单片机课程设计报告
题目：温度监控报警系统
专业：通信工程
班级：
姓名：
指导教师：
成绩：___________________________
电气工程系
2011年12月15日
课程设计任务书
波形发生器在一般的电子和通信实验中使用频率很高，目前我们实验室用的较多的波形发生器主要有两种：低频正弦波发生器和通用多波形发生器，前者只能产生正弦波，调节范围不大，但是信号稳定，失真度底，主要用在对波形有很高的要求的实验中；后者能产生正弦波、方波和三角波，也有的能产生三种以上波形。这两种波形发生器都比较昂贵，而在我们很多的实验中有的要求产生更多的波形种类和它们的谐波，有很多对于波形的要求不是很高，有的只是演示一下，在本课题中将这两方面的缺点结合起来加以改进，最大限度地利用单片机及其外围设备的资源，开发出能产生正弦、三角、方波、梯形、锯齿等多种波形和它们的谐波及组合波形，并可以根据实际情况的需要在波形存储器中写入不同的波形，可以随时添加，能满足一般的实验及演示的需要，并且成本很低，操作简洁方便。
关键字：单片机波形存储锁相环中断 D/A转换 A/D转换
第一章总体方案设计 (5)
1.1原理框图 (5)
1.2 函数发生器的总方案 (5)
第二章单元电路的设计 (6)
2.1方波发生电路的工作原理 (6)
2.2矩形波发生电路 (8)
第三章电路的参数选择及计算 (11)
3.1.方波中电容C1变化 (11)
3.3总电路图 (12)
3.4 系统所需的元器件 (13)
第四章测试结果分析与总结 (13)
第五章参考文献 (13)
第一章总体方案设计
1.1原理框图
1.2 函数发生器的总方案
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波、矩形波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波-锯齿波函数发生器的设计方法。
产生矩形波、方波、三角波、锯齿波的方案有多种，本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成锯齿波和矩形波的电路设计方法
本课题中函数发生器电路组成框图如上所示：
由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到锯齿波的变换电路主要由比例运算放大器来完成，而三角波到矩形波的变换主要是通过比较器和积分器来实现的。
第二章单元电路的设计
2.1方波发生电路的工作原理
集成运放A，电阻R1,R2,R3和双向稳压管组成反向滞回比较器，起开关作用；RC电路起反馈和延迟作用，电容C连到A的反向输入端，以控制滞回比较器的工作状态。滞回比较器输出电压Uo有两个工作状态：高电平+Uz和低电平-Uz，两个状态的翻转是通过RC电路的充放电改变滞回比较器的输入实现的。假设t=0时，电容C上电压Uo为0，输出电压为高电平，即Uo=+Uz，则集成运放同向输入端的电位U+=滞回比较器的第一阈值电压Uth1，即U1={R1/(R1+R2)}*Uz。输出端的高电平通过电阻R对电容C充电，电容电压Uc上升到略大于Uth1时，集成运放方向输入端电位U-大于同向输入端电压，输出电压发生越变，从高电平变为低电平；于是集成运放同向输入端电压立即变为第二阈值电压Uth2，即U+=【-R1/(R1+R2)】*Uz，输出电压变为低电平后，电容C将通过R先放电再充电，电容电压Uc随时间下降，放电过程如下图（a）虚线所示。当Uc下降到略小于Uth2时，集成运放反向输入端电位小于同向输入端电位，滞回比较器输出状态发生另一次越变，输出电压从低电平重新跳回到高电平。C又重新充电，周期性地重复上述过程。在电路稳定以后，电容C的充放电时间常数相等，并且两次越变时电容电压变化的幅值也相等，所以在一个周期内Uo的高低电平时间相等，即Uo是连续的方波。如（b）所示。
方波发生电路图2.2方波---三角波转换原理
方波三角波转换电路图
波形图
电压传输特性
在图所示电路中，积分电路的输出电压Uo作为滞回比较器的输入电压，而滞回比较器的输出电压Uo1又作为积分电路的输入电压；由于采用反向电路取代RC 电路，为满足相位关系，该电路选用同向滞回比较器。
分析同向滞回比较器可得其输出高低电平和阈值电压
Uoh=+Uz, Uol=-Uz;
Ulrl=+R1*Uz/R2
Uth2=-R1*Uz/R2
当滞回比较器输出电压Uo1为高电平+Uz时，+Uz将通过电阻R对积分电容C反向充电，充电电流为-Uz/R，输出电压Uo按线性规律下降，当下降到滞回比较器的第二阈值电压时，集成运放A1的同向输入端电位U+=U-=0，再略下降就使得U+
2.3矩形波发生电路
2.4三角波---正弦波转换电路的工作原理
三角波——正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。
差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。分析表明，传输特性曲线的表达式为：022/1id T C E U U aI I aI e
==+ 011/1id T C E U U aI I aI e -==
+ 式中 /1C E a I I =≈
0I ——差分放大器的恒定电流；
T U ——温度的电压当量，当室温为25oc 时，UT ≈26mV 。
如果Uid 为三角波，设表达式为
44434m id m U T t T U U T t T ???- ?????=?-???- ????? 022T t T t T ??≤≤ ?????≤≤ ???
