单片机实现温度巡回检测系统开题报告
- 格式:doc
- 大小:121.00 KB
- 文档页数:4
单片机温度开题报告单片机温度开题报告一、引言在现代科技的发展中,单片机作为一种重要的嵌入式系统,被广泛应用于各个领域。
其中,温度测量和控制是单片机应用中的重要一环。
本报告旨在探讨单片机温度测量和控制的原理、方法和应用。
二、温度测量原理温度是物体分子热运动的表现,测量温度的方法有多种。
其中,常见的方法包括接触式温度测量和非接触式温度测量。
接触式温度测量主要通过热敏电阻、热电偶、热电阻等传感器来实现,而非接触式温度测量则利用红外线测温仪等设备。
三、单片机温度测量方法单片机温度测量方法多种多样,其中比较常见的是使用热敏电阻作为传感器。
热敏电阻是一种根据温度变化而改变电阻值的元件,通过测量电阻值的变化来间接得到温度信息。
在单片机中,可以通过模拟输入引脚将热敏电阻的电阻值转换为数字信号,然后进行处理和显示。
四、单片机温度控制方法单片机温度控制方法主要包括开关控制和PID控制两种。
开关控制是通过控制加热器的通断来实现温度的控制,简单易行但精度较低。
PID控制则是一种闭环控制方法,通过不断调整加热器的功率来使温度稳定在设定值附近,具有较高的精度和稳定性。
五、单片机温度应用案例单片机温度应用案例丰富多样,以下以智能温室控制系统为例进行介绍。
智能温室控制系统利用单片机测量温度,并根据设定值自动调节温室内的温度。
系统通过传感器实时监测温室内外的温度,并根据温度差异控制加热器和通风设备的运行,以保持温室内的温度在适宜范围内。
六、单片机温度开发工具单片机温度开发工具包括开发板、编程软件和调试工具等。
开发板是单片机温度开发的基础设备,提供了丰富的接口和功能模块,方便开发人员进行温度测量和控制的实验。
编程软件则是用于编写和调试单片机温度控制程序的工具,常见的有Keil、IAR等。
调试工具则可以帮助开发人员进行程序的调试和性能优化。
七、单片机温度开发挑战与展望单片机温度开发面临着一些挑战,如温度测量精度、温度控制稳定性等。
未来,随着科技的进步和单片机技术的发展,相信单片机温度开发将会迎来更多的机遇和挑战。
1课题来源及研究的目的和意义温度是工业控制中的主要被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械石油等工业中,具有举足轻重的作用。
随着国民经济的发展,温度控制系统不仅可以广泛应用于工业、农业中,而且还和人们的日常生活息息相关,在工业中,电站锅炉和供热锅炉大量存在,且大多数锅炉处于能耗高、浪费大和环境污染等生产状态,采用温度控制系统就能提高热效率和降低能耗、保护环境。
在农业上,温室大棚采用温度控制系统,对于温度的有效控制,不仅可以节省资源而且还可以保证农作物有良好的生长环境,可以有效提高农作物产量。
在人们的日常生活中,人们也可以利用温度控制系统去控制洗澡水的温度等,以此来方便人们的生活。
随着电子技术的发展和人们生活质量的提高,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化。
现代社会中,随着科学技术的进步,温度检测和控制迅速发展,温度控制将更好的服务于社会。
目前,单片机控制器用于从生活工具到工业应用的各个领域。
国内外温度控制系统也发展迅速,并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。
目前社会上温度控制大多采用智能调节器,国产调节器分辨率和精度较低,温度控制效果不是很理想,但价格便宜,国外调节器分辨率和精度较高,价格较贵。
日本、美国、德国、瑞典等技术领先,都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表.并在各行业广泛应用。
从市场角度看,如果我国的大中型企业将温度控制系统引入生产,可以降低消耗,控制成本,从而提高生产效率。
嵌入式温度控制系统符合国家提出的“节能减排”的要求,符合国家经济发展政策,具有十分广阔的市场前景。
现今,应用比较成熟的如电力脱硫设备中,主控制器在主蒸汽温度控制系统中的应用,已经达到了世界前进水平。
如今,在微电子行业中。
温度控制系统也越来越重要,如单晶炉、神经网络系统的控制。
因此。
温度控制系统经济前景非常广泛,我国的高新精尖行业研究其应用的意义更是更加重大。
单片机温湿度检测开题报告1. 引言温湿度检测在许多领域中都具有重要的应用价值,例如农业、仓储、气象等。
