模拟温度采集监测系统

方案设计与分析1温度控制系统方案测温系统采用集成温度传感器AD590测量温度,AD590具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。

可广泛应用于各种冰箱、空调器、粮仓、冰库、工业仪器配套和各种温度的测量和控制等领域。

将AD590测得的温度信号经转换电路转换为电压量输出,再经AD转换后,将数据送入单片机处理,最后由显示电路显示所测温度,此外还设有键盘,用来设置温度,将测得温度与设置温度比较后,由指示灯指示系统所处的工作状态。

2硬件资源简介2.1 89C51简介89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—F alsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89 C2051是它的一种精简版本。

89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

2.3三端稳压器LM7805简介三端稳压集成电路lm7805电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的lm78 ××系列和负电压输出的lm79××系列。

顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。

它的样子象是普通的三极管，TO- 220 的标准封装，也有lm9013样子的TO-92封装。

用lm78/lm79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。

摘要随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了很大的进步，采集数据的信息化是目前社会的主流发展方向。

各种领域都用到了数据采集，在石油勘探，地震数据采集领域已经得到应用。

随着测控技术的迅猛发展，以虚拟仪器为核心的数据采集系统已经在测控领域中占到了统治地位。

数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输显示、储存等操作。

数据采集系统主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。

温度数据采集系统广泛的应用于人们的日常生活中。

本文主要介绍了利用labview实现温度采集系统的设计过程，系统结构时利用了labview的虚拟仪器技术，由labview虚拟系统自生成温度信号，通过温度的采集实现对温度数据的采集，预处理，分析，储存和显示。

全文的内容主要包括：虚拟仪器的发展，labview虚拟仪器的介绍，温度采集系统的制作与调试最后是自己在本次制作中的不足与展望。

关键词：labview ，虚拟仪器，温度监测系统目录中文摘要 (1)一概述 (3)1.1研究背景 (3)1.1.1温度的研究背景 (3)1.1.2 LABVIEW的发展 (3)1.2研究的意义 (4)二设计的任务以及要求 (4)2.1设计的任务 (4)2.2设计的要求 (4)三系统化设计 (4)3.1系统设计方案 (4)3.1.1 结构框图 (4)3.2.2 系统工作原理 (5)3.2单元模块设计 (5)3.2.1单元模块的设计 (7)3.2.2单元模块的链接 (9)四系统调试 (8)4.1 前面板布置 (8)4.2 系统运行以及分析 (8)五结论与展望 (9)六仪器设备清单 (9)参考文献 (9)一概述1.1研究背景1.1.1 温度的研究背景传统靠人工控制的温度、湿度、液位等信号的测压﹑力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨力不高，需进行温度校准(非线性校准、温度补偿、传感器标定等)；且它们的体积较大、使用不够方便，更重要的是参数的设定需要有其它仪表的参与，外界设备多，成本高，因而越来越适应不了社会的要求。

