粮仓的温度监控，军械库房、数控车床等等设备的温度过热检测，大到国家企业，小到居家生活都与温度检测密切相关，可见智能化温度采集

系统的应用十分广阔。

温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、煅烧、浓度、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产量等一系列重大问题。因此在现代社会对于温度采集和检测的意义就越来越大。传统的温度控制系统采用模拟电路设计，存在不可避免的缺陷，如系统的电路结构复杂，操作困难，系统电路所需的功率较大，易出现温度的漂移，缺乏友好的人机界面，温度控制的实时性差等。这些缺点都源于温度控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。采用单片机进行温度控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面都具有重要的现实意义。同时，单片机还具有很强的可扩展性，它具有和普通计算机类似的、强大的数据处理功能，通过使用一些科学的算法，可以获得很强的数据处理功能。

温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中得到了广泛应用。在工业生产中，很多时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。使用智能化温度自动采集系统可以对生产环境的进行自动监控，保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行，从而提高生产效率。

伴随信息领域各种技术的发展，采集数据的信息化也成了目前社会的主流发展方向。并且这种数据采集方式已在石油勘探、地震数据采集等领域得到了应用。再辅之以测控技术的迅猛发展，以嵌入式计算机为核心的数据采集系统已经在测控领域中占到了统治地位。数据采集系统就是将现场采集到的数据进行处理、传输、显示、存储等操作，而它的主要功能则是把模拟信号转变成数字信号，然后进行分析、处理、存储和显示。恰好与之相符的是，我们想要设计的智能化温度自动采集系统必须可以适用于各种恶劣环境并满足其对温度控制方面的不同要求，故我们设计的系统不仅要灵活、抗干扰性好而且在数据采集及处理方面要做到精准和及时，这样才能保证我们设计的温度采集系统无论应用于哪个领域，都能有较高的工作效率，便捷的实时操作与监控方式，除此之外，还可以取得不菲的经济效益。

我们设计智能化温度自动采集系统的主要目的是为了实现对被测物体的实时监测，以及当其发生温度的骤变时，我们能够及时的采取相应措施进行弥补和挽救，尽量避免和减少因为温度不适给机器和工厂带来不必要的经济损失。有这样一组调查报告我们可以关注一下，我国有13多亿人口，其中就有9亿多农民，可见保持粮食生产和流通的稳定至关重要。粮食仓储和流通设施的建设意义也很重大。由于粮食仓储规模逐渐增大以及多种仓型和供应的需要，已经使目前的粮仓储备仓容严重不足。每年由于粮食霉坏变质，鼠咬虫蛀和跑冒滴漏等各种情况，就可能造成巨大的经济损失。以中型粮库为例的一套粮温检测与控制系统平均价格仅相当于粮食价格的1.27％，而每年由于粮食霉坏变质，鼠咬虫蛀和跑冒滴漏等问题造成的粮食损失最少在5％以上，所以智能化温度自动检测系统在粮仓建设方面具有直接作用，不但能产生巨大经济效益，也具有重大的社会效益。随着粮食产量的逐年增加，传统的人工查看粮温的方法现已逐步被电子测温设备所取代。

准确及时地检测粮堆各部位温度湿度两项生态因子，即可得到粮堆内部多种生态环境变化数据，准确地反映和显示粮堆内部各处温度、湿度、粮食水分、绝对湿度、饱和湿度等粮堆气象状况，结合外温外湿、仓温仓湿及粮质，计算机粮情检测系统就可较全面地分析粮堆内虫害霉菌的繁衍活动规律，以及粮堆内外生态环境状况等储粮相关数据，实时控制指导粮仓密闭、机械通风、降温制冷等设备运行，以控制粮堆的温度。同时通过大量检测的数据进行统计、综合、预测分析，控制粮仓设备等处于安全运行状况，对粮食不用药物熏蒸，确保储粮品质，实现绿色保质保鲜储粮。

由此可见，在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，在一些工业自动化系统中，一般温度检测点占全部检测点的50%以上，可见温度的测量及控制占据着极其重要地位。温度已成为大多数仪器正常工作的前提，而且对温度的要求也越来越严格。因此，对于智能温度采集方法的研究也越来越受到人们的重视。

1.2 国内外研究现状

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，智能化温度自动采集已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，国内外在多路温度采集装置的设计上都有了比较成熟的设计技术，这系列的产品不仅性能高、价位低，而且是利用大屏幕液晶显示可以同时观看到多通道温度的变化，十分适合于智能化的温度自动采集。

1.国内的研究现状

国内的智能温度采集器普遍具有以下七大特性：

（1）快速的设定模式，所有重要的测量数据都放置在同一位置，设定过程简单，拥有可拆卸式输入端子，可以把每8个通道作为一个单位移动输入端子，令配线更加简单。此外端子模块可单独购买，增加了系统使用的灵活性。

（2）多通道输入技术，拥有标准配置的USB接口，能够可靠记录采集到的数据。用户不仅可以一键保存测量数据，而且能直观明了的观察到数据显示。温度采集装置拥有最高32通道的直接插槽，接上热电偶就可以测量，还有1个无限扩

展插槽，可以接受模块组合。无论用户是需要少数几个简单的数据记录通道，还是需要数百上千个性能通道，智能温度采集装置都能满足客户的温度采集要求。此外，各通道间都互为绝缘，具有较强的耐共模噪声，在广泛的现场应用中可以进行可靠的数据采集。

（3）多点同时采样技术，以单通道每秒一次的测量周期，与以往的温度巡检装置不同的是，智能温度采集装置能够真正的做到每通道同时采样同时显示，因此用户可以采集更加详细的数据。

（4）大容量内存，国外的温度采集装置多配有外部U盘转存接口，这样可以更大要求的满足用户存储时间长的要求，用户还可以根据自己不同的存储要求配备不同的U盘容量。如果一旦发生断电现象，数据会自动保存在U盘中，决不用担心数据丢失，当再次恢复供电时智能温度采集装置便会自动恢复温度采集。

（5）具有高可靠性的硬件设备，国内设计的智能化温度自动采集装置一般用电子开关管作为切换输入信号的扫描仪。它是由隔离电压达到3000VDC及3nA低漏电流的MOSFET和光电耦合器构成，能够达到10采样点/秒的高速扫描，区别于传统的继电器采样模式，延长了扫描仪的使用寿命并且消除了噪声。

（6）外部存储媒体功能，该功能可确保文件自动保存到外部存储媒体时，始终保留最新数据。当外部存储媒体的容量已满或超过最大可存储文件数时，旧文件自动删除以保存新文件。外部存储媒体功能可以让用户长时间连续使用，无需更换外部存储装置。

（7）智能分析和显示，国内外的智能温度采集装置都拥有一个或多个超清晰宽视角LCD液晶显示屏，可以将温度采集的实时数据进行显示，同时可以把数据和曲线以文本格式保存在外部存储器中。利用相应的软件便可查看数据或者曲线，然后做出分析。

除了以上的主要特性外，智能温度自动采集装置可以设定参数选用1～32路任意路测量，测量时间间隔可以由用户自由设定，可为1ms～99m，常用的温度采集装置都会有报警系统，用户可以自行设定温度上下限和选择单一报警通道还是全部通道报警，且温度单位摄氏（℃）和华氏（℉）可以自动转换。仪器的分辨率可以达到0.1℃，温度采集的范围为－50～150℃，测量精度优于0.5级，配有计算机系统软件采集温度数据，绘制温度曲线，同时将温度数据曲线保存在上位

机中。

2.国外的研究现状

与国内的智能温度自动采集系统相比较，国外设计的温度采集系统在某些方面比我国的优越一些。它可配置成20～120个通道，6位半分辨率，0.004%基本直流电压精度和极低的读数噪声，250通道/秒的扫描速率，配有HP-IB和RS232接口，并带有内置信号调整的输入通道，这样就可以使用户在第一时间内完成温度采集所需要的速度和精度。