式中 Um ——三角波的幅度；
T ——三角波的周期。
温湿度监控系统 目录 行业需求 系统概况 行业需求 系统概况 展开 随着科技的飞速发展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。传统的温湿度监测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。 温湿度采集系统 在这种模式下，不仅效率低下不利于人才资源的充分利用，而且缺乏科学性，许多重大事故都是由人为因素造成的，人工维护缺乏完整的管理系统。 石家庄恒必达科技基于这种对温湿度测控的需求而设计开发了温湿度监控系统。 环境温湿度的监控包括以下步骤：感应环境温湿度；判断感应到的温湿度是否异常；若感应到的温湿度异常，判断异常是否超过预设时间；若异常超过预设时间，则输出异常信号至主控机；异常报警；判断异常是否处理完毕；以及若异常处理完毕，解除报警。并可以利用控制器和主控机来达到机房温湿度的远程控制，从而实现环境温湿度管理的实时性和有效性。 编辑本段 行业需求
食品行业：温湿度对于食品储存来说至关重要，温湿度的变化会带来食物变质，引发食品安全问题。 档案管理：纸制品对于温湿度极为敏感，不当的保存会严重降低档案保存年限。 温室大棚：植物的生长对于温湿度要求极为严格，不当的温湿度下，植物会停止生长、甚至死亡。 动物养殖：各种动物在不同的温度下会表现出不同的生长状态，高质高产的目标要依靠适宜的环境来保障。 药品储存：根据国家相关要求，药品保存必须按照相应的温湿度进行控制。 石家庄恒必达科技有限公司设计开发的HBD-300温湿度监控系统： 系统功能 1、如实采集和记录各空间温度/温湿度情况。 2、所有的温度/温湿度数据采集和记录到一台主机计算机上，数据可以按照使用人员的要求定时自动记录并长期保存。 3、授权用户可查询历史数据，进行数据分析、打印等操作。 4、在出现异常数据的时候，可进行多种方式的报警，如：电脑图文报警、声光报警、短信报警等。 5、使用网络版软件，局域网内的远程计算机在经过授权后，可以共享温湿度数据。 6、可连接控制模块，在温湿度超出设定值后报警同时自动启动控制模块来进行降温除湿等工作。 系统组成 系统由温湿度传感器、数据通讯转换部分、上位机管理软件和控制模块（可选）组成。 1、温湿度传感器：负责检测并采集各控制点温湿度数据。 2、数据通讯转换器：负责温湿度数据采集数据的信号转换。 3、软件部分：软件部分负责对所有数据进行读取分析，并执行各项管理功能。 4、控制部分：执行远程控制指令。 系统特点
温度报警器 一、摘要:本文通过采用热敏电阻作为敏感元件的温度报警器的设计与制作，阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。这种温度报警器结构简单，由温度控制开关和报警器两部分组成，可操作性强，应用广泛。工作时，温度测量范围为0～100oＣ。当温度达到预定值时，利用热敏电阻的特性，采集电压信号，驱动报警装置，立刻发出报警信号，从而防止因温度升高而带来的不必要的损失。 二、绪论： 温度是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。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。 温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。日常生活中也可以见到，如电冰箱的自动制冷，空调器的自动控制等等。利用热敏电阻器和音乐集成电路制作一个温度报警器，也可以演示自动控制电路的工作原理。电路的触发端接在热敏电阻器和微调电阻器的中间，当环境温度升高时，热敏电阻器的阻值减小，电路的触发端电压升高，触发音乐集成电路工作。调节微调电阻器的阻值，可以改变电路报警时的温度。 现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。因此传感器在此温度报警器的制作中起了重要的作用。 三、温度报警器基本介绍 1、温度报警器的功能 现代社会是信息化的社会，随着安全化程度的日益提高，机房一一作为现代化的枢纽，其安全工作已成为重中之重，机房内一旦发生故障，将导致整个系统的瘫痪，造成巨大的损失和社会影响；敏探公司研发出机房超温报警系统，功能
医用气体供给管道监控管理系统 随着医院的快速发展，越来越多的医院采用集中供应的医用气体系统，医用气体具有一定的危险性。近年来，医用气体事故也时有发生。作为医院支持系统的核心之一的医用气体系统直接关系到医疗安全和医院的安全。国家发布并与2014年2约1日实施了《WS 435 医院医用气体系统运行管理》，其中就有医用气体机房安装入侵报警装置和监控装置，在关键区域需做监控。欧美发达国家早几年就已经强制要求医院安装医用气体供给管道监控管理系统。该管理系统发展趋势是医院基本建设。 系统介绍： 医用供给管道监控管理系统系统利用目前现代工业网络控制技术，采用总线分布式数据采集方式，用数据通讯的方式将各监控现场（包括手术室、ICU、普通病区及各医用气体站房）的主要气体监控参数（如多种气体的压力、氧气纯度、流量等）进行采集，通过数据总路线传输至监控中心监控计算机中，由计算机对相关运行数据进行采集、控制和处理，对所有运行参数形成完善的数据库文件，对各现场的气体参数进行全方位的监控，同时具有对运行数据和报警数据进行查询、搜索。并且能够及时定位故障出现并高效率处理，从而避免相关事故发生，保证医院相关部分系统正常运行。 系统功能： 该系统能实时监测各医用气体的压力、氧气纯度及流量等参数；当各路气体供气压力偏离正常范围时，及时发出报警信号；实时测量各科室的氧气流量，为医院的成本统计提供可靠依据，可及时发现各科室医用气体的异常情况；可根据计算机对各监控现场的统计数据，智能判断管路及终端泄漏的可能，能进行相应的控制处理，为医院的维护管理提供理论依据。
