温度测量控制系统的设计与制作

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现1. 本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高，室内环境的舒适度已成为现代生活中不可或缺的一部分。

作为室内环境的重要组成部分，室内温度的调控至关重要。

设计并实现一种高效、稳定且经济的室内温度控制系统成为了当前研究的热点。

本文旨在探讨基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现，以满足现代家居和办公环境的温度控制需求。

本文将首先介绍室内温度控制系统的研究背景和意义，阐述其在实际应用中的重要性和必要性。

随后，将详细介绍基于单片机的室内温度控制系统的设计原理，包括硬件设计、软件编程和温度控制算法等方面。

硬件设计部分将重点介绍单片机的选型、传感器的选取、执行机构的搭配等关键环节软件编程部分将介绍系统的程序框架、主要功能模块以及温度数据的采集、处理和控制逻辑温度控制算法部分将探讨如何选择合适的控制算法以实现精准的温度调控。

在实现过程中，本文将注重理论与实践相结合，通过实际案例的分析和实验数据的验证，展示基于单片机的室内温度控制系统的实际应用效果。

同时，还将对系统的性能进行评估，包括稳定性、准确性、经济性等方面，以便为后续的改进和优化提供参考。

本文将对基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现进行总结，分析其优缺点和适用范围，并对未来的研究方向进行展望。

本文旨在为读者提供一种简单、实用的室内温度控制系统设计方案，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

2. 单片机概述单片机，也被称为微控制器或微电脑，是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术，将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路）集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。

单片机以其体积小、功能齐全、成本低廉、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点，广泛应用于各种控制系统和智能仪器中。

1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类平常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。

在许多场合，及时准确获得目的的温度、湿度信息是十分重要的。

近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，可以在工业、农业等各领域中广泛使用。

1.2 设计内容重要是运用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运营指示灯监控实时控制系统的运营，实时显示当前温度值。

1.3 设计目的通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完毕工程项目中所应具有的基本素质和规定。

培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。

2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。

S7-200 是一种小型的可编程序控制器，合用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。

S7-200系列的强大功能使其无论在独立运营中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。

因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。

S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中涉及定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。

S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。

表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。

它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。

课程设计说明书题目：温度控制系统的设计与实现学生姓名：学院：电力学院系别：自动化专业：自动化班级：指导教师：二〇一年一月十四日内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：计算机控制系统课程设计学院：电力学院班级：自动化07-3班学生姓名：石鑫学号：指导教师：刘磊李志明摘要温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。

温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。

温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。

本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。

关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PIDAbstractIn industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance.This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well.Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control;Process control; PID目录第一章概述..........................................................................................................................................1.1 题目背景及应用意义...........................................................................................................1.2 本文内容及工作安排 (1)第二章系统组成及被控对象分析（被控对象数学建模） (3)2.1 系统组成 (3)2.1 被控对象分析（被控对象数学建模） (5)第三章控制策略设计及仿真研究 (11)3.1 控制策略设计 (11)3.2 仿真研究 (15)第四章控制策略实现 (18)4.1 组态环境下控制策略编程实现 (18)4.2 力控软件 (18)4.3 运行结果分析 (20)第五章总结 (22)参考文献 (23)第一章概述1．1 题目背景及应用意义在近四十年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展，七十年代初诞生了一代新型的电子计算机——微型计算机，使得计算机应用日益广泛；目前，计算机应用已渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度。

基于AD590的温度测控系统设计本文介绍了一种适用于实验室条件下实验、研究和二次开发的数字式温度测控装置。

该器件采用新型集成温度传感器AD590作为温度测量元件，并提供两个控制单元进行实验比较。

通过测量和控制恒温器中的温度，获得了令人满意的结果。

1.引言对于导弹武器和设备等大型系统，其性能往往受到外部环境和自身运行条件的影响。

其中，温度的影响往往起着非常重要的作用。

因此，温度检测和控制一直是许多研究者关注的焦点。

然而，一些温度测控装置精度低，温度控制不准确，一些新仪器成本高，难以推广。

特别要指出的是，过去开发的温度测控系统通常是一个独立的系统，一物一用，很难被其他系统采用，存在维护困难、维修不便等问题。

为此，作者根据目前流行的模块化设计原理，开发了一种适用于实验室条件下研发的高精度温度测控装置。

2.工作原理图l为WCZ-98型温度测控装置的电气原理图。

其工作原理为：以AD590为一桥臂的测温电桥采取到的温度信号，经差动放大并进行缓冲隔离后一路送至数显表进行数字化温度显示，另一路与设定值相比较。

比较出来的差值由开关K控制可选择送人两路调节控制器。

其中一路由比较放大器和继电器组成，以此为调节控制器可使该装置形成一个无需与计算机相连的独立的测控温设备;另一路由PID调节器(由A/D、D/A与装有PID调节软件的计算机构成)和可控硅组成。