近年来，无论在科研实验、大棚蔬菜种植、各种动物养殖还是卫生医疗等场合经常要用到智能化温度采集系统。利用上位机将采集到的多点温度进行分析处理是非常方便的。目前上位机的数据接口最方便的就是通用串行总线USB。USB 总线具有连接方便，无需外接电源，即插即用，支持热插拔，动态加载驱动程序等特有优点，在主机和数据采集系统之间可以实现简单、快捷、可靠的连接和通讯。在测试设备与计算机之间建立有效、灵活、低功耗、可靠的通讯方式。实现测试仪器高速、便捷、网络化是当今仪器发展的一个重要方向。然而通过利用USB 作为数据采集与交换的方式的广泛应用，我们发现目前使用的大多数USB设备都属于USB外设，它们之间进行数据的交换都离不开作为USB主机的PC，这又给室外检测或监控设备的使用带来困难。如图1-1所示：

图1-1 多路温度采集器

1.3 本文主要研究内容

智能化温度自动采集系统的技术指标：

测量范围：0～120℃；

控制精度：±0.5℃；

采样点数：32点；

循环采样时间：60秒；

实时时钟：12小时或24小时；

显示位数：8位显示；

传输内容：点号、时间、仪器号；

并且具有与上位机通讯的功能。

第2章系统总体方案设计

2.1系统组成

我国是农业大国，大棚种植已经成为我国农业不可缺少的种植方式，为了保证大棚种植的产量，温度的采集控制在大棚种植中占据了非常重要的地位。在大棚温度测量中，传统的方法是用温度计测量，人工读取记录的方式，这种方法不仅麻烦而且精度较低。我们针对大棚温度采集的特点设计了一个智能化温度自动采集系统，可以实现对多个大棚的多个采集点同时进行温度采集。

智能化温度自动采集系统主要由3个部分组成：

1.信号采集部分：负责管理每个大棚的温度采集终端，每隔一定时间发出一个采集指令，各个大棚受到指令后开始进行温度采集。

2.信号传输部分：每个大棚都有一个温度采集终端，每个采集终端都是通过1-Wire总线连接若干个数字温度传感器，温度采集终端和上位机之间使用 RS232串行接口，只需发送控制指令即可实现对远程对象的有效控制。

3.信号处理部分：主要功能是接收各个采集终端的每个采样点的温度数据，当我们想要知道哪个大棚中的实时温度时就将其显示出来。

2.2系统控制方案设计

智能化温度自动采集系统是一个开环工作系统，它的工作流程就是将温度采集装置安装在温室大棚的固定位置上，利用温度检测装置采集检测出大棚在不同时刻的温度值，然后将检测到的温度值传回到单片机中，单片机可以根据不同的输入显示出某个大棚在某一时刻的实时温度，这样便完成了一个智能化温度自动采集系统的开环控制。智能化温度自动采集系统开环控制结构图如图2-1所示：

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图2-1 智能化温度自动采集系统原理框图

2.3系统总体方案设计

智能化温度自动采集系统主要运用主从分布式思想，由上位机、主控模块和多块温度采集模块组成，从而形成三级分布式多点温度测量的监测系统。最底层的温度采集模块采用单片机作为主控芯片，采用数字式温度传感器进行温度信号的采集。当需要进行温度测量时，温度采集模块根据主控模块发来的采集指令进行温度信号的采集，并把采集到的温度信号通过主控模块传输给上位机。主控模块和各温度采集模块之间的数据通讯采用串口通信的方式。将下位机检测到的温度信号传给上位机，实现上下位机的通讯功能。此外还要将采集到的不同点的温度显示出来，便于我们对大棚中的温度进行实时监控。其总体设计框图如图2-2所示：

图2-2 智能化温度自动采集系统总体设计框图

2.3.1 系统控制器的选择

方案一：采用单片机作为智能化温度自动采集系统的控制器，因为它的集成度高，系统结构简单，使用方便，易实现模块化，且其有较好的抗干扰性，可靠

性高，芯片引线齐全，容易实现外部扩展。除此之外，它的运行速度较高，控制功能较强，单片机内部的数据信息可以保存很长时间，具有较高的性价比。单片机内部虽也有和工控机功能类似的模块，比如CPU、内存、并行总线、还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对于工控机和PLC 弱很多，故只适合做一些控制电器不是很复杂的工作。由于单片机低廉的成本，造就了它只能用最低级的汇编语言进行软件编程。

单片机也正是凭借着它体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用与仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可以实现多种物理量的测量。采用单片机控制使的仪器仪表数字化、智能化和微型化。此外，单片机也可以构成形式多样的控制系统和数据采集系统，应用于工业控制。

方案二：采用工控机作为智能化温度自动采集系统的控制器。工控机的主要特点有：

1.采用符合“EIA”标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。

2.采用总线结构和模块化设计技术。CPU及各功能模块皆使用插板式结构，并带有压杆软锁定，提高了抗冲击、抗振动能力。

3.机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘。

4.配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护。

5.电源及键盘均带有电子锁开关，可防止非法开、关和非法键盘输入。

6.具有自诊断功能。

7.可视需要选配I/O模板。

8.设有“看门狗”定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复位。

9.开放性好，兼容性好，吸收了PC机的全部功能，可直接运行PC机的各种应用软件。

10.可配置实时操作系统，便于多任务的调度和运行。

11.可采用无源母板（底板），方便系统升级。

正是由于工控机有以上优点，使得它拥有了不菲的价格，故其更加适用于工业现场，工作在有强烈的震动，灰尘特别多，另有很高的电磁场力干扰等工厂里，完成在工厂中的连续作业。

方案三：采用PLC即可编程逻辑控制器作为智能化温度自动采集系统的控制

器。PLC的特点就是它的实现成本较低，由于可以直接利用已有的配电网络作为传输线路，所以不用进行额外布线，从而大大减少了网络的投资，降低了成本。另外它的使用范围广，速率高。只要有电力线覆盖的地方就可以使用PLC，这样的规模是其他任何网络无法比拟的。它还可以提供高速的传输，这样便使PLC可以轻松地渗透到每个家庭，为互联网的发展创造了极大的空间。

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，可以即插即用，没有繁琐的过程，所以它更适合于用于控制大型机械的生产过程。

根据智能化温度自动采集系统的设计要求，以及对所提方案的比较，以单片机作为控制器的系统电路极其简单，程序编写与固化也相当方便灵活，而且有效的降低了开发成本。故本设计更适合于选择方案一，即选用单片机作为智能化温度自动采集系统的控制器。

2.3.2检测元件的选择

方案一：采用热电偶作为智能化温度自动采集系统中温度的检测元件。它的主要特点就是测量范围广，测量精度高，且构造简单，使用方便。它的测量范围为-200～1300℃，特殊情况下最大测量范围可达到-270～2800℃，因其直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

热电偶常常用在温度测量仪表中作为测温元件，由于热电偶的材料一般都比较贵重，而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。正是由于这样，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时还必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。所以只要安装不当或绝缘性变差都会影响温度检测的精度，引入误差，造成测温系统的不稳定。

方案二：采用热电阻作为智能化温度自动采集系统中温度的检测元件。与热电偶相比，热电阻的主要优点是在同样温度下它输出的信号较大，易于测量。热电阻感温部分的尺寸较大，热电偶工作端只是很小的焊点，因而热电阻测温的反应速度比热电偶慢。在测电阻时，热电阻必须借助外加电源。热电阻与热电偶的选择最大的区别就是温度范围的选择，同类材料制成的热电阻不如热电偶测温上限高，故热电阻是低温区常用的一种温度检测器。由于铂电阻的测量精确度是最高的，所以它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