随着电子技术的发展,单片机成为了温湿度检测的重要工具。
本文主要介绍了使用单片机进行温湿度检测的原理和方法,并设计了一个基于单片机的温湿度检测系统。
2. 研究目标本文旨在设计一个基于单片机的温湿度检测系统,能够准确测量环境中的温度和湿度值,并通过LCD显示模块显示出来。
同时,还需要实现数据的存储和传输功能,方便后续的数据分析和处理。
3. 研究内容本文的主要研究内容包括以下几个方面:1.选取合适的温湿度传感器:通过对市场上常见的温湿度传感器进行调研和分析,选取一个价格合理、精确度高的传感器。
2.单片机的选择和搭建:选择一种适合温湿度检测的单片机,并搭建相应的实验环境。
3.温湿度测量电路设计:设计一个稳定可靠的温湿度测量电路,确保传感器采集到的数据准确无误。
4.数据存储和传输:通过串口或者其他方式,将测量到的温湿度数据传输到计算机或存储设备中,以便后续的数据处理和分析。
5.LCD显示模块的集成:选取适合的LCD显示模块,将温湿度数据显示在LCD上,方便用户观察和读取。
4. 研究方法本文将采用以下研究方法来完成上述研究内容:1.调研和分析:通过阅读相关的文献和市场调研,选取合适的温湿度传感器和单片机。
2.实验验证:搭建实验环境,进行温湿度测量电路的设计和数据传输的测试,验证系统的稳定性和准确性。
3.系统集成:根据设计要求,将各个模块进行集成,完成系统的搭建和调试。
4.数据处理和分析:使用计算机软件对测量到的温湿度数据进行处理和分析,得出相应的结论。
5. 预期成果通过本次研究,预期达到以下几个成果:1.成功设计并搭建一个基于单片机的温湿度检测系统。
2.实现温湿度数据的准确测量和传输功能。
3.验证系统的稳定性和准确性,得出相应的实验结果和结论。
4.为后续的温湿度检测和数据应用提供参考和基础。
6. 进度计划本文的研究计划预计分为以下几个阶段完成:1.调研和分析阶段:了解市场上常见的温湿度传感器和单片机,选取合适的型号。
单片机温度开题报告单片机温度开题报告一、引言在现代科技的发展中,单片机作为一种重要的嵌入式系统,广泛应用于各个领域。
而温度传感器作为单片机中常见的外设之一,其在温度测量和控制方面具有重要的作用。
本报告旨在探讨单片机在温度测量和控制中的应用,并介绍相关的技术原理和实验设计。
二、温度传感器的原理温度传感器是一种能够将温度转化为电信号的装置。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。
其中,半导体温度传感器由于其成本低、响应速度快等优点,被广泛应用于单片机系统中。
三、单片机温度测量的方法1. 热敏电阻法热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的元件。
通过测量热敏电阻的电阻值,可以间接得到温度的信息。
在单片机系统中,可以通过建立电阻与温度之间的关系,利用模拟转换技术将电阻值转化为数字信号,从而实现温度的测量。
2. 热电偶法热电偶是一种利用两种不同金属的热电效应来测量温度的装置。
当两种金属的接触点温度不同时,会产生电动势,通过测量这个电动势的大小,可以得到温度的信息。
在单片机系统中,可以通过模拟转换技术将电动势转化为数字信号,实现温度的测量。
3. 半导体温度传感器法半导体温度传感器是一种利用半导体材料的温度特性来测量温度的装置。
通过测量半导体温度传感器的电压或电流信号,可以得到温度的信息。
在单片机系统中,可以通过模拟转换技术将电压或电流信号转化为数字信号,实现温度的测量。
四、单片机温度控制的方法1. 基于PID控制算法的温度控制PID控制算法是一种经典的控制算法,通过比较实际温度与设定温度之间的差异,计算出控制量,并根据该控制量对温度进行调节,从而实现温度的控制。
在单片机系统中,可以通过编程实现PID控制算法,将其应用于温度控制。
2. 基于模糊控制算法的温度控制模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法,通过建立模糊规则和模糊推理,对温度进行控制。
在单片机系统中,可以通过编程实现模糊控制算法,将其应用于温度控制。
摘要为保证仓库日常工作的顺利进行,首要问题是加强仓库温度与湿度的监测工作。
但传统的方法是用湿度表、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库房进行通风、去湿和降温等工作。
