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温度遥测遥控

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青岛理工大学
自动化工程学院
创新实验室
项目名称：温度遥测遥控申请人：刘志圣魏文健指导老师：李虹秦臻
目录
引言 (2)
第一节系统方案设计流程 (3)
第二节方案论证与设计 (3)
2.1主控制模块的选择 (3)
2.2温度测控模块的选择 (4)
2.3显示设备的选择与论证 (4)
2.4无线遥控模块的选择 (4)
2.5升温、降温模块的选择 (5)
2.6报警模块的选择 (5)
第三节硬件电路的设计 (5)
3.1单片机模块电路 (5)
3.2液晶LCD12864单元模块电路设计 (6)
3.3单片机声音报警模块电路设计 (6)
3.4升温（降温）单元控制电路的设计 (6)
第四节改进意见 (7)
第五节心得体会 (7)
附件 (8)
引言
在现实生活中，温度检测技术及其装置有着十分广泛的应用，而传统的温度检测方法，工作量大，可靠性差。

并且近年来管理逐步实现机械化、自动化与智能化，基于这一技术发展新动向，该设计采用无线数据传模块、MCS51系列单片机、SPCE061A16位凌阳单片机、单总线数字温度传感器DS18B20 构成温度遥测遥控系统。

其实用性极强，降低了布线成本、易于维护,减少了人为干预，提高了控制精度。

本控制系统电路以SPCE061A和STC89C5为主控芯片，用nrf905作为通信模块，以DS18B20实时采集温度，通过两个电机模拟升温和降温的过程，并可根据检测的温度与设定值相比较，自动加温和自然冷却，并能通过从机实现控制欲加热和欲降温的温度值，也可对加热装置设置上限、下限温度，当超出上下温度范围时，由LED和蜂鸣器报警，误差小于 0. 50C。

18B20所采集的数据分别在遥测点的12864中显示。

关键词：MCS-51系列单片机，DS18B20，微功率无线数传模块，SPCE061A
第一节 系统方案设计流程
从机1
从机2
主机
温度检测部分
Nrf905无线部分
Nrf905无线部分
升温部分升温部分
降温部分
降温部分
温度检测部分
Nrf905无线部分
键盘控制
声光报警
显示各个从机状况
掉电存储（掉电前设置值存储）
升温部分
降温部分
温度检测部分
Nrf905无线部分
Nrf905无线部分
（从机）
……
从机N
预设短信传送模块（通过手机短信将报警传送给工作人员）
温度遥测遥控系统设计
第二节 方案论证与设计
2.1主控制模块的选择
方案1：采用凌阳公司生产的61板16位单片机，其特点是：它整合了多个常用的功能模块；耗电少，并且带有掉电写入flash 功能，能够进行掉电存储。

方案2：采用51板单片机，与凌阳相比51板带负载能力更强而且开发了更多的默认功能。

价格相对低。

方案3：采用ARM 嵌入式32位处理器，它的功能强大，内部集成了10位AD
转换模式，可以处理复杂的电路，带负载能力强，容量更大。

但价格相对较高。

根据实际的状况，本设计以模拟为主，仅设计两个从机，处理的数据并不很多。

选择采用凌阳公司生产的61板16位单片机为主机，处理数据。

采用51板单片机为从机，进行参数的采集和执行相关操作。

（当从机的数目增多时，主机需要处理的数据庞大时，可考虑采用采用ARM嵌入式32位处理器）
2.2温度测控模块的选择
方案1：采用热敏电阻温度传感器，其特点是加工容易性能好，价格低廉，但需要标准稳定的电阻才能匹配。

并且随着外界温度的变化，电阻值将发生变化，对系统温度的采集精度起到较大的影响。

方案2：采用热电偶，其优点是结构简单，测量范围宽、准确度高、热惯性小，但其输出信号为电信号必须经过模数转换才能被单片机运用，并且要对其进行冷端处理，物理电路连接麻烦。