选择不同材料制成的热电阻，其应用的环境也不同。例如铂电阻适用于中性和氧化性介质中，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度系数大，适用于无腐蚀介质，一旦超过150就易被氧化。热电阻通常对其安装的要求比较高，而且安装起来也比较复杂。

方案三：采用集成温度传感器AD590作为智能化温度自动采集系统中温度的检测元件。集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它具有线性度好、灵敏度高、体积小、不需要辅助电源等优点，它可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件一旦反接也不会被烧坏。

AD590测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路，常用于测温和热电偶的冷端补偿,但是由它构成的电路比较复杂，测量点数较少，而且对线阻也有要求，造成了它不利于信号的远距离采集和传输。

方案四：采用温度传感器DS18B20作为智能化温度自动采集系统中温度的检测元件。该传感器具有独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温；DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；它的测温范围在－55～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；此外它的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快；测量结果

直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力；DS18B20与AD590具有相同的负压特性，电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，只是不能正常工作。

DS18B20虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也有以下几方面的问题需要注意。首先在对DS18B20进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果；其次是在单总线上所挂DS18B20的数量问题，当单总线上所挂DS18B20超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时需要加以注意；再次连接DS18B20的总线电缆是有长度限制的，试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误，当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m，这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，在用DS18B20进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题；最后，在DS18B20测温程序设计中，向DS18B20发出温度转换命令后，程序总要等待DS18B20的返回信号，一旦某个DS18B20接触不好或断线，当程序读该DS18B20时，将没有返回信号，使程序进入死循环。我们在进行DS18B20硬件连接和软件设计时也要对这一点引起重视。

根据智能化温度自动采集系统的设计要求，以及对所提方案中检测元件优缺点的比较，得出热电偶和热电阻对于安装的环境的要求较高，而且安装复杂，故不适合系统的安装要求。AD590是一个集成温度传感器，如果我们用它只检测温度，势必会造成某些功能的浪费，而且与DS18B20相比它的造价也比较高，也不太适合我们所设计的系统。DS18B20虽然在实际应用中存在一些问题，但它更适合于智能化温度自动采集系统的设计指标，可以实现0～120℃的温度测量，而且可以将其的测量精度控制在 0.5℃之内，更有利于温室大棚中多点温度的采集。故本设计更适合于选择方案四，即选用温度传感器DS18B20作为智能化温度自动采集系统中温度的检测元件。

2.3.3 外围接口设备的选择

1.显示器的选择

方案一：采用发光二极管LED作为智能化温度自动采集系统中显示器的显示元件。它是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。首先，它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。其次，LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。最后就是LED的耗电量相当低，直流驱动，超低功耗，电光功率转换接近100%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A，这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能80%以上。

LED灯具因具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点，广泛应用于各种室内、户外显示屏，可分为全色、三色和单色显示屏。LED还作为LCD 背光源应用，具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点，已广泛应用于电子手表、手机、电子计算器和刷卡机上，随着便携电子产品日趋小型化，LED 背光源更具优势，因此背光源制作技术正在向更薄型、低功耗和均匀一致等方面发展。LED发光二极管已被全球公认为最高效的人造照明技术，但近年来研究结果显示，有些LED灯中包含有锑、砷、铬、铅以及其他多种金属元素。其中，部分LED灯的有毒元素含量已经超过了监管部门制定的标准。如果使用普通填埋的办法处理将会污染土壤和地下水。而如果LED灯破碎，还可能会对直接接触的人体健康造成损害。此外，LED由于单个发光面比较窄，通常大规模集成在线路板上，形成一个比较大的发光源，由此会造成大量热量积累，有时会击穿电路板，导致发光源不能正常工作。

方案二：采用数码管作为智能化温度自动采集系统中显示器的显示元件。数码管是一种半导体的发光器件，其基本单元是发光二极管。我们可以通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。数码管的主要特点就是使用简单，价格便宜，而且很安全。

数码管的应用极为广泛，特别是在家电领域，空调、热水器、电冰箱等电器的显示都是由数码管制成的。但是由于数码管是基于发光二极管制成的，正向压

降的分散性较大，会造成数码管的亮度不均匀，其次就是短时间的电流过载可能对发光管造成永久性的损坏，不过采用恒流驱动电路后可防止由于电流故障所引起的数码管的大面积损坏。

方案三：采用阴极射线管CRT作为智能化温度自动采集系统中显示器的显示元件。CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD液晶显示器难以超越的优点，而且CRT 显示器的价格也比LCD显示器便宜不少。

CRT显示器只适合安置在干净清洁的环境中，因为其内部的高压极易吸引空气中的尘埃粒子，而它的沉积将会影响电子元器件的热量散发，使得电路板等元器件的温度上升，产生漏电而烧坏元件，灰尘也可能吸收水分，腐蚀显示器内部的电子线路等。CRT显示器对于环境的要求较高，我们在平时使用时，应把显示器放在离其它电磁场较远的地方，定期使用显示器上的消磁按钮进行消磁，将CRT 显示器长期暴露在磁场中可能会导致其磁化或损坏。CRT显示器还不宜工作在环境温度较高、强光照射的环境中，这样不仅会加速显示器的老化，还会降低它的发光效率。

方案四：采用液晶显示器LCD作为智能化温度自动采集系统中显示器的显示元件。LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。它的主要特点是：低压微功耗；平板型结构；被动显示型，无眩光，不刺激人眼，也不易引起眼睛疲劳；因为像素可以做得很小，故其显示信息量大；易于彩色化，在色谱上可以非常准确的复现；无电磁辐射，对人体安全，利于信息保密；长寿命，这种器件几乎没有什么劣化问题，因此寿命极长，但是液晶背光寿命有限，不过背光部分可以更换。

LCD主要应用于家用电器、高精度的仪器仪表、计算机以及通讯设备中，由LCD制成的显示器体积小，耗电量低，也正是由于它具有优良性能，造成了它的造价比较高，适用于高精度、高清晰度等精密显示仪器中。

根据智能化温度自动采集系统的设计要求，以及对以上所提方案中显示元件性能的比较，我们发现，如果由发光二极管LED作为温度显示，其硬件电路将会很复杂；如果选用数码管进行8位显示，将会浪费单片机很多的I/O口，不便于

其他功能的扩展；因为阴极射线管CRT对环境的要求比较苛刻，故不采用。相比较而言，本设计更适合于选择方案四，即选用液晶显示器LCD作为智能化温度自动采集系统中温度的显示元件。

2.键盘的选择

方案一：采用独立式键盘作为智能化温度自动采集系统的输入装置。独立式键盘的特点就是每个按键占用一条I/O线，适合用于按键个数少、单片机引脚宽裕的简单的系统。当按键个数较多时，I/O口的利用率不高，但是程序编制简单。

方案二：采用矩阵式键盘作为智能化温度自动采集系统的输入装置。当单片机系统中键盘中按钮数量较多时，为了减少I/O口的占用，常常将按键排列成矩阵形式。矩阵式结构的键盘显然比独立式要复杂一些，识别也要复杂一些，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下，行线输出是低电平。一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。

矩阵式键盘适用于大量使用按键的复杂电路，它提高了I/O口的利用率，但是软件编程较复杂。

根据智能化温度自动采集系统的设计要求，智能化温度自动采集系统需要进行32点的温度采集，8位的数码显示，故需要按键个数较多，所以选择方案二即矩阵式键盘作为智能化温度自动采集系统的输入装置，这样还可以节省I/O口的使用率。

根据智能化温度自动采集系统的要求，我们还需要增加一些功能键，以此来保证和维持系统正常、有序的运行，如果系统一旦出现一些失误，也便于我们及时的修正。首先需要有一个复位键，一旦系统出现错误，可以通过这个键使系统恢复到初始化设置；需要十个按键来输入采样的点号，这样便于我们对想要关注的点进行温度的实时观测；还需一个时间调整键，进行时间的设置和修改；最后需要一个确定键，当输入点号结束后，用这个按键作为输入结束的标志。