这种人工测试方法费时费力、效率低,且测试的温度与湿度误差大,随机性大。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。
本系统研制了以AT89C51单片机为控制核心,基于DS18B20与HS1100传感器的温度和湿度自动检测系统。
这个系统能够对库区每个库房中的温度与湿度的变化情况进行实时自动检测,一旦出现异常现象便于与时处理,有效地提高了事故的预见性和工作效率。
单片机应用系统主要由单片机最小系统单元、湿度显示单元、温度显示单元、温湿度控制、报警单元等五个单元组成。
关键词AT89C51单片机;温度传感器;湿度传感器;显示I / 65AbstractFor guaranteeing the warehouse daily smoothly progress, the major problem is to enhances the monitoring of the temperature and the humidity inside the warehouse . The traditional method is to use testing devices of Hygrometer, Hair Hygrometer, Double Metals measuring and Humidity Paper etc. Passing the labour power proceed examination, to match with the temperature and humidity requesting to proceed ventilating, reducing the Damp and the temperature etc. This kind of artificial testing method Wasted a lot of time and the efficiency is very low,and the error is big. Therefore we need a kind of device that is the price cheaply, usage Conveniently and accurated measure the temperature and the humidity .The design of this system is consist of to the machine of AT89C51MCU that as to control core, according to DS18B20 and HS1100 measure automatically the temperature and the humidity.This system can be getting to the automatic examination for the variety circumstance between the temperature and the humidity of every areas inside the warehouse, once appearing the abnormality phenomenon is easy to handle,therefor the system increases effectively the prediction of the accidents and the work efficiency.SCM application system is mainly from the smallest single-chip system unit, temperature sensor unit, humidity display units,temperature display units, temperature and humidity control of, alarm units five modules.Key words AT89C51MCU temperature sensor humidity sensor displayII / 65目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 课题背景11.2 目的与意义11.3 系统要求21.3.1 基本功能21.3.2 主要技术参数21.4 系统概述2第2章方案设计42.1 温度传感器的选择42.2 湿度传感器的选择52.3 主控部分62.4 