编号：201234140143 本科毕业设计
基于单片机的无线远程温度监控系统设计
系院：信息工程学院
姓名：
学号：0835140143
专业：通信工程
年级：2008级
指导教师：
职称：副教授
完成日期：2012年5月
摘要
本文论述的远程温度控制是将无线发射与接收和自动控制相结合的一种控制。基于这种技术，本系统以AT89S51系列单片机为控制单元，采用Dallas 单线数字温度传感器DS18B20和无线收发模块NRF24L01对试验现场温度数据进行远程无线测量与控制。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。该系统结构简单实用、功能齐全，通用性强，可被应用于许多工业生产领域，它可使操作人员与恶劣的工作环境分离开来，实现生产自动化，提高企业的生产效率。
关键词：AT89S51；温度传感器；NRF24L01；显示；报警
Abstract
The long-distance temperature controlling this paper presents is a technology of linking wireless receiving and sending to automation. Based on the technology, the system is based on the control of AT89S51 SCM, using Dallas single line digital thermometer DS18B20, wireless receiving and sending module NRF24L01 to test and control the temperature data of a experiencing place. The whole system consists of the main system and subsystem. The main system completes the functions of initializing and displaying the temperature value, displaying actual temperature, alarming when it is out of control, and receiving. The subsystem completes the functions of receiving, and temperature collecting, controlling, and sending. The design concludes that this system has many advantages, such as its uniqueness, simple, convenience, and such common using. It can be widely used in lots of industrial producing and controlling fields, applying this system can depart operators from execrable environment, realize producing automation, and improve corpo ration’s producing efficiency.
Key words: AT89S51; Temperature senior; NRF24L01; Display; Warning
目录
1 绪论 (1)
1.1 选题的目的和意义 (1)
1.2 国内外研究现状 (2)
1.3 本设计主要研究内容 (2)
2 设计要求与方案论证 (3)
2.1 设计要求 (3)
2.2 系统基本方案选择和论证 (3)
2.2.1 单片机芯片选择方案与论证 (3)
2.2.2 温度采集模块选择方案与论证 (3)
2.2.3 无线收发模块的选择方案与论证 (4)
2.2.4 显示模块的选择方案与论证 (4)
2.2.5 报警模块的选择方案与论证 (4)
2.3 电路设计最终方案的确定 (5)
3 系统的硬件设计与实现 (6)
3.1 系统硬件概述 (6)
3.2 主要单元电路的设计 (6)
3.2.1 单片机主控制模块的设计 (6)
3.2.2 温度采集电路模块的设计 (8)
3.2.3 无线收发电路模块的设计 (8)
3.2.4 显示电路模块的设计 (10)
3.2.5 报警电路模块的设计 (11)
3.2.6 电路原理及说明 (12)
4 系统程序的设计 (13)
4.1 主程序的设计 (13)
4.2 发射系统程序的设计 (16)
4.3 传输程序的设计 (16)
4.4 温度采集程序的设计 (17)
4.5 显示程序的设计 (18)
5 仿真与调试 (20)
6 结论 (23)
参考文献 (24)
致谢 (25)
附录 (26)
1 绪论
1.1选题的目的和意义
温度是工业生产中常见的被控参数之一。从食品生产到化工生产，从燃料生产到钢铁生产等等，无不涉及到对温度的控制，可见，温度控制在工业生产中占据着非常重要的地位，而且随着工业生产的现代化，对温度控制的速度和精度也会越来越高。近年来，温度控制领域发生了很大的变化，工业生产中对温度的控制不再局限于近距离或者直接的控制，而是需要进行远距离的控制，这就产生了远程温度控制。
远程控制的通信方式有多种，如通过有线网络、无线电等等。每一种方式都有其优点和缺点。利用无线电通信，方便、灵活，而且经济。它不需要像有线网络控制耗费巨大的通信资源，也不受网络速度的影响。
在温度控制的方法上，传统的控制方法(包括经典控制和现代控制)在处理具有非线形或不精确特性的被控对象时十分困难。而温度系统为大滞后系统，较大的纯滞后可引起系统不稳定。
在温度采集方法上，通常是利用热电偶把热化为电信号，再通过A/D转换得到温度值。这种方法速度慢，而且精度不是很高。综合上面的考虑，本次毕业设计设计了基于无线电通信的远程温度控制系统。
现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制，早期温度控制主要应用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会。
近年来，单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃发展，单片机已经渗透到工业、农业、国防，科研以及日常生活等各个领域。传统的温度采集的方法不仅费时，而且精度差满足不了各行业对于温度数据提高精度，设备高可靠性的需求。单片机的出现使得温度数据的采集和处理得到了很好的解决。选择适当的单片机和温度传感器以及前端处理电路，可以获得较高的测量精度，不但方便快捷，成本低廉，省事省力，而且大幅度提高了测量精度。
1.2国内外研究现状
在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎所有的工业部门都不得不考虑着温度的因素。
目前国内外对于温度监控的研究和应用已非常普遍，但对于无线远程温度监控这方面的研究和应用还有相当大的提升空间。无线温度监控不仅可以应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都将会见到它的影子，无线远程温度监控将会有更广阔的发展空间。
1.3本设计主要研究内容
本设计是基于单片机的无线温度监控系统，经过大量查阅资料和研究，最终确定采用AT89S51为主控芯片，DS18B20作为温度采集芯片，NRF24L01作为无线接收和发射模块，采用LCD1602液晶屏进行显示。该系统由发射系统和接收系统组成，发射系统进行温度采集以及数据发射，接收系统作为主系统，对数据接收处理并显示出来。该系统具有温度过限报警功能，设有4个独立按键，分别进行温度高低限定值的选择、设定，清除报警声和报警灯。该系统具有操作方便，远距离操控，功能多样，电路简洁，成本低廉等优点，符合电子技术的发展趋势，有很广阔的市场前景。
经过设计和一系列的调试，测试结果基本达到了该设计预期制定的各项要求，顺利地完成了本次毕业设计的目标。
2 设计要求与方案论证
2.1设计要求
（1）温度监测范围：室温～125℃；
（2）接收系统显示温度实际值，收发距离：60米以内；
（3）可以人工设定报警温度上、下限定值；
（4）超过温度限定值时蜂鸣器报警和发光报警。
2.2系统基本方案选择和论证
2.2.1 单片机芯片选择方案与论证