从调节控制器出来的信号通过控温执行元件实现温度控制。

下面就其中几个部分的原理进行分析。

AD590是美国AD公司生产的专用集成温度传感器，属于电流输出型。

图2所示为AD590在三个不同温度下的电流一电压特性曲线。

在一定温度范围内，它相当于一个高阻电流源，其电流温度灵敏度为lμA/K。

它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声等的干扰。

此外，它还具有体积小、测温精度高、线性好和互换性强等特点，非常适用于远距离测控，同时也适用于本文所要求的模块化、分体式结构的特点。

其主要技术指标为：a.测温范围：一55.150℃;b.电流输出(标定系数)：lμA/K;c.电源电压：直流4—30V;d.线性度：在满量程范围内小于±0.5℃;e.重复性：±0.1℃;f.输出阻抗：约为10MQ;g.长期漂移：±0.1℃/月。

北京电子科技学院课程设计报告( 2010 – 2011年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：温度测量控制系统的设计与制作学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：2010年11月17日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)三、总体设计思想 (3)四、系统框图及简要说明 (4)五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4)六、总体电路 (5)七、仿真结果 (8)八、实测结果分析 (9)九、心得体会 (9)附录I：元器件清单 (11)附录II：multisim仿真图 (11)附录III：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求（一）电子技术课程设计的目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。

按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。

通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。

（二）电子技术课程设计的要求1．教学基本要求要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。

教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。

2．能力培养要求（1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。

（2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

（3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。

基于PID的温度控制系统设计PID（比例-积分-微分）控制系统是一种常见的温度控制方法。

它通过测量实际温度和设定温度之间的差异，并相应调整加热器或冷却器的输出来控制温度。

在本文中，将介绍PID控制系统的基本原理、设计步骤和实施细节，以实现一个基于PID的温度控制系统。

一、基本原理PID控制系统是一种反馈控制系统，其核心思想是将实际温度值与设定温度值进行比较，并根据差异进行调整。

PID控制器由三个部分组成：比例控制器（P），积分控制器（I）和微分控制器（D）。

比例控制器（P）：根据实际温度与设定温度之间的差异，产生一个与该差异成正比的输出量。

比例控制器的作用是与误差成正比，以减小温度偏差。

积分控制器（I）：积分控制器是一个与误差积分成比例的系统。

它通过将误差累加起来来减小持续存在的静态误差。

积分控制器的作用是消除稳态误差，对于不稳定的温度系统非常有效。

微分控制器（D）：微分控制器根据温度变化速率对输出进行调整。

它通过计算误差的变化率来预测未来的误差，并相应地调整控制器的输出。

微分控制器的作用是使温度系统更加稳定，减小温度变化速率。

二、设计步骤1.系统建模：根据实际温度控制系统的特点建立数学模型。

这可以通过使用控制理论或系统辨识技术来完成。

将得到的模型表示为一个差分方程，包含输入（控制输入）和输出（测量温度）。

2.参数调整：PID控制器有三个参数：比例增益（Kp）、积分时间（Ti）和微分时间（Td）。

通过试验和调整，找到最佳的参数组合，以使系统能够快速稳定地响应温度变化。

3.控制算法：根据系统模型和参数，计算控制器的输出。

控制器的输出应是一个与实际温度偏差有关的控制信号，通过改变加热器或冷却器的输入来调整温度。

4.硬件实施：将控制算法实施到硬件平台上。

这可以通过使用微控制器或其他可编程控制器来实现。

将传感器（用于测量实际温度）和执行器（用于控制加热器或冷却器）与控制器连接起来。

5.调试和测试：在实际应用中，进行系统调试和测试。

重庆邮电大学通信与信息工程学院班级GJ011201小组成员徐睿2012210460李易晓2012210057张地根2012210114指导老师邓炳光数字温度计的设计与制作实验报告设计要求1，数字温度计设计与制作：利用之前绘制的“C51学习板”掌握的SCH和PCB图知识，绘制一个基于STC89C51的单片机系统，增加温度采集0~120度，温度显示要求3位整数+1位小数，电路原理图和PCB图2，SCH必须按照规范进行绘制。