本章小结6第3章硬件设计73.1 系统硬件结构框图73.2 主控模块分析73.2.1 AT89C51概述73.2.2 主要特性83.2.3 引脚说明83.2.4 串口结构103.3 温度信号采集单元133.3.1 DS18B20概述133.3.2 DS18B20部结构143.3.3 DS18B20工作时序173.3.4 DS18B20与AT89C51的接口设计183.4 湿度信号采集单元193.4.1 湿度传感器193.4.2 HS1101特点203.4.3 HS1101与AT89C51的接口设计213.5 LCD1602显示输出单元233.5.1 LCD1602简介233.5.2 LCD1602 的基本参数与引脚功能233.5.3 LCD1602的指令说明与时序25III / 653.5.4 LCD1602硬件设计283.6 报警设计293.7 本章小结30第4章软件设计与调试314.1 软件程序设计314.1.1 系统总程序设计314.1.2 温度采集模块程序设计314.1.3 湿度采集模块程序设计324.1.4 显示模块程序设计334.1.5 按键模块程序设计344.2 系统硬件调试344.2.1 硬件环境344.2.2 硬件调试344.3 软件程序调试354.3.1 软件环境354.3.2 软件调试364.4 湿度调试374.5 系统联调384.6 本章小结39结论40致41参考文献42附录143附录255附录356IV / 65第1章绪论1.1课题背景近几年据海关统计结果显示,我国粮食进出口同比均呈下降趋势,我国粮食供求开始进入紧平衡阶段。
基于单片机的温度控制系统设计开题报告基于单片机的温度控制系统设计开题报告一、引言在现代科技飞速发展的时代,单片机技术已经成为各种智能控制系统的核心。
本文旨在探讨基于单片机的温度控制系统设计,从简单的温度监测到复杂的温度控制,通过对单片机技术的灵活运用,实现对温度的精确控制,以及实现一定的智能化操作。
二、温度控制系统的基本原理温度控制系统是利用各种传感器检测环境温度,通过单片机进行数据处理,并利用执行器对环境温度进行调节的系统。
温度控制系统的基本原理是通过对环境温度的实时监测和分析,准确调节加热或降温装置,使环境温度保持在设定的范围内。
三、基于单片机的温度监测系统设计在温度控制系统中,温度监测是至关重要的一环。
我们可以使用单片机搭建一个简单的温度监测系统,通过传感器获取环境温度,并将数据传输给单片机进行实时监测和显示。
这里可以采用LM35温度传感器,并通过单片机的模拟输入引脚来获取温度数据。
通过LED数码管或LCD屏幕,实现对环境温度的实时显示。
还可以设置温度报警功能,一旦温度超出设定范围,系统会自动报警,提醒用户及时处理。
四、基于单片机的温度控制系统设计在温度监测系统的基础上,我们可以进一步设计出一个温度控制系统。
通过对温度控制器的灵活配置,实现对加热或降温设备的精确控制。
在这个系统中,单片机不仅需要实现对环境温度的实时监测,还需要根据监测到的数据进行相应的控制操作。
当环境温度过高时,单片机可以控制风扇或空调进行降温操作;当环境温度过低时,单片机可以控制加热设备进行加热操作。
这种基于单片机的温度控制系统,不仅可以实现对环境温度的精确控制,还可以节省能源,提高系统的智能化水平。
五、个人观点和理解通过对基于单片机的温度控制系统设计的探讨,我对单片机在智能控制领域的应用有了更深入的理解。
单片机不仅可以实现简单的温度监测,还可以实现复杂的温度控制,通过对传感器的数据采集和单片机的运算处理,实现对环境温度的精确控制。
毕业设计开题报告(理工类)二、近年来国内外研究现状:国外对温度检测技术研究较早,始于20世纪70年代。
先是采用模拟式的组合仪表,采集现场信息并进行指示、记录和控制,80年代末出现了分布式控制系统,目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现在世界各国的温度检测技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
我国对于温度检测技术的研究较晚,始于20世纪80年代。
近年来,我国引进了多达16个国家和地区的工厂环境控制系统,在总体上,正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展,对推动工厂温度自动检测产生了积极的作用。
与此同时,我国的温度测控设施计算机应用以单片机控制的单参数单回路系统居多,尚无真正意义上的多参数综合控制系统。