方案一：采用FPGA（现场可编程们阵列）作为系统的控制器。FPGA可实现各种复杂的逻辑功能，规模大，密度高，它将所有的器件集成在一块芯片上，减小了体积，提高了稳定性，并可用EDA软件仿真、在线调试，易于进行功能扩展，响应速度快。但成本高，同时由于引脚较多，电路板的布线比较复杂，加重了电路设计和实现焊接的工作。
方案二：采用8位单片机作为主要的控制芯片。8位单片机具有价格比较便宜，并且技术比较成熟，低功耗，易于购买等优点，但是8位机程序执行速度比较慢，内部资源比16位单片机少很多。考虑到本系统对程序运行速度的要求不高以及成本问题，最后选择用8位单片机，由于AT89S51单片机比其他8位单片机价格便宜，并且其内部具有丰富的资源，故采用AT89S51单片机作为本系统主控制芯片。
2.2.2 温度采集模块选择方案与论证
方案一：使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换。此设计方案需用A/D转换电路，增加了线路的复杂程度，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。因此此方案不可行。
方案二：采用DS18B20。DS18B20的数字温度输出通过1-Wire总线，又称为“一线”总线，这种独特的方式可以使多个DS18B20方便地组建成传感器网络，为整个测量系统的建立和组合提供了更大的可能性。它在测温精度、转换时间、测数距离、
分辨率等方面比其他温度传感器有了很大的进步，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。DS18B20直接输出数字温度值，不需要校正，因此选择此方案。
2.2.3 无线收发模块的选择方案与论证
方案一：采用TX315A-T01和TX315A-R01的无线收发模块。应用目前最先进的声表面波器件和数据专用ASK超外差式单片接收电路开发生产了TX315系列模块电路，其中含有RF、TF、DATA等高频、中频、数字处理电路。TX315A可应用于无线遥控、数据传送、自动抄表系统、无线键盘操作系统、警戒系统。TX315A由TX315A-T01发射组件和TX315A-R01接收组件两部分组成，因其频率绝对一致，故在使用时可随意增加发射和接收组件，以组成所需的功能系统。此系统用此模块很好，但是这个模块的价格太昂贵，所以放弃此方案。
方案二：采用一对NRF24L01作为无线收发模块。NRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4 GHz～2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型Shock Burst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。NRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA；接收时，工作电流只有12.3mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便，而且价格相对其他无线模块较低，易于购买，因此选择此方案。
2.2.4 显示模块的选择方案与论证
方案一：采用数码管显示，成本低、亮度高。但本系统所要实现较多的内容，硬件电路设计会比较复杂，而且功耗大，所以不适合本设计。
方案二：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合，如采用在显示数字显得太浪费，且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示。
方案三：采用LCD1602液晶屏显示，显示内容较多，方便组合，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强，调用方便简单，而且可以节省软件中断资源。系统中需要显示温度和上限温度等信息，要求显示内容丰富。
比较上述三种方案，方案三电路简单、显示信息量大、能很好的满足题目要求，因此采用方案三。
2.2.5 报警模块的选择方案与论证
方案一：采用555定时器构成蜂鸣器，常用于定时报警，非常实用，其时间可控，
但本设计报警时间是随机的，取决于试验现场的温度，因此不可行。
方案二：采用9102三极管驱动蜂鸣器，当达到温度上下限值，就会给三极管一个高电平驱动蜂鸣器，实现声音报警，并且可以接个发光二级管，同时点亮二极管，实现发光报警。此方案实行起来方便，电路也简单，因此选用此方案。
2.3 电路设计最终方案的确定
由以上讨论的各种方案最终得出本次设计的方案为：采用单片机芯片AT89S51作为主控制芯片，DS18B20数字温度传感，NRF24L01作为无线收发模块，LCD1602作为显示模块，采用蜂鸣器和发光二极管进行声光报警。
3 系统的硬件设计与实现
系统硬件电路主要分为：单片机AT89S51主、从系统、接收电路、显示电路、键盘电路、温度采集电路、发射电路。设计总框图如图3-1所示，系统设计总原理图见附录1。
图3-1 总设计框图
3.1 系统硬件概述
硬件电路是由单片机芯片AT89S51为控制核心，具有在线编程，丰富的中断源、灵活性强、低功耗等功能，能在3V 低压工作；温度的采集由DS18B20来构成，它具有微型化、低功耗、高性能、搞干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片；无线收发模块用NRF24L01，工作于2.4GHz ～2.5GHz ISM 频段，NRF24L01功耗低，在以-6dBm 的功率发射时，工作电流也只有9mA;接收时，工作电流只有12.3mA ，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便；显示部份由1602 LCD 来完成；报警电路采用三极管驱动蜂鸣器及发光二极管实现声光报警。
3.2 主要单元电路的设计 3.2.1 单片机主控制模块的设计
AT89S51单片机为40引脚双列直插芯片, 如图3-2所示。有四个I/O 口P0,P1,P2,P3,每一条I/O 线都能独立地作输出或输入。AT89S51具有以下标准功能：4k 字节Flash ，256字节RAM ，32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/
温度采集
AT89S51单片机（副）
无线发射
液晶显示 AT89S51单片机（主）
无线接收 声光报警
独立键盘
计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S51可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
图3-2 AT89S51管脚图
单片机主控制电路即包括了单片机的时钟电路和复位电路。本设计采用的是内部时钟电路。单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，18引脚XTAL1是放大器的输入端，19引脚XTAL2是放大器的输出端，这两个引脚之间跨接的晶振和微调电容作为反馈元件一起构成一个稳定的自激振荡器。9引脚是单片机的复位输入端，接上电容，电阻及电阻和按钮组成手动复位电路。如图3-3所示。
图3-3 单片机复位和时钟电路
3.2.2 温度采集电路模块的设计
温度采集电路如图3-4所示。采用数字式温度传感器DS18B20，它是DALLAS 公司生产的单总线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、搞干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（提供9位二进制数字）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。它具有3引脚TO－92小体积封装形式，温度测量范围为－55℃～＋125℃，可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。它具有测量精度高，电路连接简单特点，此类传感器仅需要一条数据线进行数据传输，使用P10与DS18B20的I/O口连接，VCC接电源,GND接地。
图3-4 温度传感器应用电路
3.2.3 无线收发电路模块的设计
NRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4GHz～2.5GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强Shock Burs技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。NRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA；接收时，工作电流只有12.3mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。NRF24L01主要特性有GFSK调制：硬件集成OSI链路层；具有自动应答和自动再发射功能；片内自动生成报头和CRC校验码；数据传输率为l Mb/s或2Mb/s；SPI速率为0 Mb/s～10 Mb/s；
125个频道：与其他NRF24系列射频器件相兼容；QFN20引脚4mm×4mm封装；供电电压为1.9V～3.6V。NRF14L01的封装及引脚排列如图3-5所示。
图3-5 NRF24L01管脚图
发射数据时，首先将NRF24L01配置为发射模式：接着把接收节点地址TX_ADDR 和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入NRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN 为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据；若自动应答开启，那么NRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号（自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致）。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD 从TX FIFO中清除；若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT置高，TX FIFO中数据保留以便在次重发；MAX_RT 或TX_DS置高时，使IRQ变低，产生中断，通知MCU。最后发射成功时，若CE为低则NRF24L01进入空闲模式1；若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射；若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2。
接收数据时，首先将NRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在RX FIFO 中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，产生中断，通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则NRF24L01进入空闲模式1。
SPI口为同步串行通信接口，最大传输速率为10Mb/s，传输时先传送低位字节，再传送高位字节。但针对单个字节而言，要先送高位再送低位。与SPI相关的指令共有8个，使用时这些控制指令由NRF24L01的MOSI输入。相应的状态和数据信息是从MISO输出给MCU。
NFR24L01模块采用3.3V电压供电，其应用电路及电源转换电路如图3-6所示。
图3-6 NRF24L01应用电路
3.2.4 显示电路模块的设计
如图3-7所示，采用1602 LCD显示。1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样，具体各个脚的功能如表3-1。
表3-1 LCD引脚功能表
引脚符号功能说明
1 VSS 一般接地
2 VDD 接电源（+5V）
3 V0 LCD对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高
4 RS RS为寄存器选择，高电平时选数据寄存器、低电平时选指令寄存器。
5 R/W R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
6 E E(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。
7 DB0 底4位三态、双向数据总线 0位（最低位）
8 DB1 底4位三态、双向数据总线 1位
9 DB2 底4位三态、双向数据总线 2位
10 DB3 底4位三态、双向数据总线 3位
11 DB4 高4位三态、双向数据总线 4位
12 DB5 高4位三态、双向数据总线 5位
13 DB6 高4位三态、双向数据总线 6位
14 DB7 高4位三态、双向数据总线 7位（最高位）（也是busy flag）
由于1602 LCD具有功耗低、寿命长、体积小、显示内容丰富、接口控制方便等优点。因此在各类电子产品中被广泛的推广和使用。本系统采用它来作为显示器件，不仅简化了硬件电路，而且极大的提高了系统的可靠性。如图3-8所示。1602 LCD 与单片机AT89S52的连接电路很简单。
图3-7 LCD1602管脚图
图3-8 LCD1602应用电路
3.2.5 报警电路模块的设计
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
压电式蜂鸣器：压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共
鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5～15V直流工作电压），多谐振荡器起振，输出1.5～2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
电磁式蜂鸣器：电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互缠绕。
本设计应用三极管驱动蜂鸣器同时点亮发光二极管实现报警，其应用电路如图3-9所示。
图3-9 报警电路
3.2.6 电路原理及说明
将以上各个电路模块连接起来，即构成无线远程监控系统，总系统工作原理如下：温度传感器对实验现场的温度进行采集，副控芯片AT89S51对采集温度数据进行处理，将有用数据送给发射模块NRF24L01，主系统的接受模块NRF24L01接受数据送给主控芯片AT89S51，AT89S51对数据进行分析处理，对现场实际温度进行显示；另外，可以人工通过独立键盘对所测温度进行监控，先设定好规定的温度范围，当采集的温度超过此范围时，蜂鸣器响，同时点亮发光二极管，通过按键选择，可以独立实现声音报警、发光报警及声光同时报警；当检测温度不在设定范围内时，系统正常运行，时刻显示着现场的温度值。
4 系统程序的设计
4.1 主程序的设计
主程序包括主系统程序设计，子系统程序设计和报警程序设计。
主系统程序负责键盘设定值的检测，上下门限设定值的显示，通过无线模块接收子系统发送来的数据并显示在LCD 上，并且判断接收的温度是否超出门限值，如果超出就进行报警操作。主系统流程图如图4-1所示。
图4-1 主系统程序流程图
子系统负责对温度的数据采集，经过处理后通过无线模块发送出去。子系统程序流程图如图4-2所示。
键盘设定值检测
设定值显示
实际值显示
接收副系统数据
返回
主程序
温度超出范围否？
报警
Y
N
图4-2 子系统程序流程图
报警程序通过对接收到的实际值与设定值进行比较，当温度小于报警下限值时，进行报警下限处理，当温度大于报警上限值时，进行报警上限处理。报警程序流程图如图4-3所示。
图4-3 温度报警子程序流程图
设定值与实际值比较
温度小于报警下限？
温度大于报警上限？
报警上限处理
N
Y
Y
N
报警下限处理 报警子程序
返回
温度采集 数据处理 实际值发送
主程序
返回
主程序首先对LCD进行初始化，然后进行按键扫描，设定温度上下限值，接着初始化无线接收模块，然后温度数据，并判断是否超出设定范围，超过即启动报警程序，不超过则继续判断，如此循环。
main()
{ delay_ms(500); // 上电延时
LCD1602_init(); // LCD初始化
wireless_init();
while (1)
{ Count++; // 超时计数
if (Count >= 140000)
w_string(0x00, " No Signal!!! "); //显示无信号
k_val = scan_key(); //扫描按键
key_action(k_val); //按键操作内容
if (IRQ == 0) //是否接收到数据