基于单片机的无线温湿度采集系统的的设计

基于单片机的无线温湿度采集系统的的设计

目录 设计总说明 ......................................................................................... 错误!未定义书签。Design General Information.............................................................................................I 1 绪论 0 1.1 引言 0 1.2 选题背景及意义 0 1.3 国内外现状及发展趋势 (1) 2 设计要求 (2) 3 系统总体方案 (3) 3.1 温湿度传感器的选择 (3) 3.2 无线发射模块的元器件选择 (4) 3.2.1 nRF905主要包括三种接口 (4) 3.2.2 nRF905的工作模式 (5) 3.3 单片机的选择 (6) 3.4 显示模块的选择 (9) 4 硬件电路设计 (11) 4.1 温湿度采集模块的设计 (11) 4.2 无线发射接收模块设计 (12) 4.2.1 温湿度数据的控制发送 (12) 4.2.2 温湿度数据的接收 (13) 4.2.3 模拟SPI口的实现 (14) 4.3 LCD1602液晶显示模块设计 (14) 4.3.1 LCD1602的指令说明及时序 (16) 4.4 电源模块的设计 (18) 4.5 复位电路 (18) 5 单片机对温度与湿度的控制 (19)

6 软件设计 (20) 6.1 采集模块软件设计 (20) 6.2 发送接收模块软件设计 (21) 6.3 显示模块软件设计 (26) 7 调试 (27) 结论 (28) 参考文献 (30) 附录A 系统总体原理图 (32) 附录B 采集检测控制程序 (32) 附录C 元器件清单 (47) 致谢 (49)

DAM-3601远程数字化温度采集系统

DAM-3601远程数字化温度采集系统 硬件使用说明书 第一章产品功能概述 信息社会的发展，在很大程度上取决于信息与信号处理技术的先进性。数字信号处理技术的出现改变了信息与信号处理技术的整个面貌，而数据采集作为数字信号处理中必不可少的前期工作在整个数字系统中起到关键性、乃至决定性的作用。我公司推出的DAM-3601模块综合了国内外众多同类产品的优点，以其稳定的性能、极高的性价比，获得多家试用客户的一致好评，是一款真正具有可比性的产品，也是您理想的选择。 第一节、主要用途 DAM-3601是一种远程数字化温度采集系统，可同时连接128个数字温度传感器（共8通道，每路最多16个），以RS485方式同上位机通讯。 第二节、主要特点 ●支持美国DALLAS1-wire总线数字化温度传感器； ●测温通道数：8通道； ●测温点数：128个； ●测温范围：-55℃～+125℃； ●测温距离：≤200m（注：单通道线路总长度≤1000m；电缆要求：分布电容＜100pF/米）； ●测温方式：3线制或2线制可选，推荐使用三线制（两线制只作为短线时使用）； ●传感器排序方式：自动排序或手动排序可选； ●通信模块：隔离型RS485方式； ●通信协议：标准Modbus； ●波特率：1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，14400bps，19200bps； ●通信距离：＜1000M。 第三节、主要参数 模块参数如下表所示：

第二章产品使用方法 第一节、技术规范内容 一、通讯速率 分别为1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，14400bps，19200bps(可选)。 二、供电方式 模块采用DC/24V直流供电，带电源极性保护，通讯回路、输入、输出电气隔离，接线端子为VS+（25）、GND（26）。 三、通讯连接 DATA+接RS485输出+端，DATA-接RS485输出-端（当连接随机配置的485转232转换器时，四位端子的1脚为485+ 、5脚为485- ，并将转换器直接连接到电脑的COM端上；当使用232延长数据线时应选择直线连接）。 四、传感器连接 DS18b20的接线端子为VDD、DQ、GND。 注：①VDD和GND为传感器电源端，可就近接线；②传感器的接线定义详见DS18b20的技术资料。 五、导线连接选择 DS18b20传感器与模块之间的导线连接应选用绞线连接，如现场环境电磁干扰比较大，应选用带屏蔽的绞线进行连接。 第二节、上位机软件 一、软件运行的软硬件环境 ? PentiumⅡ300以上的计算机； ?软件安装需要不小于40M的硬盘空间，但随着数据记录应确保更大的磁盘空间；

多点温度采集控制系统

毕 业 设 计 论文题目：多点温度采集控制系统系部名称：电子信息工程系 专业班级：应电10-1班 指导老师： 姓名： 学号：

兰州工业学院 毕业设计（论文）任务书 电子信息工程系 2013 届应用电子技术专业 毕业设计（论文）任务书

摘要 在日常生活和工业控制过程中经常需要进行多路温度测量并对温度的结果进行分析，以做出相应的处理。数字式多路温度采集系统则是我们常见的。数字式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。硬件电路比较简单，成本较低，测温范围大，测量精度高，读数显示直观，使用方便。 关键词：温度；传感器；单片机；控制

Abstract In the daily life and in the industry controlled process, frequently needs to carry on the multi-spots temperature survey, and carries on the analysis to the temperature result, makes corresponding processing.digital multiplex temperature acquisition system is our common .the digital multi-channel temperature gathering system by the master control regulator, the temperature gathering electric circuit, the temperature display circuit, reports to the police the control circuit and the keyboard entry control circuit is composed .It makes the control and the data processor, intelligent temperature sensor DS18B20 using monolithic integrated circuit AT89C51 makes the temperature detector, the LED numerical code display tube makes the temperature demonstration output unit. The hardware electric circuit quite is simple, the cost is low, the temperature measurement scope is big, and the measuring accuracy is high, reading demonstration is direct-viewing, easy to operate. Key words:temperature; sensor; monolithic integrated circuit; control

智能车载温度控制系统的研究与实现

智能车载温度控制系统的研究与实现 近年来，随着汽车产业的快速发展和智能化的趋势，智能车载温度控制系统的应用日趋普及。车内温度的控制不仅影响着驾驶员与乘客的舒适度，也与汽车的安全性息息相关。本文将针对智能车载温度控制系统的研究与实现进行探讨。 一、智能车载温度控制系统的基本原理 智能车载温度控制系统基于传感器、控制器、执行器等多种硬件设备，通过精准的数据采集和信息处理实现对车内温度的控制。它主要由车内温度传感器、空调控制器和风机组成。 车内温度传感器负责实时监测车内温度，将数据传输给空调控制器。空调控制器通过根据车内温度与设定的温度差异进行比较，并计算出最佳的送风温度，一旦获得了可控的送风温度，就会向风机发送指令，控制风机的运作来调整车内温度。 二、智能车载温度控制系统的特点 1.智能化：智能车载温度控制系统通过精确的数据采集和信息处理来调整车内温度，可以自动感知车内温度的变化，并根据驾驶人员或乘客的需求来进行温度的调整。 2.节能环保：智能车载温度控制系统可以准确地控制车内温度，避免空调的长时间运转，从而节省能源，降低碳排放，并且减少对环境的影响。 3.操作简便：智能车载温度控制系统经过了多年的发展，大大减少了操作的复杂程度。现在的智能车载温度控制系统采用用户友好的界面设计，并且可以通过手机APP、语音识别等多种形式进行远程控制。 三、智能车载温度控制系统的发展趋势