方案3：采用DS18B20温度传感器。

它的输出为数字量，便于软件编程。

考虑到设计中传感器还需要防水防潮，既能保证此要求，又能保证DS18B20温度传感器的高灵敏性，极小的温度延迟也不会影响设计方案的精确度。

其测量温度范围为 -55°C～+125°C。

在-10～+85°C内,精度可达±0.5°C，能够充分满足设计要求。

经过比较，设计中采用DS18B20简单准确，无需调节，可以有效实现功能，并且简化电路，所以选用它作为温度测控器件。

2.3显示设备的选择与论证
方案1：使用数码管显示，可以使用一个3/8译码器作为位选芯片，一个74LS573作为段选芯片，要完成各功能电路的显示则至少需要两个四合一数码管，此方案连线太多，硬件设计不便，并且其功耗大。

方案2：使用液晶显示。

液晶显示驱动简单，耗电量小，无辐射危险，平面直角显示以及影响稳定不闪烁灯优势，显示直观、抗干扰能力强等诸多优点，方案3：选择LCD1602，LCD1602结构简单，编程也较简单，但是一般只用于显示有限的数字和符号，显示能力有限，不能满足题目复杂的显示要求。

方案4：选择LCD12864zk液晶显示。

LCD12864具有128×64 点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置国标GB2312 码简体中文字库（16X16 点阵）、128 个字符（8X16 点阵）及64X256 点阵显示RAM（GDRAM）。

12864最多能显示4行×8个字，不同从机的实时状态，报警状态等。

经过比较，选择LCD12864zk液晶显示，以便对各种状态能够详细的显示。

2.4 无线遥控模块的选择
方案1：采用高度集成的射频芯片nRF905收发数据，简化了软件设计且提高了系统的工作可靠性，但是其硬件连接较复杂，并且需要多片微处理器，如若控制多点则需要更多。

方案2：使用HAC-uM系列微功率无线数传模块，它具有高抗干扰能力和低误
码率、透明的距离传输以及远传输距离、多信道、微功率发射、智能数据控制，用户无需编制多余的程序等诸多优点，该方案物理连接简单、实用。

但价格昂贵，当从机的数目不断增多时，对价格也将有很大的消耗。

综合经济、货源以及各模块的优缺点，设计采用方案一。

2.5升温、降温模块的选择
本设计采用模拟的方式，采用两个电机，分别代表升温和将温的工作过程。

2.6报警模块的选择
方案1：采用声报警，利用蜂鸣器，但蜂鸣器不利于迅速显示不同的报警信息，不利于工作人员的分辨。

方案2：：采用语音报警模块，通过声音的输出报警。

但语音报警的程序较为复杂，不利于主机程序对从机的实时监测。

方案3：采用光报警，利用不同的发光二极管发出不同的颜色，表示不同的状态。

但光报警不利于引起人客观思想上的注意。

综上所述，再用方案一和方案三相结合，采用声光报警，既可以引起工作人员的注意，也可以准确表示不同的报警状态。

第三节硬件电路的设计
3.1单片机模块电路
3.2液晶LCD12864单元模块电路设计
由于在液晶显示过程中需要显示汉字，所以我们选的是LCM12864ZK。

为了减少管脚的使用数目，在并行口和串行口之间，选择了串行口。

3.3单片机声音报警模块电路设计
3.4升温（降温）单元控制电路的设计
第四节改进意见
在整个调试和测量过程中我们发现还有些地方值得改进：
1、可以运用语音芯片报警（要采用高端的微处理器，提高运算速度，但价格较贵），使系统更加形象化，人性化。

2、利用上位机，实现单片机和电脑通讯，实现系统的网络化管理。

并将各个从机的实时数据进行存储。

便于查看和管理。

3、此系统预留了GSM无线传输部分，可预置为系统的附加功能，此功能可由用户自由选择是否安装。

该功能是通过手机的短消息，将报警情况发送给系统的工作人员，以便及时消除报警。

第五节心得体会
此项目极大地锻炼了我们的意志力，系统组装完成后，调试过程中出现了许多预计以外的情况，有时一些难以解决的问题甚至会导致全部方案的失败，这对我们的意志力是一个极大的考验，在这个问题上，老师给了我们很多的指导以及鼓励，并给我们提出来了很多我们在项目制作过程当中的很多问题，比如项目开始之前必须要把原理图完成，出现问题以后将电路板和原理图一一对比等等。