系统组成： 主要硬件产品包括：中心报警主机，现场报警主机，数据集中器，管道监控模块，网络氧气流量计，智能化气体监控系统，网络布线系统等。 1、中心报警主机：用于实时分析系统中各个监测点数据，发现异常及时声光报警。
实用温度监测系统 学院：电子信息工程学院专业：通信工程1303 学生姓名：张艺 学号：13211075 任课教师：刘颖 2015年06 月10 日
目录 实验题目：失真放大电路 .............. 错误！未定义书签。 1 实验题目及要求 (2) 2 实验目的与知识背景 (2) 2.1 实验目的 (2) 2.2 知识点 (2) 3 实验过程 (4) 3.1 选取的实验电路及输入输出波形 (4) 3.2 每个电路的讨论和方案比较 (16) 3.3 分析研究实验数据............. 错误！未定义书签。 4 总结与体会 (20) 4.1 通过本次实验那些能力得到提高，那些解决的问题印象深刻， 有那些创新点。 (20) 4.2 对本课程的意见与建议......... 错误！未定义书签。 5 参考文献 (21)
目录 1.电路设计及原理分析 (3) 1.1设计任务 (4) 1.2技术指标 (4) 1.3电路原理图 (5) 1.4基本原理 (5) 2.电路模拟与仿真 (6) 2.1仿真软件 (6) 2.2创建电路模拟图 (9) 2.3元件列表 (9) 2.4仿真记录与结果分析 (10) 3.实际电路的安装调试 (15) 3.1 元件参数确定 (15) 3.2 电路板布线设计 (15) 3.3 焊接 (15) 3.4调试与测量 (15) 3.5分析结果及改进 (16) 4.总结 (176) 5.心得体会 (177) 6.参考文献 (198)
1.电路设计及原理分析 1.1设计任务 通过Proteus软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。 通过比较器产生“数字模拟信号”，使得在信号产生的时候，震荡电路工作产生震荡信号驱动扬声器报警。 1.2技术指标 a.当温度在设定范围内时报警电路不工作； b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警； c.上下限低于报警led用不同颜色； d.上下限可调； e.控温精度度 1℃ f.监测范围0.5℃
温度采集报警系统的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程班级 1 姓名孙黄超
摘要 温度采集广泛应用于人民的生产和生活中，使用温度计来采集温度，这样不仅采集精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。为了解决这一问题，本文介绍了一种采用集成温度传感器DS18B20作为检测元件，AT89C51作为CPU的温度监控系统。利用数字温度传感器DS18B20与AT89C51单片机结合来测量温度，利用相应的显示器显示温度值。利用仿真工具Proteus进行单片机应用系统的虚拟设计与仿真调试。在Keil μVision3开发环境下进行C51语言程序开发。本课题主要有键盘输入模块、传感器采集模块、显示模块、报警模块、CPU处理模块、电源供电及复位模块组成。本文介绍了该温度采集报警系统的硬件和软件设计。 关键字：数据采集、传感器、AT89S51单片机、仿真调试
目录 摘要 ............................................................................................................... I 目录 ............................................................................................................. II 1 引言 .. (1) 1.1 研究背景及意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 2 温度采集报警系统原理说明 (1) 3 硬件设计 (3) 3.1 总体方案设计 (3) 3.2 主要模块设计 (3) 3.2.1 晶振电路 (3) 3.2.2 复位电路 (4) 3.2.3 按键操作电路 (4) 3.2.4 显示电路 (5) 3.2.5 报警电路 (5) 3.2.6 温度传感器选择........................................... (5) 3.2.7 实现温度采集报警系统的整体流程图 (6) 4 软件设计 (7) 4.1 温度采集传感系统的任务 (7) 4.2 Proteus的界面实现 (7) 4.3 在KeilμVision4平台下进行编程 (8) 5 系统调试与实验 (9) 6 总结 (11) 7 参考文献 (12) 8 附录 (13)
锅炉温度控制系统上位机设计 1.设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟； (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量； (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示； (4) 实现保存数据和参数报表打印功能； (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对