1.智能化程度提升：未来的智能车载温度控制系统将会越来越智能化，通过深度学习等技术，系统可以自我学习和优化，越来越符合驾驶人员和乘客的需求。 2.舒适度提升：未来的智能车载温度控制系统将会更侧重于提升乘坐舒适度，如特殊情况下的快速调节等。未来的智能车载温控系统将会更加符合人的体温调节机制，使得车内温度始终保持在最舒适的状态。 3.普及率提高：随着智能车载温度控制系统的普及和技术的不断提升，其价格也会逐渐降低，使其更加普及。未来的智能车载温控系统将会更加便宜、易用，可以减少驾驶过程中的不便和疲劳。 四、智能车载温度控制系统的未来应用 除了舒适性，未来的智能车载温控系统还将涉及到更多领域。例如，智能驾驶的实现需要更高级别的感知技术，这也需要更敏感的温度传感器和更高效的控制器来保障车辆的稳定性和安全性。 智能车载温控系统还可以应用于车内空气治理，通过调节车内温度和湿度，改善车内空气质量，降低污染。同时，还可以预测健康保障系统的效果，通过与红外线传感器、测量心跳等多个系统的结合，以实现预测及医疗方面的需求。 总之，随着智能汽车的发展，智能车载温度控制系统的应用也必将得到越来越广泛的推广和应用，它将成为未来汽车产业发展不可或缺的一部分。

温度采集系统的设计与实现

无线数据温度采集系统的设计与实现 院系： 专业： 姓名： 指导老师：

目录 前言 (1) 1 总体方案设计 (4) 1.1 方案论证 (5) 1.1.1 传感器 (5) 1.1.2 主控部分 (5) 2 硬件电路的设计 (6) 2.1 电源电路 (6) 2.2 温度采集电路 (7) 2.2.1 DS18B20简介 (7) 2.2.2 电路设计 (8) 2.2.3 无线传输电路模块 (9) 3 无线发送与接收电路 (10) 3.1 无线发送电路 (10) 3.2 无线接收模块 (10) 4 显示电路 (11) 4.1 字符型液晶显示模块 (11) 4.2 字符型液晶显示模块引脚 (12) 4.3 字符型液晶显示模块内部结构 (12) 5 单片机AT89S52 (13) 5.1 AT89S52简介 (13) 5.2 AT89S52引脚说明 (14) 6 软件设计 (16) 6.1 系统概述 (16) 6.2 程序设计流程图 (16) 6.3 温度传感器多点数据采集 (16) 7 调试及结果 (17) 7.1 测试环境及工具 (17) 7.2 测试方法 (17) 7.3 测试结果分析 (17) 8 总结 (17) 附录1：电路原理总图 (18) 附录2：发射部分主程序 (19) 附录3：接收部分主程序 (25) 摘要 由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。

智能温湿度控制系统

智能温湿度控制系统 在现代化的生活中，温湿度控制是一个关键的环节。不论是家庭、办公场所还是工业生产的场合，我们都希望能够保持适宜的温湿度条件，以确保舒适度和工作效率。为了满足这一需求，智能温湿度控制系统应运而生。 1. 系统概述 智能温湿度控制系统是一种基于先进技术的智能化设备，可以实时监测和调节室内温湿度。它由多个组件组成，包括传感器、控制器和执行机构。传感器负责采集室内的温湿度数据，控制器根据这些数据做出合理的控制策略，并通过执行机构实现对温湿度的调节。 2. 系统特点 a. 高精度传感器：智能温湿度控制系统采用高精度传感器，能够准确地获取室内温湿度信息。这些传感器经过严格校准，能够提供可靠的数据，以确保系统的准确性和稳定性。 b. 智能控制算法：控制器部分是智能温湿度控制系统的核心。它采用了先进的控制算法，能够根据室内温湿度的实时数据做出智能化的决策，以达到最佳的温湿度控制效果。 c. 多通道控制：智能温湿度控制系统可以同时监测和调节多个房间或区域的温湿度。每个房间都可以独立地设置温湿度目标，并且系统能够根据实际需要进行灵活调整，以满足不同房间的需求。

d. 远程监控与控制：智能温湿度控制系统支持远程监控和控制功能。用户可以通过手机应用或者云平台实时查看和调节室内的温湿度，实现远程控制和管理，提高用户的便利性和体验。 e. 节能环保：智能温湿度控制系统在实现舒适条件的同时，也注 重节能环保。通过合理的温湿度控制策略，系统可以降低能源消耗， 减少对环境的影响，达到可持续发展的目标。 3. 应用场景 a. 家庭：智能温湿度控制系统可以应用于家庭的客厅、卧室等区域，帮助人们创造舒适的居住环境，促进健康和睡眠质量。 b. 办公场所：办公室是人们工作和学习的地方，室内温湿度对员 工的工作效率和健康状况有着重要的影响。智能温湿度控制系统可以 帮助办公场所提供适宜的工作环境，提高员工的工作效率和满意度。 c. 工业生产：在一些对温湿度要求较高的工业生产场合，如制药、食品加工等行业，智能温湿度控制系统可以保持生产环境的稳定性， 提高产品质量和安全性。 d. 公共场所：公共场所如商场、医院等需要满足大量人员的需求，智能温湿度控制系统可以根据人流量和室内空气质量实时调整温湿度，提高公共场所的舒适度和室内空气质量。 4. 未来发展趋势 随着智能技术的不断发展和应用，智能温湿度控制系统也将会迎 来新的发展。未来，我们可以期待以下趋势：

多路温度采集系统

绪论 1．课题的意义 单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。单片机由于其微小的体积和极低的成本，而广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。多路温度采集系统是利用温度传感器DS18B20检测温度，并由单片机处理显示。 本设计利用AT89C51单片机为处理器，结合温度采集电路、键盘电路、显示电路、报警电路等实现对多路温度的实时检测与显示。通过设计实物并调试，对系统存在的问题进行了分析和总结，并提出了改进措施。 2．课题的目的 多路温度采集报警系统设计，要求具有多路温度的采集、显示温度、上下限报警等功能。 课程设计目的：通过设计和实践,培养学生综合运用所学的理论知识、实践操作及独立解决实际问题的能力。使学生牢固掌握课堂中学到的电子线路的工作原理、分析方法和设计方法。学会电路的一般设计方法和设计流程,并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计。 3．技术要求： （1）利用温度传感器（DS18B20）测量某三路的环境温度。 （2）测量范围为0℃～＋100℃，精度为±0.1℃。 （3）用液晶进行实际温度值显示。 （4）当达到报警温度后，能够自动发出报警声。 4．要解决的问题： （1）精确的测量温度，提高上下限报警的范围。 （2）当LCD液晶显示器接收到来自AT89C51单片机传送来的温度信息后，分别显示了当前的温度。

一、实验方案的拟定 根据系统的设计要求，当温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经AT89C51处理，将把温度在显示电路上显示。当开机后，显示屏和计时器进行初始化设置。同时，本系统能够设置报警温度，在到达报警时间后能够通过LED 发光二极管以及发音器提示报警。 利用AT89C51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度。 系统框图如图1： 图1 系统框图 选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选用数字温度传感器DS18B20，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路，省却了采样／保持电路、运放、数／模转换电路以及进行长距离传输时的串／并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。 当LCD液晶显示器接收到来自AT89C51单片机传送来的温度信息后，分别显示了当前的温度。 二、基本概念和理论基础 （一）、器件的选用 1、单片机AT89C51 AT89C51作为温度测试系统设计的核心器件。该器件是INTEL公司生产的MCS—5l 系列单片机中的基础产品，采用了可靠的CMOS工艺制造技术。具有高性能的8位单片机，属于标准的MCS-51的CMOS产品。片内含8Kbytes的可擦写的只读程序存储器（EPROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件兼容标准的MCS-51指令系

智慧温度检测系统设计方案

智慧温度检测系统设计方案 智慧温度检测系统设计方案 背景： 近年来，由于全球气候变暖和疫情等因素的影响，温度监测变得越来越重要。传统的温度检测方法需要人工操作，效率低下，并且存在一定的误差。因此，设计一种智慧温度检测系统，能够实现自动化、高效率、高准确度的温度监测变得尤为重要。 设计方案： 1. 硬件设备 智慧温度检测系统的核心部分是硬件设备。该设备主要包括温度传感器、微处理器、显示屏和网络模块。 温度传感器：采用高精度的数字温度传感器，例如ADT7420，能够精确地测量温度，并提供数字输出。 微处理器：选择性能强大、功耗低的微处理器，例如树莓派，以处理温度传感器的输出，并进行数据处理和分析。 显示屏：使用高清、易读的液晶显示屏，可以显示当前温度以及其他相关信息。 网络模块：采用无线网络模块，例如Wi-Fi，使得设备可以通过网络与其他设备进行通信。 2. 软件设计