3，系统还要求具备电源指示灯，外部使用MINI-USB进行5V供电，在满足要求的情况下，使用的元器件越少越好；温度采集可以用模拟或数字器件、显示可以用LCD或数码管。

4，PCB板要求使用底层走线，元器件在顶层。

5，PCB板上标识自己的学号、姓名。

6，PCB板大小，满足元器件布局的情况下，尽可能减少面积。

7，PCB审查正确后，进行单面板腐蚀的相关操作：热转印、腐蚀、钻孔、裁剪等。

元器件自行购买，然后焊接，调试，编写单片机程序，完成设计报告。

设计步骤一主要原器件的选择控制模块：STC89C52温度采集模块：DS18B20显示模块：8位共阴数码管二原理图的绘制1新建一个工程，在Altium Designer软件中的“File”选项中选择“New→Project→PCB project”，然后保存工程至文件夹中（文件名定义要规范）。

2纸张配置，在Design选项中单击左键，选择Document Options项，然后根据原理图的要求选择合适的配置。

3展开工程管理标签、元器件库。

4填写图纸信息。

（项目名称、图纸名称、版本、序号、作者。

）5元器件绘制。

1）创建元件库;2）.绘制元器件;3）完善元器件属性;6.修改元器件名字;7. 同一个库中增加其他元器件;8.打开原理图库管理标签。

1）元器件放置。

2）元器件摆放、连线。

（按格点对齐。

）3)修改元器件值。

4)完成图纸。

5）生成Bom表。

三PCB图绘制1）封装设计。

基于NTC热敏电阻的温度测量与控制系统设计摘要：本系统由TL431精密基准电压，NTC热敏电阻(MF-55)的温度采集，A/D和D/A转换，单片机STC89C51为核心的最小控制系统，LCD1602的显示电路等构成。

温度值的线性转换通过软件的插值方法实现。

该系统能够测量范围为0~100℃，测量精度±1℃,并且能够记录24小时内每间隔30分钟温度值，并能够回调选定时刻的温度值，能计算并实时显示24小时内的平均温度、温度最大值、最小值、最大温差，且有越限报警功能。

由于采用两个水泥电阻作为控温元件，更有效的增加了温度控制功能。

关键词： NTC TL431 温度线性转换Abstract: The system is composed of TL431 as precise voltage,the temperature acauisition circuit with NTC thermistors (MF-55), the transform circuit of A/D andD/A, the core of the minimum control system with STC89C51, 1the display circuit usingLCD1602, etc. Get the temperature of the linear transformation by the software method. The range of the measure system is 0 ~ 100 ℃, measurement accuracy +1 ℃.It can record 24 hours of each interval temperature by per 30 minutes selected of temperature.The time can be calculated and real-time display within 24 hours of the average temperature, maximum temperature and minimum temperature, maximum value, and each temperature sensor has more all the way limit alarm function. Due to the two cement resistance as temperature control components, the more effective increase the temperature control function.Keyword: NTC TL431 temperature linear conversion目录1方案设计与论证 (3)1.1 整体设计方案比较和选择 (3)2 系统设计 (5)2.1 总体设计 (5)2.2各单元模块功能介绍及电路设计 (5)2.2.1 学习板电路 (5)2.2.2测温通道电路 (7)2.2.3 模数转换电路 (8)2.3 特殊器件的介绍 (8)3 软件设计 (9)3.1 软件流程图 (9)3.2 线性转换处理--线性插值 (10)4 系统测试 (11)4.1测试方法 (11)4.2 测试结果 (12)4.3结果分析 (14)5 结论 (14)参考文献 (14)附录： (15)附1：元器件明细表 (15)附2：仪器设备清单 (15)附3：电路图图纸 (16)附4：程序清单 (17)1方案设计与论证1.1 整体设计方案比较和选择温度测量和控制系统，基于NTC热敏电阻的特性进行设计。