在生产实际中仍然有许多问题困扰着我们,比如环境控制水平落后,软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。
与发达国家相比,还存在较大的差距。
随着电子技术、计算机技术的飞速发展,对现场温度的测量也由过去的刻度温度计、指针温度计向数字显示的智能温度计发展,而且,对测量的精度要求也越来越高。
下面来简单介绍一下温度检测的发展趋势。
第一,检测范围扩大。
现在工业上通用的温度检测范围为-2003000℃,而今后要求能测超高温与超低温。
尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切,如10K以下的温度检测是当前重点研究课题。
第二,测温对象扩大。
温度检测技术将会由点测温发展到线、面,甚至立体的测量。
应用范围己经从工业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。
第三,新材料及工艺的开发。
近来已经开发的。
基于单片机的温度检测与控制系统的设计-(论文)开题报告引言温度是物质热运动状态的一种反映。
在实际应用中,温度统一评价标准常以摄氏度为单位。
而高效监测温度的过程,需要借助相应的技术手段。
本文旨在通过使用单片机技术等相关电子学技术,设计一种可靠、精确的温度检测与控制系统。
相关研究背景近年来,温度检测技术已经得到了广泛的应用。
其中,单片机作为一种常用的嵌入式系统,被广泛应用于温度检测与控制方面。
与传统的温度控制系统相比,使用单片机技术的温度控制系统具有以下优点:1.使用数字信号2.精度高3.温度波动小4.系统稳定性好5.扩展性强因此,在当今工业生产、生活、医疗等各方面,单片机温度检测与控制系统所占的比例越来越大。
但是,针对不同的应用环境,单片机温度检测与控制系统的特性和性能要求也会有所不同。
因此,本文旨在根据实际需求,设计一种适用于特定环境的温度检测与控制系统。
计划研究内容本文将围绕以下几个方面展开深入研究:一、单片机温度检测系统1.掌握单片机的基本运作原理2.掌握单片机中涉及到的相关模块的使用方法3.设计基于DS18B20数字温度传感器的温度检测系统二、单片机温度控制系统1.在单片机温度检测系统基础上,探讨构建温度控制系统的方法2.设计基于继电器与单片机的温度控制系统三、温度检测与控制系统软件设计1.针对单片机的实际应用开展设计,确定系统所需的功能2.使用C语言等相关编程语言进行系统软件设计3.开发界面友好的操作界面,方便系统运行与维护计划使用的技术手段及设备清单1.采用基于STC89C52单片机的硬件平台2.DS18B20数字温度传感器作为温度检测模块3.5V继电器作为温度控制输出端4.软件部分采用嵌入式C语言进行编程5.展示部分,使用LCD1602液晶屏、蓝牙等模块。
本文旨在通过应用单片机技术、数字温度传感器等电子学技术,设计出智能化的、高精度的温度检测与控制系统。
本文将集成传感器,存储单元,数据处理以及控制单元,以便于界面友好。
一、课题的开发背景与需求分析
在工、农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位。
首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域:消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用,医疗与健诊的温度测试,化工、机械等设备温度过热检测。
温度检测系统应用十分广阔。
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得到了迅速的发展和广泛的应用。
单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点,应用在温度测量与控制方面,控制简单方便,测量范围广,精度较高。
多点温度检测系统是能够对多个工作点的温度进行检测,显示当前温度,并能够对温度进行集中管理的系统,在工业生产中有很广泛的应用。
二、调研分析
经过开题期间的文献查阅和实际情况调研,了解到多点温度检测系统主要是单片机基于数字温度传感器DS1820的系统。
DS1820利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量,轻松的组建传感器网络,系统的抗干扰性好、设计灵活、方便,而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。