智慧温度检测系统的软件设计包括传感器数据采集、 数据处理和通信模块。 传感器数据采集：通过微处理器读取温度传感器的数据，将其转化为数字信号，并进行校准和滤波处理，以提 高测量精度。 数据处理：对于采集到的温度数据，进行数据处理和 分析。可以通过采用滑动平均等算法，提高温度数据的稳 定性。此外，还可以设置温度报警的阈值，一旦温度超过 设定值，则触发报警机制。 通信模块：通过网络模块，将温度数据传输到远程设备。可以通过建立TCP/IP连接，将温度数据发送到服务器，并可以通过Web页面或移动应用程序查看温度数据。 3. 系统特点 智慧温度检测系统的设计具有以下特点： 自动化：整体系统采用自动化的方式进行温度测量， 无需人工干预。 高效率：采用高性能的微处理器，能够快速地采集和 处理温度数据，并及时传输到远程设备。 高准确度：选择高精度的温度传感器，通过数据处理 和滤波算法，提高温度测量的准确度。 实时监测：温度数据可以实时传输到远程设备，实现 对温度的实时监测。 报警机制：可以通过设置温度报警的阈值，一旦温度 超过设定值，则触发报警机制，及时采取措施。

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计 1. 概述 实时温度采集系统是一种用于实时监测和记录环境温度变化的设备，可以广泛应用于工业自动化、实验室监测等领域。本文将介绍一种基于LabVIEW的实时温度采集系统设计方案。 2. 硬件设计 2.1 传感器选择 在实时温度采集系统中，传感器的选择十分重要。常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。在本系统中，我们选择了DS18B20温度传感器，这是一种数字温度传感器，具有精确度高、精度稳定等特点，适合于实时温度采集系统的应用。 2.2 数据采集模块 数据采集模块负责将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过接口与上位机进行通信。在本系统中，我们选择了Arduino Uno 作为数据采集模块，它不仅具有良好的性能和稳定性，而且可以通过串口通信与LabVIEW进行数据交互。 2.3 信号调理电路 温度传感器输出的模拟信号需要经过信号调理电路进行放大和滤波处理，以提高系统的稳定性和准确性。常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路等。

2.4 数据通信模块 数据通信模块负责将采集到的温度数据通过网络或串口等方式实 时传输给上位机。在本系统中，我们选择了以太网模块ENC28J60与LabVIEW进行数据通信。 3. 软件设计 3.1 LabVIEW界面设计 LabVIEW是一种图形化编程环境，可以通过拖拽元件来组装控制 面板和数据处理模块。在本系统中，我们通过LabVIEW来实现人机交互、数据实时显示和数据存储等功能。 3.2 数据处理及算法设计 在实时温度采集系统中，数据处理和算法设计是十分重要的部分。根据采集到的温度数据，我们可以进行实时的数据处理、异常检测和 报警等操作。通过结合LabVIEW的图形化编程特点，我们可以方便地 设计和调试各种数据处理算法。 4. 系统实施与测试 根据以上的硬件和软件设计方案，我们可以开始进行系统的实施 和测试工作。首先，按照硬件设计要求进行电路的搭建和连接，然后 进行LabVIEW程序的开发和调试。在调试过程中，需要对温度传感器 的精度和采集频率进行验证，并进行实时数据的显示与存储测试。 5. 结果与分析

基于STM32的温度采集系统设计

基于 STM32的温度采集系统设计 摘要：本文利用STM32的一种微型处理器来当主控的CPU，通过使用一个独 立的数据采集模块采集数据，在这个基础上实现了智能化的温度数据采取、然后 还有传输、处理和显示等功能。并商讨了该怎么提高系统的速度、性能和拓展性。数据采集是获取信号对象信息的过程。 关键词：嵌入式系统；ARM；DS18B20温度传感器；STM32；温度采集；数据 的处理 一、引言 当今社会，随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，测温仪器在各个领 域的广泛应用，智能化服务已成为这个时代温控系统发展的重要趋势。温度控制 在生活中还有在工业领域中涉及的非常多，像室内、供暖机构、天气预告等这些 场所的温度控制。像之前传统的温度控制都是手动的，操作起来很麻烦。本文系 统设计目的，首先它得是实现一种精准度高的系统来采集的温度控制系统，其应 用必须得以普及，功能强大。 二、整体系统设计 （一）系统方案设计 第一个方案：需要使用模拟分立的元件，例如电容、电感、晶体管等非线性 元件，观察采集的温度和显示的具体效果，这个方案的设计十分的好理解，特别 简单，并且它的操作也不是特别的难，还有个好处，就是它的价格是非常合适的。缺点就是如果用分立的元件，会造成它的分散性特别的大，对集成数字化是十分 不好，而且最后测量之后，会存在很大的误差的，所以这个方案的可行性不太好，尽量不用。 第二个方案：选用PC机作为本次设计的主控机。利用温度传感器来选用温 度的信号，通过信号放大器之后，再送到A/D转换芯片中，然后再一次的经过拥

有单片机的检测系统来进行下一步的解析和处理，然后再利用通信线路到PC机的上面，在PC的上面也可以通过对温度信号来进行很多的解析和处理的方式，所以这个方案简单来说还是不错的。 （二）系统工作原理 通过了解设计需求方面确定了系统的总体方案，这个整体的系统其实是根据使用单片机、温度的传感器、显示屏的模块、报警器还有按键等五个部分来组成的。使用者最开始得先将这个温度的报警的值输入到程序里，也就是温度的上下限。温度传感器检测当前的温度传递给单片机，当前温度超过所设置的温度上下限时，单片机驱动蜂鸣器使它工作从而发出警报声。 三、硬件设计 （一）STM32单片机 1.STM32单片机介绍 STM32这种微型的控制器，它是这个整体温度控制系统的一个核心的部分。因为对温度控制器具有较高的要求，如果执行的速度越快的话，控制的准确度就会越高，稳定性也很高它的灵敏度也会很高，因此必须得选出一种既便宜又实惠而且性能也高的一个单片机。ARM Cortex-M3的架构是可以体现出STM32增强型的单片机高性能、低功耗和经济实用的要求。 2.STM32内部电路图 本次设计中最主要的是STM32单片机的应用，它本身自带很多功能，工作速度也快。其中它本身自带了一个稳压电路输入5V电源，然后输出为3.3V。 （二）复位电路 复位电路是每一个电路都会带的功能，本设计选用的STM32内部带有复位电路，但是焊接的实物却没有用到复位电路，作为一款温度测量仪器，测量范围大不适合用复位电路进行复位，所以没有在硬件上加复位开关。

智能家居中的智能温湿度控制系统

智能家居中的智能温湿度控制系统智能家居一直以来都是人们追求的目标，它可以为我们提供更加便利、舒适的生活体验。而智能温湿度控制系统作为其中重要的一环，为我们创造了宜居的生活环境。本文将介绍智能家居中的智能温湿度控制系统的原理、功能和优势。 一、智能温湿度控制系统的原理 智能温湿度控制系统是通过传感器采集环境中的温度和湿度信息，并通过控制器与相关设备进行交互，最终实现对室内温湿度的自动调节。系统通过感知环境参数，分析数据，并根据设定的温湿度阈值进行自动控制。具体而言，智能温湿度控制系统由以下部分组成： 1. 温湿度传感器：它能够准确地感知室内的温度和湿度，并将数据传输至控制器。 2. 控制器：接收传感器传回的数据，并与其他设备进行交互，根据设定的温湿度阈值，控制空调、加湿器、除湿器等设备的工作。 3. 相关设备：如空调、加湿器、除湿器等，根据控制器的指令，进行相应的操作。 二、智能温湿度控制系统的功能 1. 自动调节温度：智能温湿度控制系统可以根据室内的温度自动调节空调的工作状态，保持室内温度的稳定。当温度过高时，系统会启动空调降低室内温度；当温度过低时，系统则会关闭空调。