智能家居中的智能温控系统设计与开发智能家居是指通过互联网和相关技术将各种家居设备进行连接和控制的智能化系统。

其中，智能温控系统作为智能家居的重要组成部分，旨在实现对室内温度的智能调控，提升居住舒适度，并实现节能与环保。

本文将就智能温控系统的设计与开发进行探讨。

一、系统需求分析在开发智能温控系统之前，我们首先需要进行系统需求分析。

智能温控系统所需满足的基本需求包括：温度测量、温度控制、舒适度评估、远程控制、自动调节等。

温度测量是智能温控系统的基础，需要通过温度传感器对室内温度进行实时监测，并将数据反馈给系统。

温度控制是实现温度调节的关键，系统需要根据用户设置的温度范围，自动调节温度设备的工作状态。

舒适度评估是通过获取室内湿度、空气质量等相关数据，对室内环境进行评估，帮助用户了解室内舒适度情况。

远程控制功能可以通过智能手机等移动设备远程控制温度设备，实现随时随地的温度调节。

自动调节功能是智能温控系统的核心，根据用户的使用习惯和室内环境的变化，系统能够自动调节温度设备的工作状态，提供最佳的室内环境。

二、系统设计与开发智能温控系统的设计与开发需要经过多个步骤，包括硬件设计、软件开发、系统集成等。

以下将依次介绍各个步骤。

1. 硬件设计智能温控系统的硬件设计包括传感器选择、温度设备选择、通信模块选择等。

首先，选择合适的温度传感器，常见的有热敏电阻、热电偶等，根据实际需求选择合适的传感器类型和精度。

其次，选择合适的温度设备，如空调、暖气等，根据需求选择合适的设备类型和功率。

最后，选择合适的通信模块，如Wi-Fi、蓝牙等，确保系统能够与其他设备进行无线通信。

2. 软件开发智能温控系统的软件开发包括传感器数据采集、温度控制算法、舒适度评估算法、远程控制接口等。

首先，通过传感器采集温度数据，并将数据传输给系统。

其次，设计温度控制算法，根据用户设定的温度范围，自动调节温度设备的工作状态。

再次，设计舒适度评估算法，通过分析室内湿度、空气质量等数据，评估室内舒适度，并及时反馈给用户。

数字温度计的设计与制作【摘要】随着国民经济的发展，人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行检测和控制。

采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。

在日常生活以及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。

在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。

温度控制在生产过程中榨油相当大的比例。

温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。

传统的测温元件有热电偶和二电阻。

而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。

我们用一种相对比较简单的方式来测量。

我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。

DS18B20可以直接读出北侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用。

该电路设计新颖、功能强大、结构简单。

【关键词】温度测量 DSI8B20 AT89C51目录一、绪论 (6)(一)课题背景及意义 (6)(二)课题的研究与开发目的 (6)(三)本文的主要工作 (6)二、开发工具介绍 (6)(一) Proteus (6)(二) Keil (7)三、系统概述 (7)(一)方案一 (7)(二)方案二 (8)(三)系统设计原理 (8)(四) 系统组成 (8)(五) DS18B20温度传感器与单片机的借口电路 (9)四、系统软件设计 (10)(一)主程序设计 (10)(二)DS18B20初始化 (11)(三)数据测试 (12)(四)仿真结果 (12)五、结束部分 (15)(一)结语 (15)(二)致谢 (16)参考文献 (17)数字温度计的设计与制作一、绪论(一)课题背景及意义随着新技术的不断开发与应用，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兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。