在此，我们感谢学校及学院对我们的支持与帮助，感谢老师对我们的指导，给我们提供的这样一个大好的锻炼机会。

培养了我们的动手能力和实践能力。

在以后的学习生活中我们会更加努力的学习，注意学习方法、积累实践经验，提高动手能力，这也对我们为社会的贡献奠定了基础。

附件。

合集下载

通信电源集中监控系统的功能及组成

通信电源集中监控系统的功能及组成

通信电源集中监控系统的功能及组成通信电源集中监控就是采用计算机控制系统，对分布在不同地域的通信电源设备（包括空调设备和环境条件）合理设置必要的监控点，实时监测设备运行参数，及时发现和处理故障，从而实现电源设备的少人值守或无人值守和集中维护。

在具体操作上，就是实行遥信、遥测和遥控。

遥信：就是将正在运行的通信电源设备的各种状态，反映到监控中心。

遥测：就是根据遥信所获得的资料，去判断所发生的情况或定期测试一些必要的技术数据，以便分析故障时参考。

遥控：就是远距离操作。

通信电源集中监控技术的应用，标志着通信电源的维护和管理，从人工值守式管理模式向集中监控管理模式转换，其目的在于：①与通信技术发展相适应，提高对通信电源设备的维护管理水平。

①提高通信电源供电质量，使供电系统具备更高的可靠性和经济性。

①充分发挥计算机技术优势，使电源设备的管理向自动化、智能化方向发展。

①实现通信电源设备少人值守、无人值守。

①提高维护效率，降低维护成本。

1、集中监控的内容根据通信系统对电源的要求以及目前我国国内的技术水平，系统的监控对象和内容如下：（1）高压配电设备遥信：开关状态、跳闸报警、过温报警和瓦斯报警等，实时了解高压配电设备的运行情况，并对其故障作出快速诊断和定位。

遥测：三相电压、三相电流、有功功率和无功功率等，实时、定量记录用电情况。

（2）低压配电设备遥信：开关状态、缺相、过压和欠压状态等，实时了解低压配电设备的运行情况，并对其故障作出快速诊断和定位。

遥测：三相电压、三相电流、频率和功率因数等，随时了解供电质量。

遥控：重要配电柜开关的分、合闸。

（3）整流设备遥信：整流器工作在浮充或均充状态、整流器故障、直流输出过压和欠压及熔体断路等状态，实时了解整流设备的运行状态，并准确地对其故障进行诊断和定位。

遥测：交流输入电压和电流、直流输出电压和电流、各整流器输出电流及各个整流器模块输出电流等，实时定量记录电压、电流值，观测整流设备运行状况。

遥感、遥测、遥控

遥感、遥测、遥控

算了风云三号A星（FY-3A）红外分光计（IRSR）的快速透射率系数，在此基础上计算了IRSR的通道大气透射率和权重函数，结果表明IRSR 大多数通道权重函数分布曲线与HIRS/3相应通道趋于一致，通道能量贡献峰值高度（气压层）与设计要求基本符合。

图2表1参7V474.2+7，P228.42006031471海洋监视卫星无源被动定位精度分析/沈如松，张育林(国防科学技术大学)//中国空间科学技术.―2005，25(3).―35～39.分析了利用三星编队卫星对海上目标进行无源侦察、监视的原理。

建立了利用时差定位法进行定位的精度模型，在此基础上推导了卫星对目标的定位精度与卫星编队构型、轨道高度、与目标的相对位置及卫星定轨精度和测量误差的关系。

对模型进行了仿真计算和分析，仿真结果表明：合理增加卫星间的基线长度，保持卫星编队构型及其与目标间相对位置的均匀性可以有效提高卫星对目标的定位精度。

图8表0参5V474.2+91，V445.82006031472卫星分舱热真空试验方法/潘增富，李国强，胡金刚(中国空间技术研究院)//中国空间科学技术.―2005，25(3).―40～45，65.文章论述了“资源一号”卫星第二颗星进行分舱热真空试验的方法，分析了分舱热真空试验与整星热真空试验的不同点，以及该试验技术的关键和难点；试验结果表明首次分舱热真空试验获得了成功，达到了预期的试验目的；最后讨论了实现分舱热真空试验的基本要求。