2. 自动调节湿度：智能温湿度控制系统能够感知室内湿度，并根据 设定的湿度阈值自动控制加湿器或除湿器的工作。如果室内湿度过高，系统将启动除湿器降低湿度；如果室内湿度过低，系统将启动加湿器 提高湿度。 3. 节能环保：智能温湿度控制系统能够根据室内实际需求进行智能 化调节，避免了人为的浪费。通过合理控制室内温湿度，减少不必要 的能源消耗，达到节能环保的目的。 4. 远程控制：智能温湿度控制系统支持远程控制功能，用户可以通 过手机或者电脑等终端设备控制系统，随时随地调节室内温湿度。无 论是外出还是在家，都可以方便地控制温湿度，提高生活的便捷性和 舒适度。 三、智能温湿度控制系统的优势 1. 提供舒适的生活环境：智能温湿度控制系统能够根据用户的需求，自动调节室内温湿度，创造一个舒适的居住环境。无论是酷暑还是严寒，系统都能够给予家人最佳的感受。 2. 实现智能化管理：智能温湿度控制系统具备智能化管理功能，通 过感知环境信息和自动调节，为用户省去了手动操作的麻烦，实现了 自动化的智能管理。 3. 提高能源利用效率：智能温湿度控制系统能够合理控制室内温湿度，避免浪费，提高能源利用效率。通过自动调节，系统能够根据实 际需求进行能源的有效分配，减少了能源的浪费。

基于labview的温度采集系统设计

基于LabVIEW 温度采集系统设计 摘要：用ATmega16 单片机对温度数据进行处理，然后经过串口和数据采集卡上传到上位机，再利用虚拟仪器软件LabVIEW 作为温度采集监测系统开发平台，实现对温度采集、显示、监测、报警等功效。利用图形化虚拟仪器技术不但简化了系统硬件，软件实现也很方便，同时图形化显示使结果更直观、准确，并给出了模拟系统程序。 关键词：LabVIEW 、虚拟仪器、温度、采集引 言 虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合产物，它充分利用计算机强大运算处理功效， 突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存放等方面限制。本文利用虚拟仪器平台，经过编写LabVIEW 软件对温度进行测量，能够降低硬件重复开发，有利于系统维护，也便于系统软件升级。

一、虚拟仪器 1. 1虚拟仪器概述 虚拟仪器是在以计算机为关键硬件平台上，其功效由用户设计和定义，具备虚拟面板，其测试功效由测试软件实现一个计算机仪器系统。虚拟仪器实质是利用计算机显示器显示功效来模拟传统仪器控制面板，以多个形式表示输出检测结果；利用计算机强大软件功效实现信号数据运算、分析和处理；利用I /O 接口设备完成信号采集与调理，从而完成各种测试功效一个计算机仪器系统。使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器一样。 1. 2虚拟仪器图形化开发平台 LabVIEW 是一个图形化编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究试验室所接收，视为 一个标准数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 集成了与满足GPIB、VXI、RS- 232和RS- 485 协议硬件及数据采集卡通讯全部功效。它还内置了便于应用TCP/ IP、A ct iveX 等软件标准库函数。LabVIEW 编程环境包含两个面板：前面板和程序框图面板。经过编制虚拟仪器前面板来模 拟真实仪表面板，在程序前面板上，输入量被称为控制，输出量被称为显是控制和显示是以各种 图标形式出现在前面板上。框图程序用LabVIEW 图形化编程语言编写，能够把它了解成传统程

单片机单总线多传感器温度智能检测系统设计说明

单总线单总线多传感器温度智能检测系统 摘要 本系统设计了一种基于单总线的温度检测系统。针对智能温度控制，将智能传感器检测与单片机控制相结合，设计了基于单片机的温度检测系统的设计方案。通过单总线温度传感器和单总线模数转换器采集现场数据。采用DS18B20数字传感器对温度进行采样和转换，增强了电路的可靠性，提高了测量精度。环境信息通过液晶显示器实时显示，通过RS-485网络将数据传输至上位机，通过上位机数据采集处理进行远程控制。数据采集的精度最高可达 16 位，并可进行编程。单总线技术组网非常方便，维护也非常简单，为当今的数据采集系统提供了一种新的解决方案。 关键词：单总线； DS18B20； MCS-51

目录 摘要I 摘要错误!未定义书签。 第 1 章引言1 1.1学科背景1 1.2学科发展历程1 1.3本文内容2 第二章方案论证与选择3 2.1MCU系统方案3 2.2传感器的选择5 2.2.1温度传感器5 2.3显示5 2.4通讯方式的选择6 第 3 章系统硬件设计8 3.1AT89S52单片机8 3.1.1 AT89S52单片机管脚排列8 3.1.2单片机最小系统原理图9 3.2PT12864M液晶显示器9 3.2.1模块管脚说明10 3.2.2接口时序10 3.2.3具体说明介绍11 3.31-WIRE 总线技术11 3.3.1单总线技术概述11

3.3.2单总线接口硬件结构12 3.3.3单总线芯片序列号12 3.3.4单总线通讯信号类型13 3.3.5单总线通信初始化14 3.3.6单总线通信的ROM命令14 3.4单总线温度传感器DS18B2015 3.4.1概述15 3.4.2引脚图图16 3.4.3部件结构16 3.4.4工作原理17 3.4.5功能指令18 3.5RS485通讯原理18 3.5.1 MAX1487简介： 18 3.5.2传输速率和传输距离19 3.6电源设计19 第 4 章系统软件设计21 4.1主程序21 4.2各子程序的设计23 4.2.1液晶驱动器23 4.2.2单总线驱动23 4.2.3读取温度程序23 4.3软件过滤和数据验证24 4.4通信协议简介25 4.5PC数据采集程序25 结论26

基于labview的温度采集系统

目录 1 绪论 0 1.1 课题背景 0 1.2 虚拟仪器简介 0 1.3 图形化编程语言LabVIEW的简介 (2) 1.4 本论文任务 (2) 2 温度控制设计方案 (4) 2.1 硬件及软件的选择 (4) 2.1.1硬件的选择 (4) 2.1.2软件的选择 (5) 2.2 硬件及软件设计方案 (5) 2.2.1硬件设计方案 (6) 2.2.2软件设计方案 (6) 3 LabVIEW 开发环境以及PID和模糊控制模块简介 (10) 3.1 LabVIEW前台显示面板与后台控制面板 (10) 3.1.1 LabVIEW前台显示面板 (10) 3.1.2 LabVIEW后台控制面板 (10) 3.2 LabVIEW程序执行流程 (10) 3.3 LabVIEW中的仪器控制和驱动 (10) 3.3.1常用的仪器通信方式 (11) 3.3.2 LabVIEW支持的GPIB、VXI、标准串口I/O仪器的驱动 (11) 3.3.3 VISA简介 (11) 3.4 PID控制模块简介 (12) 3.5 模糊控制模块简介 (13) 4 以单片机为核心的下位机的设计 (16) 4.1 下位机设计方案 (16) 4.2下位机的硬件设计 (16) 4.2.1主控部分 (16) 4.2.2 DS18B20测温部分 (16) 4.2.3通信部分 (17) 4.2.4程序下载部分 (17) 4.3 下位机的软件设计 (17) 4.3.1DS18B20工作原理及应用 (18) 4.3.2单片机串口通信部分 (19) 4.3.3单片机PWM功率控制部分 (19) 5 基于PC的上位机编程设计 (22) 5.1 方案设计与选择 (22) 5.2 上位机各模块设计 (22) 5.2.1串口通信模块设计 (22) 5.2.2数据处理部分设计 (22) 5.2.3 PID控制部分设计 (23) 6 总结 (24) 参考文献 (25) 谢辞 (26) 附录 (27)