目录 一、设计任务与设计要求 (1) 二、设计原理 (1) 2.1 主要硬件介绍 (1) 2.1.1 DS18B20数字温度传感器 (1) 2.1.2 AT89C51单片机芯片 (3) 2.2 系统原理结构 (3) 三、设计方案 (4) 3.1 硬件部分 (4) 3.1.1 温度测量模块 (4) 3.1.2 LED数码管显示模块 (4) 3.1.3 按键模块 (5) 3.1.4 系统整体结构仿真图 (5) 3.2 软件部分 (5) 3.2.1DS18B20传感器程序 (5) 3.2.2键盘读取及确认程序 (7) 3.2.3DS18B20操作流程图 (8) 四、调试与性能分析 (9) 4.1 proteus仿真结果 (9) 4.2实物测试 (9) 4.2.1正常情况 (9) 4.2.2报警状态 (10) 五、心得体会 (10) 六、成品展示 (11) 七、附录部分 (12) 附件一、电路设计原理图 (12) 附件二、系统设计原始代码程序 (13)
一、设计任务与设计要求 本设计主要利用单片机AT89C51 芯片和以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20相结合来实现装置周围温度的采集，其中以单片机AT89C51 芯片为核心，辅以温度传感器DS18B20和LED数码管及必要的外围电路，构成一个结构简单、测温准确、具有一定控制功能的温度监视警报装系统。 功能要求： 添加温度报警功能，通过4个按键来设置温度的上下限值，当用DS18B20 测得的温度不在所设置的温度范围内，蜂鸣器开始鸣报。 二、设计原理 2.1 主要硬件介绍 2.1.1 DS18B20数字温度传感器 DS18B20 数字温度传感器提供9~12 位摄氏温度的测量，拥有非易失性用户可编程最高与最低触发点告警功能。DS18B20 通过单总线实现通信，单总线通常是DS18B20连接到中央微控制器的一条数据线（和地）。它能够感应温度的范围为-55℃~+125℃，在-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃，而且DS18B20 可以直接从数据线上获取供电（寄生电源）而不需要一个额外的外部电源。 DS18B20 使用DALLAS 独有的单总线（1—wire）协议使得总线通信只需要一根控制线，控制线需要一个较小的上拉电阻，因为所有的期间都是通过三态或开路端口连接在总线上的（DS18B20 是这种情况）。在这种总线系统中，微控制器（主器件）识别和寻址挂接在总线上具有独特64 位序列号的器件。因为每个器件拥有独特的序列号，因此挂接到总线上的器件在理论上是不受限制的，单总线（1-wire）协议包括指令的详细解释和“时隙”。这个数据表包含在单总线系统（1-WIRE BUS SYSTEM）部分。DS18B20 的另外一个特征是能够在没有外部供电的情况下工作。当总线为高的时候，电源有上拉电阻通过DQ 引脚提供，高总线信号给内部电容（Cpp）充电，这就使得总线为的时候给器件提供电源，这种从单总线上移除电源的方法跟寄生电源有关，作为一种选择，DS8B20 也可以采用引脚VDD 通过外部电源给器件供电。 DS18B20 引脚定义： (1) GND为电源地； (2) DQ为数字信号输入/输出端； (3)VDD 为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地） 图2.1.1 DS18B20 引脚排列图
课程设计报告 课程名称：单片机技术课程设计 题目：环境温度、光照检测报警系统设计 学生姓名： 学号： 二级学院： 专业：电子信息科学与技术 班级： 指导教师姓名： 起止时间：2018 年 9 月—— 2019 年 1 月 报告评分： 课程老师签名：
环境温度、光照检测报警系统设计 摘要：环境温度、光照检测报警系统是日常生活和工业应用非常广泛的工具，能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。此系统是基于STC89C52单片机设计的，包括DS18B20温度采集模块，光敏传感器，液晶显示屏，蜂鸣器，键盘扫描模块，PCF8591模数转换模块。STC89C52作为控制核心，具有功耗低、价格低等优点。温度检测报警模块采用单总线数据传输的DS18B20，改芯片具有精度高，测量范围广等特点。光照值检测采用光敏传感器和PCF8591模数转换模块联合使用，实现将测得的模拟电压值转换为数字量信号。显示模块采用OLED显示，对于显示数字、字母和汉字最为合适。并对采集的数据进行分析处理和按键预设值比较，从而实现对环境中温度和光强的控制并对超标数据进行报警。 关键词：DS18B20；光敏传感器；PCF8591模数转换模块；OLED显示屏；STC89C52
目录 1 绪论 (1) 1.1 课题的具体功能与要求 (1) 1.2 课题研究的情况 (1) 1.3 课题研究的意义 (1) 1.4 本章小结 (1) 2 方案论证 (1) 2.1 总系统方案的选择 (2) 2.2 各单元模块的比较 (2) 2.2.1 温度传感器模块 (2) 2.2.2 光照传感器模块选择 (2) 2.2.3 AD转换模块选择 (2) 2.3 本章小结 (2) 3 硬件系统 (3) 3.1 硬件系统的工作原理 (3) 3.2 各单元模块的设计与原理 (3) 3.2.1 51单片机最小系统 (3) 3.2.2 按键模块设计 (4) 3.2.3 显示模块设计 (4) 3.2.4 温度的采集 (4) 3.3 本章小结 (4) 4 软件系统 (5) 4.1 软件系统流程 (5) 4.2 各单元的软件流程 (5) 4.2.1 STC89C52主控单片机 (5) 4.2.2 DS18B20模块 (5) 4.2.3 PCF8591 (5) 4.2.4 OLED模块 (5) 4.3 本章小结 (5) 5 系统调试 (6) 5.1 硬件的检测 (6) 5.2 单元模块的调试 (6) 5.2.1 主控STC89C52的调试 (6) 5.2.2 DS18B20模块 (6) 5.2.3 PCF8591模块 (6) 5.2.4 OLED模块 (6) 5.2.5 系统运行调试 (6) 5.3 本章小结 (6) 6 总结与展望 (7) 参考文献 (7) 附录 (8)