本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测场合。
如粮食仓储系统、楼宇自动化系统、温控制程生产线之温度影像检测、医疗与健诊的温度测试、空调系统的温度检测、石化、机械…等根据调研分析显示粮库储藏温度范围保持在18℃~20℃。
冷库的温度范围为-40℃~60℃。
一般室内温度控制在26℃左右。
三、关键技术与解决方案
本系统的测试检测模块由4个DS18B20温度传感器和一个湿度传感器组成。
硬件电路设计中,LCD显示器电路较复杂。
系统采用访问I/O端口方式读写LCD液晶显示器,因此难点在于生成LCD的各种控制信号。
对硬件结构简单的单线数字温度传感器DS18B20 进行操作,需要用较为复杂的程序完成。
DS18B20采用一线总线结构,其读写时序非常严格,必须执照时序图来写相关程序,要注意延时时间。
尤其在使用DS18B20 的高测温分辨力时,对时序及电气特性参数要求更高。
四、系统完成的功能
该控制系统能够监控粮库的温湿度,并能显示当前所检测的值。
温湿度检测及控制通过单片机来实现,用温湿度传感器采集当前温度,LCD液晶显示当前温度值。
我们设置一个温湿度上限,并保存到单片机中,若当前采集值高于上限时,系统将自动采用控制系统,如控制系统不能正常工作,则会报警。
温湿度高于上限时,系统通过控制外设风扇给粮库降温或吹干。
本系统采用多点温度采集,即将多个点的温度采集后,将各个点的温度情况传回到主控机上实现实时监控功能。
并用按键来切换多点温度值和湿度值的显示及设置温湿度的上限值。
五、系统模块设计
1、系统硬件设计框图与元器件选择
温度巡回检测系统的硬件选用MCS—51系列89C51作为主控中心。
为实现对系统的处理,将温度传感器采集得到的值,通过液晶显示器显示出来并进行控制。
硬件框图见图1所示:
图1温度巡回检测系统硬件框图
在考虑性能/价格比的前提下,在本次设计中我选择最容易实现产品的指标的几种仿真器件如下:
(1)、主机:一台奔腾4 PC机,伟福仿真器;
(2)、主控芯片:MCS-51系列中的89C51芯片;
(3)、湿度传感器:用湿度传感器组成一个湿度检测电路;
(4)、温度传感器:用数字温度传感器DS18B20组成一个温度检测电路;
(5)、显示:用液晶显示器;
(6)、报警器:1个蜂鸣报警器。
2、系统软件功能模块设计图
利用层次图来表示系统中各模块之间的关系。
层次方框图是用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘数据的层次结构。
树形结构的顶层是一个单独的矩形框,它代表完整的数据结构,下面的各层矩形框代表各个数据的子集,最底层的各个矩形框代表组成这个数据的实际数据元素(不能再分割的元素)。
随着结构的精细化,层次方框图对数据结构也描绘得越来越详细,这种模式非常适合于需求分析阶段的需要。
从对顶层信息的分类开始,沿着图中每条路径反复细化,直到确定了数据结构的全部细节为止。
本系统一共分为温度测量模块、湿度测量模块、显示模块、控制模块及报警模块五大模块,每个模块之间虽然在表面上是相互独立的,但是在对数据库的访问上是紧密相连的。
每个模块的功能都是按照在调研中搜集的资料进行编排制作的图2是系统的功能模图。
图2 系统功能模块图
六、进度安排
本课题的进度安排如表1所示。
表1 进度安排表
注:前5项共10周,根据课题不同自行安排
七、设备保障
已经具备下列设备保障毕业设计的顺利开展:
软件条件:开发工具AEDK-T598D;伟福6000;Protel99SE;
硬件条件:电脑一台;;伟福仿真器;示波器;万用表;焊接工具等。
参考文献
[1] 罗勇刘泽艺晏凯陈云洽.单片机与嵌入式系统应用.电子工业出版社,1994
[2] 杨恢先,黄辉先.单片机原理及应用.人民邮电出版社,2006
[3] 李维言,郭强.液晶显示应用技术.电子工业出版社,1999
[4] 徐德民.最新C语言程序设计.电子工业出版社,1990
[5] 楼然苗,李光飞.单片机课程设计指导.北京航空航天大学出版社,2007
[6] 赵丽娟,邵欣.基于单片机的温度监控系统的设计与实现.机械制造出版社,2006
[7] 刘坤,张宪栋,赵红波.51单片机C语言应用开发技术大全.人民邮电出版社,2008
[8] 张毅刚,彭喜元,姜守达.新编MCS-51单片机应用设计.第二版.哈尔滨工业大学出版社,2006。