图4表0参3V556.1，V556.22006031473一种新型无线电外弹道测量方法/朱丽梅，张绪春，邓辉(中国人民解放军92941部队)//上海航天.―2005，22(2).―22～25.基于多基地被动雷达测距原理，采用氢钟或全球卫星定位系统（GPS）实现不同测量站的高精度时间同步，提出了一种新的无线电外弹道测量方法。

给出了系统的组成，讨论了方案中高精度时间同步、小型捷变频脉冲雷达发射机、宽带瞬时测频接收机和实时处理系统等关键技术。

遥测遥控系统

遥测遥控系统

遥测遥控系统利用技术实现远距离测量、控制和监视的系统。

在遥测遥控系统中，测量装置和执行机构设置在受控对象附近，受控对象参量的测量值通过遥测信道发向远距离的测控站，而测控站的控制指令也是通过遥测信道发向执行机构的。

遥测遥控系统是一类控制与通信密切结合的综合信息系统(括、、、、、等方面。

遥测遥控是自动化技术的重要分支，它是在自动控制、传感术、微电子技术、计算机技术和现代通信技术的基础上不断完善和发展起来的，在国民经济、科学研究和军事部门,如无人驾驶飞机图1[遥测遥控系统示意]),其工作原理涉及信息传输和信息提取，包技导弹、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机、核工业、电力系统、输油和输气管线、空中交通管制、铁路调度、地震预报台网、无人自动气象站、城市公用事业、医疗诊断等方面都有广泛的应用。

凡是距离遥远、对象分散或难以接近的系统，都可以采用遥测遥控来实现集中监控和统一管理。

发展简史 最早的遥测遥控系统是机械式遥如利用齿轮系等机械传动方式测量转速，测控范围只有几米。

后来采用流体耦合方式(液压或气动)，测控范围扩大到几百米。

伺服机构发明后，人们借助于伺服机构来进行遥测和遥控。

19遥控系统。

1912年美国芝加哥发电厂就利用电话线把电功率的运行参数传送到中央控制室，中央控制室根据负荷的分布进行调度，使每台发电机以最经济的方式分担负荷。

20世纪初出现无线遥测遥控系统。

1905年法国物理学家E.布兰利用电磁波使一外的小灯泡发光，电动机转动。

从控制原理上分析这是开环无线遥控。

1906年西班牙工程师克维多用无线电控制汽艇获得成功。

这是首次采用闭环无线遥控测遥控系统，开始是利用机械耦合的方式，世纪末出现电遥测遥控系统，利用架空明线或电缆作为传输介质，现在称为有线遥测定距离在第一次世界大战期间,1917年3月2日德国在进攻纽波特港时第一次在实战条件下由飞机对满载炸药的快艇进行无线遥控。

美国陆军从1917年开始设计遥控飞行器(无人驾驶飞机)，到20年代末遥控飞行器的往返飞行距离已达1000公里。

基于无线测量的恒温控制系统设计

基于无线测量的恒温控制系统设计

1 引言 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பைடு நூலகம்影响着产品的质 量 , 因而设计一种较为理想的温度控制系统是 非常有价值的。
目前，常见的恒温控制系统设计方法有基 于单片机的温度控制系统、基于 DSP 的 PID 温度控制系统、基于 ARM 的模糊 PID 控制系 统等。本文采用无线测量方法实现水容器温度 控制系统的恒温调节，该系统以水容器为控 制对象，温度作为主控制变量，采用温度传感 器完成温度信号的采样，利用继电器通断控制 电加热器件。通过下位机的微处理器完成采样 温度信号的 AD 转换和控制运算算法处理及显 示，从而实现水温的有效控制。借助无线通信 模块，利用上位机获得远方测量点的温度信息 并控制温度变化，能够控制加热单元的总通断， 并在遥控点和测量点均可显示当前水温值；同 时，利用上位机可以进行预定控制设置管理， 设置温度和液位的上下限值，并对水温按着预 定规律变化进行控制。上位机和下位机的通信 则是通过无线通信模块实现数据和控制信号的 发射与接收。
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主机设备）纳入实时监视与体系管理，安全管 理从系统边界移至全网设备，安全管理方式从 被动防护上升至主动识别，实现电力监控系统 安全防护智能化。
参考文献 [1] 余星火 , 张建华 . 网络协同攻击 : 乌克兰
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