单片机温度控制系统的设计毕业设计论文摘要：本文设计了一种基于单片机的温度控制系统，旨在实现对温度的准确测量和控制。

系统采用温度传感器作为温度检测元件，通过单片机对温度进行采样和处理，然后根据预设的温度范围，控制风扇的启停，以达到调节室内温度的目的。

实验结果表明，该系统能够准确地测量温度并进行有效的控制。

关键词：单片机；温度控制系统；温度传感器；风扇1.引言温度控制是一种常见的自动化控制方法，广泛应用于工业、农业、医疗等领域。

温度控制系统通过对温度的测量和调节，实现了对环境温度的精确控制。

单片机作为一种微型计算机，具有体积小、功耗低、可编程性强等优点，被广泛应用于温度控制系统中。

2.系统设计系统由温度传感器、单片机和风扇组成。

温度传感器将实时温度传递给单片机，单片机根据设定的温度范围进行判断，并控制风扇的启停。

3.硬件设计(1)温度传感器选型采用数字温度传感器DS18B20，该传感器具有精度高、体积小、抗干扰能力强等特点。

(2)单片机选型采用AT89C52单片机，该单片机具有较高的性能和稳定性，适合于温度控制应用。

(3)风扇选型根据室内温度控制要求，选用功率适中的风扇，并设计驱动电路。

4.软件设计(1)温度测量通过单片机与温度传感器进行通信，实时获取温度数据，并进行精确测量。

(2)温度控制根据设定的温度范围，单片机判断当前温度是否在合理范围内，如果超出范围，则控制风扇启停，达到温度调节的目的。

5.实验结果通过实验，温度控制系统能够准确地测量室内温度，并根据设定的温度范围进行有效的控制。

系统响应速度快，温度波动范围小，能够满足实际应用需求。

6.结论本文设计了一种基于单片机的温度控制系统，并进行了实验验证。

实验结果表明，该系统能够准确地测量温度并进行有效的控制，具有一定的实用性和应用价值。

未来可以进一步优化系统性能，提高温度控制的精确度和稳定性。

[1]张三.基于单片机的温度控制系统设计[D].大学。

[2]李四.单片机在温度控制中的应用[J].仪器仪表学报。

温度闭环控制系统的设计及实现概述：设计步骤：1.传感器选择：选择合适的温度传感器对环境温度进行测量。

常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。

根据具体需求和应用场景选择合适的传感器。

2.控制器设计：设计合适的控制器用于比较测量的温度与设定温度之间的差异，并输出相应的控制信号。

常见的控制器有PID控制器和模糊控制器等。

根据应用的要求选择合适的控制器算法。

3.执行器选择：根据控制器的输出信号选择合适的执行器进行相应的控制动作。

执行器可以是继电器、电动阀门、加热器、冷却设备等。

具体选择根据需求来确定。

4.控制策略：设计合适的控制策略用于控制系统的稳定性和性能。

常见的控制策略包括开环控制和闭环控制。

闭环控制根据实际测量值进行调整，可以更精确地控制温度。

实施步骤：1.硬件搭建：根据设计需求，搭建硬件平台，将传感器、控制器和执行器连接起来，并与控制系统结合。

2.传感器测量：将传感器放置在需要测量温度的位置，利用传感器测量环境温度，并将测量结果传递给控制器。

3.控制算法实现：根据所选择的控制算法，编写相应的控制逻辑实现。

对于PID控制器，需要调整参数来优化控制性能。

4.控制动作实施：根据控制器的输出信号，控制执行器进行相应的动作。

比如，如果温度过高，可以通过控制加热器进行降温。

5.性能调试和优化：对控制系统进行调试和优化，以提高系统的控制性能。

可以通过监测温度的变化，调整控制策略和参数，进一步优化系统的性能。

6.系统应用：将温度闭环控制系统应用于实际场景，进行实际应用测试和评估。

根据测试结果对系统进行进一步优化和改进。

总结：温度闭环控制系统的设计及实现包括传感器选择、控制器设计、执行器选择、控制策略设计以及硬件搭建和软件实现等步骤。

通过合理的设计和实施，可以实现对环境温度的准确控制。

根据具体需求和应用场景，可以对系统进行优化和改进，以提高系统的性能和稳定性。

目录前言 (1)1 PLC和组态软件基础 (1)1。

1 可编程控制器基础 (1)1.1。

1 可编程控制器的产生和应用 (2)1。

1。

2 可编程控制器的组成和工作原理 (2)1。

1。

3 可编程控制器的分类及特点 (4)1。

2 组态软件的基础 (4)1。

2.1 组态的定义 (4)1。

2.2 组态王软件的特点 (5)1。

2.3 组态王软件仿真的基本方法 (5)2 PLC控制系统的硬件设计 (5)2.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (6)2.1。