融智机房集中监控系统 目录 一、背景与需求 (1) 二、系统概述 (2) 一、系统设计原则 (4) 3.1 可靠性、稳定性原则 (4) 3.2 安全性原则 (4) 3.3 实用性、先进性、便捷性原则 (5) 四、系统设计及工程规范 (6) 五、方案设计与功能实现 (7) 5.1温湿度监测 (7) 5.2区域漏水监测 (7) 5.3市电监测 (8) 5.4 UPS监测 (8) 5.5电池组监测 (9) 5.6普通空调控制 (9) 5.7精密空调监测 (10) 5.8消防监测 (11) 5.9红外监测 (11) 5.10门禁系统 (12) 5.11视频监控 (12) 5.12设备电源管理 (13) 5.13机柜微环境监控 (13) 六、软件介绍 (14) 一、背景与需求 随着信息网络技术的不断发展，各机房中的计算机设备数量不断增加。对环境的要求也越来越严格。而且有些用户的机房广泛分布于各分支机构所在地域或者其他各个地域。由于欠缺与运行网络的规模体系相对称的运维系统，数量众多的无人值守机房的物理运行环境状况、动力配电状况、设备运行状况、人员活动状况以及消防状况的变化包括可能出现的危急状况，均无法得到及时的发现和处理，也就很难被有效预见、防范和避免。 因此，为保证组织的安全、稳定、高效运行，保证网络设备的良好运行状态和设备使用寿命与安全，实现用户的最大投资效益，就有必要对网络运行环境的电力供应、温度、湿度、漏水、空气含尘量等诸多环境变量，UPS、空调、新风、
除尘、除湿等诸多设备运行状态变量，进行24小时实时监测与智能化调节控制，以保证网络运行环境的稳定与网络软硬件资源、设备的安全以及相关信息数据资产的安全。 本系统立足于建设一个全面覆盖用户网络所有核心机房、汇聚层机房、重点和非重点接入层设备间，支持监控运维网带外通讯，支持监控运维网独立自供电运行，集动力、环境、视频、设备、安防、消防综合监测、调控、监视软硬件平台于一体的分布式、智能化网络机房远程运维管理系统。 二、系统概述 系统引入独立运维网概念，采用分布式系统结构，以高可靠性、高环境适应性的环形工业级以太网作为通讯链路，构建独立于用户网络运行维护网络，以主监控服务器为系统的策略核心与控管中心，采用嵌入式多维变量智能采集单元作为系统的分布式智能监测控制节点，实现环境变量、设备状态变量的自动监测采集、智能化自动调节控制。 图2-1 机房集中监控系统拓扑图
锅炉内胆温度控制系统设计 一．引言 过程控制是自动化的重要分支，其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、建材、核能、环境等许多领域，在国民经济中占有极其重要的地位。无论是在现代复杂工业生产过程中还是在传统生产过程的技术改造中，过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。 过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度、PH值和物性等)进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的前提下，是连续型生产过程自动的进行下去。实际的生产过程千变万化，要解决生产过程的各种控制问题必须采用有针对性的特殊方法与途径。这就是过程控制要研究和解决的问题。二．任务和要求 任务：设计锅炉内胆温度控制系统，选择合适的传感器、控制器和执行器，使其满足一定的控制要求。 要求：本系统的控制对象为锅炉内胆的水温，要求锅炉内胆的温度的稳定值等于给定值，误差保持在 5%的误差带以内。 三．总体方案 系统组成：本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路:一路由三相(380V交流)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计及手动调节阀组成。1．原理框图 图1
2．简要原理 单闭环锅炉水温定值控制系统的结构示意如课程设计指导书所示，图1为其结构框图。其中锅炉内胆为动态循环水，磁力泵、电动调节阀、锅炉内胆组成循环供水系统。而控制参数为锅炉内胆的水温，即要求锅炉内胆的水温等于设定值。先通过变频器-磁力泵动力支路给锅炉内胆打满水，然后关闭锅炉内胆的进水阀。待系统投入运行后，再打开锅炉内胆的进水阀，允许变频器-磁力泵以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。在锅炉内胆水温的控制过程中，由于锅炉内胆由循环水，因此锅炉内胆循环水水温控制相比于内胆静态水温控制时更充分，因而控制速度有较大的改善。 在结构原理框图中可以清楚的看出，我们给定温度的设定值，将温度传感器的值与设定值相比较，把偏差值送入PID调节器，PID调节器的输出信号送入可控硅调压装置，经调压装置输出的电压信号来控制加热装置的阻值，从而控制锅炉内胆的水温。此控制系统为单闭环反馈系统，只要PID参数设置的合理，就能够使系统达到稳定。 3．优缺点分析 优点：单闭环系统结构简单，稳定性好、可靠性高，在工业控制中得到广泛的应用。 缺点：对动态特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度很大，控制质量要求高的生产过程，简单控制系统难以满足要求 四．元器件的选择与参数整定 1．