基于STM32的温度采集系统设计

《ARM嵌入式系统》课程论文 题目：基于STM32的温度采集系统设计 学生姓名：刘笑 学生学号：1314020120 年级：13级 专业：电子信息工程 班级：（1）班 任课教师：王宜结 电子工程学院制

目录 1、设计的任务与要求............................................................................................... 错误!未定义书签。 1.1设计目的 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2设计意义 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 2、温度系统设计方案制定....................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1设计要求 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2方案论证 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 3、硬件设计方案实施............................................................................................... 错误!未定义书签。 3.1单元模块功能及电路设计............................................................................ 错误!未定义书签。 3.2 电路参数计算及元器件选择....................................................................... 错误!未定义书签。 3.2.1 电源电路设计..................................................................................... 错误!未定义书签。 3.2.2温度采集电路设计.............................................................................. 错误!未定义书签。 4、设计的仿真实现 .................................................................................................. 错误!未定义书签。 4.1设计思路 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.2程序清单 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.3 STM32温度系统设计仿真实现.................................................................... 错误!未定义书签。 5、心得体会和总结 .................................................................................................. 错误!未定义书签。参考文献 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。

智能温度控制系统特点

智能温度控制系统特点 首先，使用MSP430型号单片机作为该智能温度控制系统的核心单元，在进行实际开发过程中可以节省大量的精力，而且因为该单片机与智能温度控制系统之间的匹配程度比较高，所以发挥的功能更加强大，在实际操作过程中更加便捷，而且灵活性也非常高。主要是因为该型号的单片机相比较于专用DSP芯片成本要更低，能够极大程度上降低智能温度控制系统的造价。 其次，使用DS18B20作为传感器，在开展温度控制工作过程中，测温的范围是-55～+125℃，测量温度的精度达到了0.0625℃。同时，使用这种传感器可以使串行放大器以及A/D转换器被省去，所以这种测温工作方式极大程度上提高了智能温度控制系统整体的可靠性，而且降低了系统的体积。 再次，该智能温度控制系统当中的显示电路设计所使用的是LED数码管动态驱动显示，该结构本身在应用的过程中结构是比较简单的，而且对于单片机来讲，在使用单片机的过程中，CPU方面的开销会变得很少，能够在实际工作过程中大幅度降低因显示器所产生的功耗。 最后，该智能温度控制系统时隔2h发送一次0.5s的脉冲，在温度控制的过程中温度会随着时间下降，所以需要每隔2h将电机重启一次，实现对温度的自动修正。 对于现如今的智能温度控制系统来讲，在极大程度上提高了测量温度

的精度以及测量温度的分辨力，同时，还提高了智能温度控制系统的测试功能。 在今后的发展过程中，随着智能化技术以及计算机技术的不断进步与发展，智能温度控制系统在设计与应用的过程中也将向更加智能化以及自动化的方向发展。所以在搭建基于单片机的智能温度控制系统过程中，需要就该控制系统本身的智能化水平进行全面提升，对当前智能温度控制系统设计领域当中的新技术、新理念和新材料等进行全面应用，极大程度上提高以单片机为核心的智能温度控制系统工作效率以及智能化水平，在实际工作过程中减少人为操作的工作环节，避免因人为操作而导致的工作失误。

单片机温度采集系统

单片机温度采集系统 单片机温度采集系统是一种温度监测系统，常见于工业自动化和环境监测等领域。本 文将介绍单片机温度采集系统的原理、组成及应用。 一、原理 单片机温度采集系统最主要的原理是温度传感器的电阻值与温度呈正比关系。因此， 我们可以通过测量温度传感器的电阻值来计算当前温度。这里我们将重点介绍热敏电阻和 数字温度传感器的工作原理。 1、热敏电阻 热敏电阻是一种电阻器，其电阻与温度呈反比关系，即温度升高，电阻下降，反之亦然。常见的热敏电阻有NTC热敏电阻和PTC热敏电阻。其中，NTC热敏电阻的阻值随着温度升高而下降，PTC热敏电阻的阻值则随温度升高而上升。 使用热敏电阻进行温度采集的原理是利用电路中的电压分压，将热敏电阻与一个固定 电阻串联连接。然后，使用单片机的ADC（模数转换器）将分压后的电压值转换成数字信号，最终再通过公式将温度值计算出来。 2、数字温度传感器 数字温度传感器是一种基于芯片的温度传感器，其内部集成了传感器和ADC转换器。 数字温度传感器输出的是温度值的数字信号，可以直接送入单片机进行处理。 二、组成 温度传感器是单片机温度采集系统的核心部分，根据实际应用需要，可以选择不同种 类的传感器。常见的温度传感器有热敏电阻、数字温度传感器、热电偶、红外温度传感器等。 2、单片机 单片机是控制整个系统的核心部分，它负责采集温度数据、计算温度值和处理输出等 操作。这里常用的单片机有STC89C52、AT89S52、STM32等。 3、外部元件 外部元件包括可调电阻、电容、二极管、电源等，这些元件在整个系统中起着重要的 作用，如对ADC转换器的保护、电路的稳定、电源的供给等。 4、显示模块

温度采集系统设计

湖南工程学院课程设计任务书 课程名称测控技术与系统 课题名称温度采集系统设计 专业班级测控技术0901班 姓名 学号 指导教师黄峰李亚 任务书下达日期2012年12月31日任务完成日期2013年 1 月 4 日

设计内容与设计要求 设计内容： 本课题要求设计一个温度采集系统。该系统可以设置温度采集数以及采集的速度。通过判断温度是否在设置的范围内，进行报警和不报警处理：如果超出温度范围，虚拟面板的LED灯亮，同时报警次数+1；反之则不亮，报警次数不变。采集的温度数据需要同时通过两种方式显示：(1)可通过虚拟面板的波形图显示； (2)可通过表格显示。其中表格中数据要求有采集时间。同时在虚拟面板上，需要有：(1)当前时间显示；(2)采集开始按键、采集停止按键、暂停按键等操作按键；(3)摄氏度和华氏度两种显示。 为了设计方便，本设计用一个随机数据来代替温度传感器测试电路产生的电压输出。 设计要求： 1）确定并分析系统设计要求； 2）进行系统的方案设计； 3）系统的软件设计； 4）系统的软件调试； 5）系统总调及操作说明 6）写说明书 7）答辩 所设计的方案能满足题目要求并实现相应的功能，所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。

主要设计条件 1、LabVIEW 软件。 2、参考文献若干。 说明书格式 1.课程设计说明书封面。 2.课程设计任务书。 3.说明书目录。 4.正文 5.总结。 6.参考文献。 7.附录。 8.课程设计评分表。 正文部分包括（概述、总体设计、软件设计及调试等）

目录 第1章概述 (5) 第2章设计任务和要求 (6) 第3章设计过程 (6) 3.1.1前面板总体框图 (6) 3.1.2温度显示 (7) 3.1.3报警显示 (7) 3.1.4温度波形曲线显示 (8) 3.1.5采集数据显示 (8) 3.1.6温度采集设置项 (9) 3.1.7温度采集控制 (9) 3.2程序框图设计 (10) 3.2.1总图框图设计 (10) 3.2.2重要的结构介绍 (11) 第4章调试 (13) 第5章总结 (14) 参考文献 (15) 附录A (16) 附录B (17) 评分表 (19)