{ read_chip_state();//读芯片状态
tra[0] = 0x27; tra[1] = 0x70;
write_more_byte(tra,2);
read_more_bytes(Rev_dat,16); // 读数据
if ((Rev_dat[0]+Rev_dat[1]) == 0xFF) //和校验
{ Count = 0; //清零计数器
w_string(0x00, "Real Wen du: C"); //显示当前温度
if (Rev_dat[0] < 0) //负温度显示
{ Rev_dat[0] = -Rev_dat[0];
w_string(0x0C, "-"); w_data(0x0D, Rev_dat[0]);}
else // 正温度显示
{ w_string(0x0C, "+"); w_data(0x0D, Rev_dat[0]);}
}
}
}
}
课程设计任务书 学生姓名： XXX 专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 多功能数字钟电路设计 初始条件：74LS390，74LS48，数码显示器BS202各6片，74LS00 3片，74LS04，74LS08各 1片，电阻若干，电容，开关各2个，蜂鸣器1个，导线若干。 要求完成的主要任务: 用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟，要求如下： 1.由晶振电路产生1HZ标准秒信号。 2.秒、分为00-59六十进制计数器。 3.时为00-23二十四进制计数器。 4.可手动校正：能分别进行秒、分、时的校正。只要将开关置于手动位置。可分别对秒、分、时进行连续脉冲输入调整。 5.整点报时。整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音（500HZ），整点时再鸣叫一次高音（1000HZ）。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 多功能数字钟电路设计 摘要 (1) Abstract (2) 1系统原理框图 (3) 2方案设计与论证 (4)
2.1时间脉冲产生电路 (4) 2.2分频器电路 (6) 2.3时间计数器电路 (7) 2.4译码驱动及显示单元电路 (8) 2.5校时电路 (8) 2.6报时电路 (10) 3单元电路的设计 (12) 3.1时间脉冲产生电路的设计 (12) 3.2计数电路的设计 (12) 3.2.1 60进制计数器的设计 (12) 3.2.2 24进制计数器的设计 (13) 3.3译码及驱动显示电路 (14) 3.4 校时电路的设计 (14) 3.5 报时电路 (16) 3.6电路总图 (17) 4仿真结果及分析 (18) 4.1时钟结果仿真 (18) 4.2 秒钟个位时序图 (18) 4.3报时电路时序图 (19) 4.4测试结果分析 (19) 5心得与体会 (20) 6参考文献 (21) 附录1原件清单 (22) 附录2部分芯片引脚图与功能表 (23) 74HC390引脚图与功能表 (23)
供热智能网络监控系统 一、系统概述 CHR-Themal5000是针对区域集中供热所开发的网络智能控制系统。系统以先进的自动化、计算机通讯和网络支持为基础，采用新一代产品、方案及服务，可以显著地提高系统的供热效率、保证系统运行的的稳定性和安全性，系统通过现场总线和网络集成而构成自动控制系统网络，按照公开、规范的道讯协议在智能设备之间、智能设备与远程计算机之间实现数据传输和信息交换，从而实现控制与管理一体化的综含自动控制系统。系统最大的特点是以热源（锅炉）、管网和用户作为整体，采用开故式结构，实现了供热系统的量化控制。达到‘按需取热，按需供热”的目的。 二、系统分类 按照热源及供热模式可分为以下系统控制类型 ·燃气锅炉直／间供控制系统CHR-Thermal5000-C0／C10 ·燃气锅炉直／间供控制系统CHR-Thermal5000-G0／G10 ·燃油锅炉直／间供控制系统CHR-Thermal5000-O0／O10 ·电锅炉直／间供控制系统CHR-Thermal5000-E0／E10 三、系统结构 CHR-Thermal5000分为上位监控系统、通讯系统和现场控制系统。各部分协调工作，监控中心和现场控制系统通过通讯系统形成热网监控系统，监控中心接受并显示各种现场数据信息，也可干涉现场控制系统。现场控制系统既可独立工作，也可接受监控中心指号进行
工作，同时具有信息采集、发送、接受命号、实施自动控制的功能。 四、控制原理 1、管网（用户）控制 根据室外温度变化，通过调节电动阀，使供出热量曲线与设计热量曲线相吻含。对不同的供热系统，可进行修正补偿，如建筑性质，换热器换热效率等，进而达到保证用户温度舒适，同时最大化节能的目的。 2、热源（锅炉）控制 按照选定的控制参数（总出水／回水温度、锅炉出水／回水温度），保证锅炉在最佳工况运行的基础上，通过动志燃烧控制系统，调节燃料耗量，使控制参数与设定的参数相吻合。智能模拟系统根据自适应控制模型（Self - trace control mode)和实际
一种新型多点测温系统的设计 一种新型多点测温系统的设计 1温度传感器DS18B20介绍 DALLAS公司单线数字温度传感器DS18B20是一种新的“一线器件”，它具有体积小、适用电压宽等特点。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃；通过编程可实现9～12位的数字值读数方式；可以分别在93.75ms和750ms内将温度值转化为9位和12位的数字量。每个DS18B20具有唯一的64位长序列号，存放于DS18B20内部ROM只读存储器中。 DS18B20温度传感器的内部存储器包括1个高速暂存RAM和1个非易失性的电可擦除E2RAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。暂存存储器包含了8个连续字节，前2字节为测得的温度信息，第1个字节为温度的低8位，第2个字节为温度的高8位。高8位中，前4位表示温度的正(全“0”)与负(全“1”)；第3个字节和第4个字节为TH、TL的易失性拷贝；第5个字节是结构寄存器的易失性拷贝，此三个字节内容在每次上电复位时被刷新；第6、7、8个字节用于内部计算；第9个字节为冗余检验字节。所以，读取温度信息字节中的内容，可以相应地转化为对应的温度值。表1列出了温度与温度字节间的对应关系。 2系统硬件结构 系统分为现场温度数据采集和上位监控PC两部分。图1为系统的结构图。需要指出的是，下位机可以脱离上位PC机而独立工作。增加上位机上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理。现场温度采集温度采集部分采用8051单片机作为中
毕业设计（论文） 基于NRF24L01无线温度测量系统的设计 与实现 教学系：信息工程系 指导教师： 专业班级： 学生姓名： 二零一二年六月
附件1 毕业设计(论文)任务书
附件2 毕业设计(论文)开题报告
注：1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在学院规定时间内完成； 2．设计的目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字； 3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标
目录 摘要 (1) ABSTRAC (2) 1 绪论 (3) 1.1 研究背景 (3) 1.2 课题的国内外研究状况 (3) 1.3 本课题的研究内容 (4) 2系统方案分析与选择论证 (5) 2.1 系统方案设计 (5) 2.1.1 系统设计要求 (5) 2.1.2 主控芯片方案 (5) 2.1.3 无线通信模块方案 (5) 2.1.4 温度传感方案 (5) 2.1.5 显示模块方案 (6) 2.1.6 单片机与PC机通信模块 (6) 2.2 系统方案确定 (6) 3 无线温度采集系统的硬件电路设计 (8) 3.1 单片2.4GHz NRF24L01无线模块 (8) 3.1.1 NRF24L01芯片概述 (8) 3.1.2 引脚功能及描述 (8) 3.1.3 工作模式 (9) 3.1.4 工作原理 (9) 3.1.5 配置字 (10) 3.1.6 NRF24L01模块原理图 (10) 3.2 温度采集端 (11) 3.2.1 采集单元 (11) 3.2.2 控制单元 (15) 3.2.3 显示单元 (19) 3.2.4 传输单元 (19)