元器件的选择： (1)被控对象 由不诱钢储水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒构成)、冷热水交换盘管和敷朔不锈钢管道组成。 模拟锅炉：本装置采用模拟锅炉进行温度实验，此锅炉采用不锈钢精制而成，设计巧妙。 管道：整个系统管道采用不诱钢管组成，所有的水阀采用优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。其中储水箱底有一个出水阀，当水箱需要更换水时，将球阀步打开直接将水排出。 (2)检测装置 变送器：采用工业用的扩散硅压力变送器，含不诱钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。 温度传感器：本装置采用六个Pt100传感器，分别用来检测上水箱出口、锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。经过调节器的温度变送器，可将温度信号转换成4~20mA DC电流信
大学生电子竞赛设计报告 项目名称：环境温度监控报警系统 组长：王伟涛 组员：王塨、张峰 系别：物理系 专业：光电器件及其应用方向 指导教师：李清贵 完成时间：2015年7月25日
摘要：本着熟悉单片机编程，系统设计的目的，增强动手合作能力， 选择了做单片机实时温度监控报警系统这个实验项目。本开 放性实验主要由AT89C52芯片、1602液晶显示器、DS18B20 数字式温度传感器、蜂鸣器等组成。通过温度传感器实时采 集环境温度显示在液晶屏上，并经过单片机处理，设置两个 上限温度报警值，本系统可用于智能家居温控报警，车间温 控等，具有一定推广价值。 关键字：温度报警温度上下限 AT89C52单片机液晶LCD1602 温度传感器DS18B20
Abstract:In the design of the single chip microcomputer programming, system design, enhance the ability to work, the choice of real-time temperature monitoring and control system of single-chip microcomputer. This open experiment is mainly made up of AT89C52 chip, 1602 LCD, DS18B20 digital temperature sensor, buzzer and so on. Through the temperature sensors to collect the environmental temperature display on the LCD screen, and through the SCM processing, set two upper limit temperature alarm value, the system can be used for the intelligent home control alarm, workshop temperature control, with certain value of popularization. Key words: temperature alarm Up per and lower limits of temperature temperatureAT89C52 microcontrollerLCD LCD1602 temperature sensor DS18B20
UPS监控系统项目需求 一、项目背景 (2) 二、监控系统描述 (2) 三、监控系统要求与需求清单 (3) 四、项目验收 (3) 4.1 工程验收的内容 (3) 4.2 验收标准 (4) 4.3 竣工报告 (4) 五、培训 (4) 六、售后服务 (4)
、项目背景 我院UPS设备众多，且分散在各个科室、设备间。人工巡检的方式不能准确及时 的发现、处理 UPS问题，并且人工巡检过程对设备的信息不能全面采集，存在着安全隐患。 现在针对UPS不间断电源提出实时监控的系统方案需求。初步先将弱电间、机房 等地UPS进行监控，后期可逐步将其它UPS加入系统。 二、监控系统描述 整个监控系统应包含如下功能部分： 数据米集部分：在UPS所在位置部署数据采集功能模块，将监控所需数据从UPS设备 中读取出来。 数据传输部分：数据采集完成后，应采用TCP/IP协议方式进行网络传输，汇总至服 务器。 数据收集与转换部分：由软件系统将数据做集中处理、转换，采取适当界面形式呈 现。 展现部分：由监视器组成的展现系统，提供多种呈现方式的监控页面。
三、监控系统要求与需求清单 针对项目后，提供按点位的再实施报价 四、项目验收 4.1工程验收的内容 1）各系统工程各相关技术文件、现场检查验收记录等是否齐全。 2 ）系统设备器材清单明细以及随设备包装的各种附件、资料等是否齐全 3 ）各主要设备器材的外观评估与内在技术指标确认。
4）各系统试运行验收 4.2 验收标准 1）工程承包合同； 2）工程设计文件（包括：设计方案、图纸、设计变更记录、各种设备说明书等）； 3）各相关系统产品系列安装、使用、维护手册； 4）国家现行的施工验收规范。 4.3 竣工报告工程完成后，提交《系统工程竣工报告》一式二份。工程验收合格后，7 天内提交至建设单位备案。若工程因故推延，竣工报告提交时间可作相应调整。 五、培训 为充分保证本工程项目投入使用后，能够正常、安全、可靠地运行，由实施方指导受训人员系统使用、维护、日常保养等技术。时间不少于3人 / 天。 六、售后服务 提供不少于 3年的软硬件质保， 7*24 小时电话支持，次日达现场保证。