1 PLC控制系统设计的基本原则 (6)2。

1。

2 PLC控制系统设计的一般步骤 (6)2。

1。

3 PLC程序设计的一般步骤 (7)2.2 PLC的选型和硬件配置 (8)2。

2.1 PLC型号的选择 (8)2。

2。

2 S7-200 CPU的选择 (9)2。

2.3 EM235 模拟量输入/输出模块 (9)2。

2。

4 热电式传感器 (9)2.2.5 可控硅加热装置简介 (10)2。

3 系统整体设计方案和电气连接图 (10)2.4 PLC控制器的设计 (10)2。

4。

1控制系统数学模型的建立 (11)2。

4.2 PID控制及参数整定 (11)3 PLC控制系统的软件设计 (14)3.1 PLC程序设计的方法 (14)3。

2 编程软件STEP7-—Micro/WIN 概述 (14)3。

2。

1 STEP7-—Micro/WIN 简单介绍 (15)3。

2。

2 计算机与PLC的通信 (15)3。

3 程序设计 (15)3。

3.1 程序设计思路 (15)3.3.2 PID指令向导 (16)3.3.3 控制程序及分析 (17)4 组态画面的设计 (18)4。

1 组态变量的建立及设备连接 (18)4.1。

1 新建项目 (18)4。

2 创建组态画面 (19)4.2.1 新建主画面 (19)4。

2。

2 新建PID参数设定窗口 (19)4。

2.3 新建数据表库 (19)4。

2。

4 新建实时曲线 (19)4。

第一章绪论本章介绍了温度采集与控制系统设计的背景与意义，通过本章，可以了解温度传感器和单片机的发展状况以及相关技术的发展状况。

1.1 课题背景与意义温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，而在当今，我国农村锅炉取暖，农业大棚等多数都没有实时的温度监测和控制系统，还有部分厂矿，企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪，无法实现温度数据的实时监测与控制。

随着社会经济的高速发展，越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求，传统的温度控制器的控制精度普遍不高，不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。

人们对于温度监测技术的要求日益提高，促进了温度传感器技术的不断发展进步。

温度传感器主要经历了三个发展阶段：模拟集成温度传感器、模拟集成温度控制器、智能温度传感器。

温度传感器的发展趋势：进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片机测温系统等高科技的方向迅速发展。

自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来，80年代的单片机技术进入了快速发展的时期。

近年来，随着大规模集成电路的发展，单片机继续朝着快速，高性能的方向发展，从4位、8位单片机发展到16位、32位单片机。

单片机主要用于控制，它的应用领域遍及各个行业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电，单片机都可以大显其能。

单片机在国内的主要的应用领域有三个：第一是家用电器业，例如全自动洗衣机、智能玩具；第二是通讯业，包括手机、电话和BP机等等；第三是仪器仪表和计算机外设制造，例如键盘、收银机、电表等。

除了上述应用领域外，汽车、电子行业在外国也是单片机应用很广泛的一个领域。

它成本低、集成度高、功耗低、控制功能多、能灵活的组装成各种智能控制装置，由它构成的智能仪表解决了长期以来测量仪表中的误差的修正、线性处理等问题。

11.2 本课题的研究内容与目标设计以STC89C52单片机为系统控制核心，结合DS18B20温度传感器、12864液晶显示、BM100无线模块、报警、升温和降温指示灯几部分电路，构成了一整套温度检测，报警及控制系统。

目录课程设计题目及要求： (2)一、任务可行性分析 (2)二、温度测量流程图及程序 (2)[1]主程序流程图 (2)[2] C语言程序的关键程序段及说明 (3)三、温度控制流程图及程序 (5)[1]主程序流程图 (5)[2] C语言程序的关键程序段及说明 (6)四、总结（对自己工作的评价、改进与提高的设想等） (9)课程设计报告课程设计题目及要求：温度测量与控制系统对于给定的硬件系统编写相应的软件，实现基本的温度测量与显示功能，测量精度为0.1度。

然后在此基础上利用电阻加温进行温度控制。

利用键盘操作实现温度的设定，使受控元件的温度可以保持在设定温度附近（30-99度）。

发挥部分（1）：用不同的方法进行温度控制，并比较优缺点。

（2）：在外界干扰下（小风扇吹风）能够尽快达到新的稳定点。

设计报告要求：（1）任务可行性分析（所需要的功能如何实现）。

（2）程序结构流程框图。

（3） C语言程序的关键程序段及说明。

（4）总结（对自己工作的评价、改进与提高的设想等）。

（5）源程序电子文档。

一、任务可行性分析本设计利用温度传感器DS18B20将读取温度并将数据传递给中央处理模块SST89E516RD2，然后通过数码管将读取的温度显示出来，显示温度为四位，前两位为整数，后两位为小数。

在此基础上利用热电阻加温进行温度控制，先用短路块接通J5（如下图）的两个引脚，给电路板上电之后，电阻R6、R7便开始加热，温度传感器DS18B20就置于两个加热电阻之间，实时读取热电阻的温度，并写入SST89E516RD2中，利用单片机提供的四个按键实现对控制参数的设定，起初显示设定温度，可以通过按键增减来修改设定温度，确认后，数码管显示测量所得温度。