西安邮电大学 专业课程设计报告书 系部名称：光电子技术系 学生姓名： 专业名称： 班级：光电 实习时间：2013年6月3日至2013年6月14日
基于物联网的无线温度监控系统 【一】项目需求分析 承温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注。而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了。温度是物联系统中一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着各类物联网的监控日益改善，各类器件的温度控制有了更高的要求，为了满足人们对温度监控与控制，本文设计了物联网家居系统中基于单片机的无线温度监控系统。随着信息科学与微电子技术的发展，温度的监控可以利用现代技术使其实现自动化和智能化。本次设计要求利用单片机及zibbee无线传输模块实现无线温度监测系统，实现温控范围调节及其超温范围报警 【二】实施方案及本人担的工作 1 .系统总体方案描述 系统设计分为2个部分，第一个部分实现温度的检测、显示和发送，第二个部分为数据的接收和显示。第一个设计模块中，利用单片机STC89C52控制温度传感器DS18B20定点检测和处理温度数据，并将当前温度显示在数码管上，接着单片机将采集的温度数据发送给单片机，再通过单片机控制，并将对接收到的温度数据进行一定的转换和处理，然后存放在寄存器中，等待下一步处理，再经过无线发送无线zigbee模块将显示的数据打包发送给第二个模块。第二个设计模块中，同样利用STC89C52单片机作为控制主体，先控制zigbee无线接收模块接收第一个模块发送的数据，然后将接收到数据在上位机上显示，整个过程就是这样。 2. 系统硬件构成 系统硬件方面主要由单片机最小系统，温度传感器DS18B20，4位共阳极数码管，还有zigbee无线收发模块,上位机显示模块组成，目的在于实现温度的准确检测和无线收发所检测的温度数据。 3.单片机最小系统设计 单片机最小系统的设计主要有五个部分组成，电源电路，复位电路，晶振电路，串口电路和控制主体的STC89C52单片机。 电源电路由一个六脚的按键开关，一个1K的电阻，一个10uF的极性电容和一个显示电路供电状态的发光二极管组成。开关为了适应各种情况下能够方便供电，开关外接有一个USB接口和一个DC-5V的标准电源接口作为供电设备使用。除此之外还设计了一个外接电源接口。电源电路如图2所示。
多功能数字钟电路设计 一、数字电子钟设计摘要 (2) 二、数字电子钟方案框图 (2) 三、单元电路设计及相关元器件的选择 (3) 1.6进制计数器电路的设计 (3) 2.10进制计数器电路的设计 (4) 3.60进制计数器电路的设计 (4) 4.时间计数器电路的设计 (5) 5.校正电路的设计 (6) 6.时钟电路的设计 (7) 7.整点报时电路设计 (8) 8. 译码驱动及单元显示电路 (9) 四、系统电路总图及原理 (9) 五、经验体会 (10) 六、参考文献 (10) 附录A:系统电路原理图 附录B:元器件清单
一、数字电子钟设计摘要 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 二、数字电子钟方案框图 图1 数字电子钟方案框图
三、单元电路设计和元器件的选择 1. 6进制计数器电路的设计 现要设计一个6进制的计数器，采用一片中规模集成电路74LS90N芯片，先接成十进制，再转换成6进制，利用“反馈清零”的方法即可实现6进制计数，如图2所示。 图2
2. 10进制电路设计 图3 3. 60 进数器电路的设计 “秒”计数器与“分”计数器都是六十进制，它由一级十进制计数器和一级六进制计数器连接而成，如图4所示，采用两片中规模集成电路74LS90N串接起来构成“秒”“分”计数器。
XXXXXX有限公司供热管网自动控制系统方案 同方股份有限公司 2010年6月
目录 1 大滞后控制对象自动化系统要点分析................................. 2分时、分温、分区供暖自动控制模式................................. 3供暖节能自动控制系统的构成....................................... 供热自动控制系统总体架构............................................ 节能自控系统的组成.................................................. 监控中心的主要功能.................................................. 设备配置....................................................... 监控管理软件................................................... 监控管理主机................................................... 系统组态功能................................................... 人机界面的特点................................................. 各换热站的设备功能.................................................. 数据采集....................................................... DDC智能控制器.................................................. 触摸式操作显示屏............................................... GPRS无线数据传输器............................................. 供暖节能自动控制系统的设备配置...................................... 4节能自动控制系统拟选设备简介..................................... DDC智能控制器....................................................... 一体化彩色液晶触摸屏（工控机）...................................... GPRS无线数据传输器.................................................. 5热网监控系统解决的问题和产生的效益...............................
一、绪论 1.1 课题来源 温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对环境温度进行控制。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品；没有合适的温度环境，许多电子设备不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。可见，研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。 随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。 本设计要求系统测量的温度的点数为4个，测量精度为0.5℃，测温范围为-20℃～+80℃。采用液晶显示温度值和路数，显示格式为:温度的符号位,整数部分,小数部分,最后一位显示℃。显示数据每一秒刷新一次。 1.2 课题研究的意义 21世纪科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。对于本次设计，其目的在于： （1）掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、使用特点和方法，利用C51对系统进行编程。