温度监控系统设计
引言：温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、 建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。 本设计应用性比较强，设计系统可以作为生物培养液温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度检测，利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。 本设计系统包括温度采集模块，单片机最小系统，显示模块，按键控制模块，报警模块和指示模块六个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。 方案设计：总体设计方案采用AT89C52单片机作控制器，温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计，系统由6个模块组成：主控制器、测温电路、显示电路、报警电路、控制电路及指示电路。主控制器由单片机AT89C52实现，测温电路由温度传感器DS18B20实现，显示电路由4位LED数码管直读显示,，报警系统由蜂鸣器和发光二级管构成，控制电路由按键构成，指示电路由发光二极管组成。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，并且加有报警装置，超过温度可发出警示，还可以调整报警温度。该设计控制器使用单片机AT89C52，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以I/O传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 实验目的和要求： 1.学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 3.掌握矩阵式键盘的原理及使用方法。
课程设计说明书 题目：温度测量与报警系统设计 姓名： 学号： 指导教师： 专业年级： 所在学院和系： 完成日期： 课程名称：机电一体系统设计
目录 1绪论 (1) 1.1 背景 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.3 设计任务 (1) 2系统总体方案设计 (2) 2.1 设计思想 (2) 2.2 方案论证 (2) 2.2.1 电源模块 (2) 2.2.2 温度检测模块 (3) 2.2.3 控制模块 (3) 2.2.4 显示模块 (3) 2.2.5 报警模块 (4) 2.2.6 按键模块 (4) 2.3 芯片选择 (4) 2.3.1电源模块 (4) 2.3.2 温度检测模块 (4) 2.3.3 控制模块 (5) 2.3.4 显示模块 (5) 3系统硬件设计 (6) 3.1 单片机最小系统 (6) 3.2 传感检测电路 (6) 3.3 显示模块 (7) 3.4 报警模块 (8) 3.5 按键模块 (8) 3.6 总电路 (8) 3.6.1 绘图软件简介 (8)
3.6.2 电路原理图 (9) 3.6.3 电路PCB图 (10) 4系统软件设计 (12) 4.1 程序设计思路 (12) 4.2 主程序流程图 (12) 4.3 获取温度程序流程图 (13) 4.4 报警程序流程图 (14) 4.5 显示程序流程图 (15) 4.6 数据处理程序流程图 (15) 4.7 编程软件简介 (16) 5总结 (17) 参考文献 (18) 附录A (19) 附录B (20) 附录C (21)
1绪论 1.1 背景 温度温度是工业生产中主要的被控参数之一，与之相关的各种温度控制系统广泛应用于冶金、化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量；同时，温度超过了系统工作正常范围将直接影响系统的寿命，甚至损坏系统；甚至可以说任何一个系统都必须工作在一定的温度范围内，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。 自18世纪工业革命以来，工业的飞速发展离不开温度参量在控制系统中的应用。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。在工业生产中人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同, 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。 1.1 设计要求 设计要求：实现温度的测量与控制。 测温范围：0~1000C；测量精度：0.10C； 设有上、下限报警温度；数码显示； 1.3 设计任务 设计任务：硬件设计（元器件选择、电路原理图与电路板图绘制等）、软件设计。
综述 锅炉汽包燃烧系统是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标，温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。因此，在锅炉运行中，保证温度在正常范围是非常重要的。 本文设计了一种数字式锅炉温度控制系统，并给出了硬件原理图。该控制系统是用MCS-51系列单片机及其相关硬件来实现，利用传感器测量温度数据、CPU循环检测传感器输出状态，并用光柱和LED指示温度的高度。当锅炉温度低于用户设定的值时，系统自动打开燃料通道，当温度到达设定值时，系统自动关闭燃料通道。通过定量的计算表明该控制系统设计合理、可行。 一.系统总体设计 1．1 系统总体设计方案 设计框图如下所示： 图1-1系统框图 1．2 单元电路方案的论证与选择