然后通过软件控制的方式控制电阻的加热与否，即若温度低于设定温度，则电阻加热，反之不加热。

二、温度测量流程图及程序[1]主程序流程图[2] C语言程序的关键程序段及说明（1）DS18B20的初始化：初始化是DS18B20的底层基本操作之一。

基于51单片机数字温度计的设计与实现数字温度计是一种能够测量环境温度并显示数值的设备。

基于51单片机的数字温度计设计与实现是指利用51单片机作为核心，结合温度传感器和其他辅助电路，实现一个能够测量温度并通过数码管显示温度数值的系统。

本文将从硬件设计和软件实现两个方面介绍基于51单片机数字温度计的具体设计与实现过程。

一、硬件设计1. 温度传感器选取在设计数字温度计时，首先需要选取合适的温度传感器。

市面上常用的温度传感器有热敏电阻、功率型温度传感器（如PT100）、数字温度传感器（如DS18B20）等。

根据设计需求和成本考虑，我们选择使用DS18B20数字温度传感器。

2. 电路设计基于51单片机的数字温度计的电路设计主要包括单片机与温度传感器的连接、数码管显示电路和电源电路。

（1）单片机与温度传感器的连接在电路中将51单片机与DS18B20数字温度传感器相连接，可采用一线总线的方式。

通过引脚的连接，实现单片机对温度传感器的读取控制。

（2）数码管显示电路为了能够显示温度数值，我们需要设计一个数码管显示电路。

根据温度传感器测得的温度值，通过数字转换和数码管驱动，将温度数值显示在数码管上。

（3）电源电路电源电路采用稳压电源设计，保证整个系统的稳定供电。

根据实际需求选择合适的电源电压，并添加滤波电容和稳压芯片，以稳定电源输出。

3. PCB设计根据电路设计的原理图，进行PCB设计。

根据电路元件的布局和连线的走向，绘制PCB板的线路、元件和连接之间。

二、软件实现1. 单片机的编程语言选择对于基于51单片机的数字温度计的软件实现，我们可以选择汇编语言或者C语言进行编程。

汇编语言的效率高，但编写难度大；C语言的可读性好，开发效率高。

根据实际情况，我们选择使用C语言进行编程。

2. 温度传感器数据获取利用单片机的IO口与温度传感器相连，通过一线总线协议进行数据的读取。

根据温度传感器的通信规则，编写相应的代码实现数据的读取。

基于神经网络的温度控制系统设计与实现一、引言随着现代工业的快速发展，各种智能化系统的应用越来越广泛，其中控制系统作为其中一个重要的组成部分，对工业生产的稳定性与效率都有着非常重要的影响。

而在控制系统中，温度控制系统尤为重要，因为温度直接关系到物体的性质及其承受能力，所以对于温度的控制必须要准确、稳定和及时。

基于神经网络的温度控制系统，是一种基于智能化算法的温度控制系统。

通过神经网络来模拟物体的温度变化，从而实现对物体温度的精确控制，因此被广泛应用于各种工业生产领域。

本文将从神经网络的基本原理开始，讲述基于神经网络的温度控制系统的设计和实现，并且结合实际例子，深入探讨神经网络算法在温度控制系统中的优势和应用。

二、神经网络基本原理神经网络是一种模仿生物神经网络的计算模型，它通过学习来自动推断规则和模式，从而实现数据处理、模式识别、控制等任务。

神经网络由神经元构成，每个神经元的输入都是来自其他神经元的输出。

每个神经元都包含有一个非线性的激励函数，用来转换输入信号。

神经网络的学习过程分为监督学习和无监督学习。

在监督学习中，神经网络根据已知的输入输出数据来调整权值，使得输出结果更接近于真实结果。

在无监督学习中，神经网络只根据输入数据本身进行学习，没有人工干预。

神经网络在温度控制系统中的应用，是利用其强大的模式识别和预测能力，来模拟物体温度变化规律，并基于此来控制物体的温度，实现自动化调节。

三、基于神经网络的温度控制系统设计基于神经网络的温度控制系统设计分为三部分：神经网络模型设计，温度数据采集与处理，温度控制算法。

（一）神经网络模型设计神经网络模型是基于神经网络算法实现的，它是基于对物体温度变化规律的学习和预测来建立的。

具体而言，神经网络模型需要解决以下问题：1、神经网络结构神经网络结构包括输入层、中间层和输出层。

传感器采集到温度数据作为神经网络的输入层，中间层是隐含层，用于将输入层的信息进行变换，输出层是对温度进行控制的决策结果。