基于GPRS的远程供暖数据监控系统 供暖数据监控系统首先要做到每一个采暖用户都有可以单独控制和计量的供热系统，即“分户控制、分户计量．选择一种高可靠性、低投入、低运行费用、易维护的通信方案将分散、域广、多点的用户热能计量进行方便有效地管理是整个系统设计的重要部分，也是采暖供热行业研究的重要课题．设计的关键在于采用何种通信网络，在监控结点之间提供一个透明的数据传输通道，以实现远端结点与监控中心进行实时数据交换．随着网络技术的不断进步，尤其是通用分组无线业务(General Packet Radio Sorvice，简称GPRS)网络通讯的出现，GPRS模块在短信息方面的应用最具优势，具有随时在线(Always Online)、价格便宜、覆盖范围广等特点，特别适合于需频繁传送小流量数据的应用．基于GPRS网络技术的远程供暖监控系统就是应用计算机技术、移动无线传输技术和Internet技术来实现供暖数据的远程传输和整个系统运行状态的监控． 1 GPRS简介 GPRS是基于GMS在Phase 2+阶段提供的通用分组无线业务．它采用基于分组传输模式的无线口技术，以一种有效的方式高速传送数据．GPRS支持Intemet上应用最广泛的TCP ／IP协议和X．25协议，为网内终端分配动态的m地址，通过GGSN接入Internet，用户可以直接访问Internet站点．数据传输通过PDCH信道，具有比GSM多出10倍以上的传输速率及1／6甚至更少的费用，传输速率理论上最高达171．2 kbit／s，具有“永远在线”和收费低廉的优点H J． GPRS的主要特点： ①定义了不同的业务，如网络代理服务器负责存储并转发双方的数据，在双方通信时为其建立可靠的连接；采用透明通道，不解释规约报文，保证通信中心最大可靠性和免维护性；具有通道检测功能，通信失败时断开当前连接，等待GPRS终端和客户端前置机重新申请连接，点对点无连接业务、点对点面向连接业务和点对点多播业务． ②定义了新的GPRS无线信道，分配方式灵活．每TDMA帧可分配l一8个无线接口时隙，时隙能为动态用户共享，且向上链路和向下链路的分配是独立的． ③能够支持间歇的突发式数据传送，又能支持偶尔的大量数据传输；支持4种不同的QOS级别，能在0.5一l s内恢复数据的重新传输． ④采用分组交换技术，核心层采用口技术，提供了和现有网络的无缝链接"J．因此，GPRS 特别适合于远程无线的分布式测量控制系统，比如：运输业、GPS汽车定位、无线POS、
温度远程监控监测 产品简介 温度远程监控监测系统是青岛正茂科技有限公司针对分布散、要求精度高的冷链设备工作时的内部温度及环境温度进行远程监控，而专门开发的一种监控管理系统。作为专业的工业级冷链设备集中管理系统，它可以更方便地集中统一管理和控制多区域的冷链设备的温度，实现无线采集，实时记录温度变化，自动生成温度曲线图，设备启停曲线，打印、数据输出，温度超限报警 我们的实力 公司拥有一批强大的高科技研发人才，致力于工业无线传感设备的开发和应用，公司向来以“服务为先,品质至上”为经营理念，依靠资深的专业技术力量,为客户提供一条龙的全方位配套服务。自创立至今，正茂科技一直致力于为客户提供顾问式管理解决方案和服务。现已和多家国内知名企业建立了合作伙伴联盟。公司冷链设备无线远程监控系统，已经成功应用于全国各型冷链工程的方方面面。 系统特点 ●无线采集：运用当今最流行的物联网技术，实现了温度传感设备的无线采集，通过远程电脑获取 数据，并通过监控软件进行分析、预警、自动打印。 ●组网传输：信号采用先进组网无线传输技术，克服距离障碍、信号无衰减，无串扰，抗干扰强。 ●远程访问：完全B/S架构，纯.NET开发技术，远程查看、操作控制，只需录入网址即可轻松实现。 ●实时监控：采用自动化无线监控功能，每天24小时实时监控，避免了人工监控可能出现的监控不 及时、不准确，设备长时间非正常运转等问题。 ●报警功能：超过预设值系统自动报警，报警方式主要有声音报警、手机短信报警、邮件报警、模 块不采集报警等。各监控点报警方式配置灵活，同一监测点可以分时段、分人员报警，便于交接 班管理。 ●测温准确、安装简单：测温范围在-200℃～125℃内可任设，测量精度达±0.1℃，测量温度准确 度±0.2℃，测温间隔时间在1秒以上任设。数据无线上传，无需单独穿墙布线，安装方便简单。 ●自动开关控制：远程自动控制制冷系统开关，远程调试制冷状态及参数。实现压缩机、冷风 机启停历史记录的查询及频率分析。 ●自动打印：定时自动打印功能，根据具体情况可以任意设定打印时间，及打印内容。
毕业设计文献综述 电气工程与自动化 无线温湿度检测系统设计 摘要：随着无线传感网络的发展，环境的监测在各个领域有着广泛的应用，同时，无线传感网络也在传感器的进步下显得更加实用化。针对分散节点温湿度的检测，设计一种基于单片机的无线温湿度监测系统。该设计采用C8051F330单片机为核心的控制器，以温湿度传感器HU-10S、无线收发模块nRF24L01、串行通信模块为辅助，完成对温湿度的实时监测。 关键词：监测系统；无线；温湿度测量； 近年来，随着传感器、计算机、无线通信及微电机等技术的发展和相互融合，产生了无线传感器网络[1]。无线传感器网络是目前国内外的研究热点,具有相当广阔的应用前景。但是,传感器网络要实现实用化,还有许多基础性问题和关键部件需要解决。无线传感器网络的实用化离不开传感器技术的进步。而目前无线传感器网络的的主要领域有这么几个方向：军事应用、环境应用、医疗应用、建筑及城市管理和公共安全与反恐。 例如美国Crossbow公司2005年第四季开展了一项利用无线传感器网络对狙击者进行定位的课题。预先在传感器节点上布设听觉感觉器,根据狙击时声响传到不同传感器节点的时间差,对狙击点进行联合定位[2]。这类传感器可以在大型集会前提前布置,不需长时间待机,而目前的技术足以满足传感器在体积方面的需求。在我国，无线传感器网络在农业方面的应用很多,但主要集中于测量空气温湿度,缺乏对于如土壤温湿度、CO2 浓度的研究,这将是今后进行的一个重要方向。 无线传感器作为传感器发展的一个新的方向越来越受到重视, 无线传感器网络作为无线传感器的应用随着技术的发展、完善和成熟, 将更加趋于实用, 在特殊领域, 它有着传统技术不可比拟的优势, 同时也必将开辟出不少新颖而有价值的商业应用。 用于检测温湿度的无线系统，具有简便、可靠的特点，具有可扩充性并且成本较低，是本系统的最大的意义。针对不同的地点，可以将其稍作变动，就可以达到不同的效果。如在家庭中，还可以用于检测天然气是否有泄漏、是否有人进入家中行窃。又如实验室中，则可以改为检测实验室内的有无烟雾等。温湿度的测量在农业生产的大棚管理，仓库粮食存储管理，生产制造行业，气象观测，恒温恒湿的空调房科研及日常生活中被广泛应用。可以说温湿度是影响日常的生产生活以及科研的一个很重要的因素。目前我国许多领域例如农业生产等仍采用测温仪器与人工抄录、管理结合的传统方法，这不仅效率低，而且会由于判断失误和管理不力造成很多严重损失。 本系统利用传感器进行数据采集，在C8051F330单片机中对数据进行处理，并同时使用nRF24L01
多功能数字钟电路的设计与制作 一、设计任务与要求 设计和制作一个多功能数字钟，要求能准确计时并以数字形式显示时、分、秒的时间，能校正时间，准点报时。 二、方案设计与论证 1．数字钟设计原理 数字电子钟一般由振荡器、译码器、显示器等几部分电路组成，这些电路都是数字电路中应用最广的基本电路。振荡器产生的1Hz的方波，作为秒信号。秒信号送入计数器进行计数，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的计数、显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的计数、显示电路与“秒”的相同；“时”的计数、显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路实现。所有计时结果由七段数码管显示器显示。用4个与非门构成调时电路，通过改变方波的频率，进行调时。最后用与非门和发光二极管构成整点显示部分。
2．总体结构框图如下： 图14 总体框图 三、单元电路设计与参数计算 1．脉冲产生电路 图15 晶振振荡器原理图 图16 555定时器脉冲产生电路原理图 振荡器可由晶振组成(如图15)，也可以由555定时器组成。图16是由555定时器构成的1HZ 的自激振荡器，其原理是： 第一暂态2、6端电位为Vcc 3 1 ，则输出为高电平，三极管不导通，电容C 充电，此 时2、6端电位上升。当上升至大于Vcc 3 2 时，输出为低电平，三极管导通，电容C 放电， 11 21 C 1 R C 2 R O