硬件电路的设计是整个实验的关键部分，我们在设计中主要考虑了这几个方面：电路简单易懂，较好的体现物理思想；可行性好，操作方便。在设计过程中有的电路有多种备选方案，我们综合各种因素做出了如下选择。 1．2．1 温度信号采集电路的论证与选择 采用温度传感器DS18B20 美国DALLAS 公司的产品可编程单总线数字式温度传感器DS18B20可实现室内温度信号的采集，有很多优点：如直接输出数字信号，故省去了后继的信号放大及模数转换部分，外围电路简单，成本低;单总线接口，只有一根信号线作为单总线与CPU 连接，且每一只都有自己唯一的64位系列号存储在其内部的ROM 存储器中，故在一根信号线上可以挂接多个DS18820,便于多点测量且易于扩展。 DS 18 B2 0的测温范围较大，集成度较高，但需要串口来模拟其时序才能使用，故没有选用此方案。 1.2.1输入输出通道及其接口设计 1）温度检测模拟输入通道设计 图1-2 输入通道原理图 设V ／F 变换器的额定输出频率为F ，计数器对输出脉冲的计数时间为Ts ，A ／D 转换结果的分辨率为i ，则有： s i s F T 2 取Ts ＝1s ，则在V ／F 的输出频率范围0～10kHz 内，可以得到13位的A ／D 转换结果。
温度监测报警系统
目录 毕业论文（设计）任务书.................................................................................................... - 1 - 摘要.................................................................................................................................... - 6 - 关键词.................................................................................................................................... - 7 - 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 课题研究的目的和意义 (1) 1.3 温度检测系统在国内外状况 (1) 第二章硬件系统的总体设计方案 (3) 2.1 总体设计方案 (3) 2.2 温度检测及参数 (3) 2.2.1 温度检测 (3) 2.2.2 温度参数 (4) 2.3 A/D转换模块 (4) 2.4 传感器 (5) 2.4.1传感器的简介 (5) 2.4.2 AD590性能特点与内部结构 (5) 2.5 温度显示电路 (8) 2.6 单片机简介 (9) 2.6.1 AT89C51特性 (9) 2.6.2 引脚图 (10) 2.6.3 管脚说明 (10) 2.6.4 复位键控制模块 (12) 2.7 报警电路 (12) 第三章软件设计 (13) 第四章系统的仿真与实现 (15) 4.1 概述 (15) 4.2 功能特点 (15) 4.3 电路功能仿真 (16)
2.10通信集中告警系统设计
目录
2.7.1. 概述 集中告警系统就是利用计算机数据处理和计算机网络传输技术，对西安地铁一号线各通信子系统设备信息进行采集并集中反映到告警终端，使通信维护人员能及时、准确了解整个通信系统设备的故障信息以便于处理。系统能够对通信各专业系统的告警进行汇总、显示、确认及报告，能进行故障定位，使维护管理人员能够准确、迅速地获得设备的运行状态信息，及时进行维护。 集中告警系统监测的各通信专业系统包括传输系统、无线通信系统、公务电话系统、专用电话系统、视频监视系统、有线广播系统、时钟分配系统、通信电源设备、乘客信息系统等。 2.7.2. 系统功能及原理说明 通信集中告警系统主要实现了对通信各系统设备告警的集中监管，为维护人员提供方便、快捷的集中监控管理平台。主要包括故障管理、报表管理、拓扑管理、资源管理、自身监控、工单管理、流程管理、系统管理、参数管理和外部接口等模块。 2.7.2.1. 故障管理 集中告警系统通过数据采集模块从各通信系统中采集各种设备告警、性能越限告警和网络告警等信息，通过各种分析处理后，以合适的方式呈现给运维人员，实现对各通信系统告警信息的管理。主要包括告警采集、告警处理、告警呈现、告警操作和查询四大功能，通过故障管理功能，通信系统运维人员可以速度知道各系统故障发生的位置、可能原因等信息。 2.7.2.1.1. 告警采集 告警采集主要是指集中告警系统从各通信系统网管中采集告警和告警恢复数据的功能。集中告警系统是通过以太网从各通信系统的网管接口自动采集各网元的设备告警、性能越限告警和网络告警和各种告警恢复等信息后，把原始告警/告警恢复存储到
锅炉温度控制系统上位机设计 1. 设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟； (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量； (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示； (4) 实现保存数据和参数报表打印功能； (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对温度进行控制，使得温度在要求范围内。这样，就实现了锅炉温度的控制。在该界面加入菜单项，可以查看历史系统报警。加入实时曲线、历史曲线和帮助界面按钮，可以使操作者更加快捷、准确的实现对系统的控制。如图1所示：