此时2、6端电位下降，下降至Vcc 3 1 时，输出高电平，以此循环。根据公式C R R f )2(43.121+≈ 得，此时频率为0.991。 图17 555定时器波形关系 图18 555定时器产生1Hz 方波原理图 2．时间计数电路 图19 74LS161引脚图 74LS161功能表 v V 2 3 V 1 3 v U 1 74L S 161D Q A 14Q B 13Q C 12Q D 11R C O 15A 3B 4C 5D 6 E N P 7E N T 10 ~L O A D 9~C L R 1 C L K 2
一种多点测温系统的设计 1 温度传感器DS18B20 介绍DALLAS 公司单线数字温度传感器DS18B20 是一种新的“一线器件”，它具有体积小、适用电压宽等特点。一线总线独特而 且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新 概念。DS18B20 支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55℃～+125℃，在- 10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃；通过编程可实现9～12 位的数字值读数方式；可以分别在93.75ms 和750ms 内将温度值转化为9 位和12 位的数字量。每个DS18B20 具有唯一的64 位长序列号，存放于DS18B20 内部ROM 只读存储器中。DS18B20 温度传感器的内部存储器包括1 个高速暂存RAM 和1 个非易失性的电可擦除E2RAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL 和结 构寄存器。暂存存储器包含了8 个连续字节，前2 字节为测得的温度信息，第 1 个字节为温度的低8 位，第 2 个字节为温度的高8 位。高8 位中，前4 位表示温度的正(全“0”)与负(全“1”)；第 3 个字节和第 4 个字节为TH、TL 的易失性 拷贝；第5 个字节是结构寄存器的易失性拷贝，此三个字节内容在每次上电复 位时被刷新；第6、7、8 个字节用于内部计算；第9 个字节为冗余检验字节。所以，读取温度信息字节中的内容，可以相应地转化为对应的温度值。表1 列 出了温度与温度字节间的对应关系。 2 系统硬件结构系统分为现场温度数据采集和上位监控PC 两部分。图1 为系统的结构图。需要指出的是，下位机可以脱离上位PC 机而独立工作。增加 上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理。现场温度采集部分 采用8051 单片机作为中央处理器，在P1.0 口挂接10 个DS18B20 传感器，对10 个点的温度进行检测。非易失性RAM 用作系统温度采集及运行参数等的缓 冲区。上位PC 机通过RS485 通信接口与现场单片微处理器通信，对系统进行
无线传感网络技术 课程实训 温湿度检测系统的设计与实现院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 起止时间：2017.6.26—2017.7.14
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院教研室：软件工程
目录 第1章绪论 0 1.1系统的开发背景 0 1.2开发工具 0 第2章需求分析 (1) 2.1调研情况 (1) 2.2 模块划分 (1) 2.3 系统原理图 (1) 2.4 系统性能需求 (1) 第3章系统概要设计 (2) 3.1系统总体结构设计 (2) 3.2模块的创建 (2) 第4章硬件设计 (3) 4.1 DHT11温度湿度传感器电路设计 (3) 4.2 晶振电路和复位电路设计 (3) 4.3 LED数码显示模块设计 (3) 4.4 报警模块设计 (4) 4.5 主程序设计 (4) 4.6 LED显示子程序设计 (4) 第5章系统的测试 (6) 5.1 系统安装接线图 (6) 5.2 调试与结果 (6) 第6章总结 (6) 参考文献 (7) 附录程序 (8)
第1章绪论 1.1系统的开发背景 随着科学技术的快速发展，人类社会已取得了巨大进步！在居家生活、工农业生产、环保、气象、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境中的湿度和温度进行测量及控制。传统的方法是用温度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的场所进行换气、降温和去湿等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性相对较大。随着生产的发展急需一个含有微型计算机或微处理器的测量仪器，由于它拥有对数据存储，运算逻辑判断及自动化的功能，有着智能作用等优点，一个低成本和具有较高精度的温度湿度检测器将在许多领域代替人工操作，自动不间断检测环境温度和湿度。目前市场上普遍存在的温湿度检测仪器大都是单点测量，而且温湿度信息传递不及时，精度达不到要求，不利于控制者根据温度、湿度变化及时做出决定。为此，本设计开发了一种能够同时测量多点，并实时性高、精度高，通过显示器显示温湿度信息，并能进行温湿度超限报警的测控产品。 本文设计的是基于单片机的室内温湿度检测与报警系统，运用温湿度传感器进行温度和湿度的检测，该仪器具有测量精度较高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试一定范围室内环境温湿度的特点。省去了人工检测的繁琐、耗时的过程，随时通过检测器的显示器进行读数，既方便，又快捷。 1.2开发工具 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS八位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器，使用ATMEL公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。 LED数码管是现在电子设计中使用相当普遍的一种显示设备，每个数码管由7个发光二极管按照一定的排列结构组成，根据七个发光二极管的正负极连接不同，又分为共阴极数码管和共阳极数码管两种，选择的数码管不同，程序设计上也有一定的差别。 编程采用Keil C 软件，使用C语音。
城市热换站监测系统方案 一、系统概述 城市热换站监测系统是通过对供热系统的温度、压力、流量、开关量等进行测量、控制及远传，实现对供热过程有效的遥测、遥调和遥控。城市热换站监测系统是区域供热系统中的重要组成部分，它将实时、全面了解供热系统的运行工况，监视不利工况点的压差，保证区域供热系统安全合理地运行，并可根据运行数据进行供热规划和科学调配，为热力部门提供准确、有效的重要数据。 二、系统简介和工作流程 集中供热系统包括热源、热网、热用户三个部分。热源产生的蒸汽或热水，通过管网向全市或部分地区的用户供应生产和生活用热；热换站是集中供热网络与热用户的接口，是热源与热用户之间的“热交换站”，换热站能否高效运行对改善整个热网的热力不足、提高供热品质起着重要作用。
热换站系统工作原理示意图 换热站热力系统由一次网供回水系统、二次网供回水系统、补水系统、热计量系统组成，各部分之间相互关联相互作用。热源经过一次网供水管路进入热交换器，经过充分的热交换后，再由一次网回水管路流回热源。而二次网中的水在热交换器中充分受热后经二次网供水管路进入热用户，用户取得热量后，二次网循环泵将水通过二次网回水管路再进入热交换器，如此循环供热给用户。 三、系统拓扑图 系统由现场感知层、数据处理层、网络传输层、系统应用层构成，其中现场感知层：包含现场设备：温度变送器、压力变送器、流量计、水泵/阀门控制柜等二次仪表；数据处理层：换热站监控终端；网络传输层：GPRS、INTERNET公网；系统应用层：监控中心：服务器、值班员计算机、管理计算机，手机移动端。
四、换热站监控终端 ?功能特点 换热站监控终端集数据采集、本地控制、7英寸电阻触控屏显示和远程通讯等功能于一体，采用模块化设计，通讯方式多样，监控方式灵活（可以PC端、移动端监控），接口丰
课程设计报告（2010 —2011 年度第2学期） 题目：基于DS18B20的多点温度测量系统 院系： 姓名： 学号： 专业： 指导老师： 2011年5 月22 日
目录 1设计要求…………………………………………………………………………2设计的作用、目的………………………………………………………………3设计的具体实现…………………………………………………………………. 3.1系统概述……………………………………………………………………. 3.2单元电路设计与分析……………………………………………………… 3.3电路的安装与调试…………………………………………………………4心得体会及建议………………………………………………………………… 4.1心得体会…………………………………………………………………… 4.2建议…………………………………………………………………………5附录………………………………………………………………………………6参考文献…………………………………………………………………………
基于DS12B20的多点温度测量系统设计报告 1设计要求 运用DS12B20温度测量芯片实现一个多点温度测量系统，要求如下： （1）．测量点为两点。 （2）．测量的温度为-40~+40°C （3）．温度测量的精度为±0.5°C （4）．测量系统的响应时间要小于1S。 （5）．温度数据的传输方式采用串行数据传送的方式。 2 设计的作用、目的 通过本设计可以进一步了解熟悉单片机的控制原理以及外设与单片机的数据通信方法，尤其是串行通信方法以及单片机与外设间的接口问题。 本设计旨在提高学生的实际应用系统开发能力，增长学生动手实践经验，激起学生学以致用的兴趣。 3设计的具体实现 3.1系统概述 本系统分为温度采集模块、核心处理模块、控制模块和显示模块。温度采集模块由DS18B20温度测量芯片构成，它负责测量温度后将温度量转化为数字信号，传输到数据处理模块；核心处理模块由AT89S52单片机组成，它负责与温度采集模块进行数据通信、对数据进行操作处理已经对各种外设的响应与控制；控制模块由几个按键组成，实现对测量点的选择以及电路复位的操作；显示模块由一块四位的八段译码显示管和驱动芯片组成，它的作用是显示测量的温度值。 系统模块组成图：
武汉长江工商学院 毕业论文(设计) 学院：工学院 专业：通信工程年级：2010级 题目:基于单片机的无线温度采集监测报警器的设计学生：谢慧学号：1003021133 指导教师：伍彩红职称: 2014年5月8日
武汉长江工商学院 本科毕业论文（设计）原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年月日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key wards (1) 前言 (2) 1 系统总体设计方案 (2) 2 主要元器件介绍 (3) 2.1 AT89S52单片机简介 (3) 2.2 nRF24L01概述 (5) 2.3 DS18B20温度传感器 (5) 3 硬件系统设计 (5) 3.1 硬件系统总体结构 (5) 3.2 无线收发模块 (6) 3.3 显示模块 (6) 3.4 声光报警电路 (6) 3.5 按键控制电路 (7) 3.6 温度采集模块 (7) 3.7 电源模块 (8) 4 系统软件设计 (8) 4.1 软件设计思路 (8) 4.2 主程序流程图设计 (8) 4.2.1 发送部分 (8) 4.2.2 接收部分 (9) 4.3 子程序设计 (10) 4.3.1 温度监测模块软件 (10) 4.3.2 无线发射模块软件设计 (10) 4.3.3 无线接收模块软件设计 (11) 4.3.4 显示模块软件设计 (11) 5 硬件功能实现 (12) 5.1 系统调试 (12) 5.2 调试结果 (12) 6 总结 (13) 参考文献 (13) 附录一 (14) 附录二 (16)
本科毕业论文（设计）题目无线温度测量系统设计 专业通信工程 作者姓名程丰收 学号2011201827 单位理工学院 指导教师黄慧 2015 年 6 月 教务处编
原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确的方式表明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名：日期： 指导教师签名:日期：
１绪论.................................. 错误！未定义书签。 1.1 摘要 ................................................. ２ 1.2 选题依据和意义 (3) 1.3 无线传感器网络技术研究背景及意义 (4) 1.4 无线传感器网络技术简介 (5) 1.5 未来前景展望 (6) 2 ZigBee协议简介 (7) 2.1 ZigBee的概述 (8) 2.2 ZigBee的网络基础 (9) 2.2.1 网络节点类型 (10) 2.2.2 网络拓扑形式 (11) 2.3 ZigBee的工作模式 (12) 3 核心板介绍 (13) 3.1 CC2530核心板 (14) 3.2 CC2530引脚描述 (11) 3.3 温度传感器介绍 (16) 3.3.1 DS18B20温度传感器特性 (12) 3.3.2 DS18B20管脚介绍 (18) 4 系统总体设计 (19)
智能供热监控系统 时间:2009-06-19 04:02来源:论文网https://www.doczj.com/doc/542708471.html, 作者:秩名点击: 104次 【摘要】本系统介绍了由单片机控制的智能供热监控系统。采用ATM89C51系列单片机作为CPU，设置AD590温度传感器、压差传感器、涡轮流量计等传感器元件对供回水、补水、供热蒸汽的温度、压力检测；对回水、补水的流量检测，通过测量电路、A/D转换后把数据传送到CPU，CUP 【摘要】本系统介绍了由单片机控制的智能供热监控系统。采用ATM89C51系列单片机作为CPU，设置AD590温度传感器、压差传感器、涡轮流量计等传感器元件对供回水、补水、供热蒸汽的温度、压力检测；对回水、补水的流量检测，通过测量电路、A/D转换后把数据传送到CPU，CUP根据已经设置好的温度范围进行比较判断，并发回命令调整供回水的压力以及流量，最终达到自动控制温度的目的，这对于保证供热品质和节省能源都有着非常重要的意义。此外，本系统还安装了键盘，显示以及打印机，方便了数据的读取、切换和统计，使管理层对供热过程和供热品质有最直观的了解。 本设计应用前景广阔，可应用于城市或者小区的集中供热方便快捷，节约能源而且安全可靠。 关键词：智能控制集中供热监控信号采集 Single-chip Intelligent Heating Control System Abstract This paper present the general design and control conception of an intelligent heating control system in detail. ATM89c51 as the central intelligent unit in this system, which controls the temperature of each water-piping way’s in-or-out and surrounding the pressure of the out filter nets, the volume of offer-heat cycle water and so on. The temperature is changed by the pressure and volume’s change ,so using this system first can make sure consumer’s temperature is not enough, another hand it also can resources. The system also has the keyboard, display unit and typewriter, which can give an obvious understanding to workers. This system would develop and apply expansive, we can apply it to the central heating of a community. It has the merits of secure, tidy and convenient. This control system is a successful example, which combine theory automation with practice. Keywords: Intelligent Control, Central Heating, Monitor System, Collect Signal 目录 第一章绪论 5 1.1 国集中供热的现状 5 1.1.1 热源 6 1.1.2热用户 6 1.1.3热网 7 1.2 我国集中供热系统的发展趋势 7