温度采集电子系统设计报告1. 简介本报告介绍了一个温度采集电子系统的设计。

该系统可以实时采集环境温度，并将数据传输到计算机进行处理和显示。

本报告将详细介绍系统的硬件设计和软件实现。

2. 硬件设计2.1 传感器选择为了实时采集温度数据，我们选择了一款精度高、响应快的温度传感器。

该传感器具有数字输出和I2C接口，能够方便地与单片机进行通信。

2.2 单片机选择我们选用了一款功能强大的单片机作为系统的主控芯片。

该单片机具有丰富的外设接口和强大的计算能力，能够满足系统的需求。

同时，该单片机还有丰富的开发资源和社区支持，使得开发过程更加便捷。

2.3 电路设计系统的电路设计主要包括传感器和单片机之间的连接电路和稳压电路。

传感器与单片机的连接采用了I2C接口，通过外部电阻进行电平转换和保护。

稳压电路采用了线性稳压芯片，确保供电电压的稳定性。

3. 软件实现3.1 硬件驱动为了与传感器进行通信，我们编写了相应的硬件驱动程序。

该驱动程序通过配置单片机的I2C接口，实现了与传感器的数据交换和控制。

3.2 数据采集与处理在软件实现中，我们使用了单片机的定时器和ADC模块来定期采集温度数据。

通过ADC转换，我们可以将模拟温度信号转换成数字信号。

随后，我们对这些数据进行滤波和校准，以获取准确的温度值。

3.3 数据传输与显示为了将采集到的温度数据传输到计算机，我们使用了串口通信。

通过配置单片机的UART模块和计算机的串口接口，我们可以实现数据的传输。

在计算机端，我们编写了相应的数据接收和显示程序，实现了温度数据的实时显示。

4. 实验结果与分析经过实验测试，系统能够准确、稳定地采集温度数据，并进行实时显示。

通过与其他温度计的比较，我们发现系统的测量误差在可接受范围内。

系统的响应速度也非常快，能够在短时间内实时更新温度数据。

5. 总结通过设计和实现温度采集电子系统，我们成功地实现了温度数据的实时采集和显示。

该系统具有稳定性高、响应速度快的特点，可以满足实际应用的需求。

基于STM32的多点温度采集系统设计摘要：本文介绍了一种基于STM32的多点温度采集系统设计，该系统实现了对多个测点的温度采集，可广泛应用于物联网、环境监测、科学实验等领域。

文章首先介绍了该系统的硬件组成和软件设计，然后详细说明了各个模块的实现方法和细节，最后进行了测试和分析。

实验结果表明，该系统稳定可靠，具有较高的测量精度和较低的功耗，具有良好的应用前景。

关键词：STM32；温度采集；多点采集；物联网；环境监测一、概述随着物联网和环境监测技术的迅速发展，温度传感器越来越广泛地应用于各个领域。

温度采集系统可以帮助人们获取物理环境中的温度数据，从而提高环境安全性和生产效率，对于科学实验和工业制造行业尤其重要。

本文介绍了一种基于STM32的多点温度采集系统设计，该系统能够同时实时监测多个测点的温度数据，具有较高的精度和较低的功耗，可广泛应用于物联网、环境监测、科学实验等领域。

二、系统硬件设计该系统主要由STM32微控制器、多个DS18B20温度传感器、LCD显示屏、蜂鸣器、SD卡模块和电源模块等组成，如图1所示。

其中，STM32作为控制中心，与多个DS18B20温度传感器进行通信，获取温度数据，并将数据显示在LCD屏幕上。

电源模块采用锂电池供电，通过电源管理模块和充电管理模块对系统电源进行管理，以确保系统运行的稳定性和可靠性。

该系统的软件设计包括底层驱动程序和上层应用程序。

底层驱动程序主要实现与DS18B20温度传感器的通信，包括初始化DS18B20传感器、发送指令、读取温度数据等操作。

上层应用程序主要实现数据采集、处理、显示和存储等功能，包括读取传感器数据、计算温度值、显示温度值、存储温度数据等操作。

四、系统功能模块实现4.1 DS18B20传感器驱动程序DS18B20是一个数字式温度传感器，使用1-Wire总线方式进行通信，具有精度高、响应快、体积小等特点。

该系统采用STM32的GPIO接口模拟1-Wire总线方式与DS18B20传感器进行通信。

基于LabVIEW的温度采集系统设计摘要：设计了基于LabV IEW的温度采集系统。

它利用DS18B20数字温度传感器和STC公司生产的STC89C52单片机采集被测环境温度，将测得的数据经串口传给计算机。

计算机利用LabV IEW的V ISA读取串口数据并进行处理和显示，实现基于V ISA的串口温度采集。

关键词：温度传感器；单片机；LabV IEW；温度采集1引言虚拟仪器(Virtual Instrument)是基于计算机的软硬件测试平台,它可代替传统的测量仪器。

LabVIEW是由美国国家仪器公司(National Instruments Co.)推出的、主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台，是一种基于图形开发、调试和运行的集成化环境[1]。

利用LabVIEW设计的数据采集系统，可模拟采集各种信号，但是配备NI公司的数据采集板卡比较贵，因此，可以选择单片机小系统作为前端数据采集系统，进行采集数据，然后通过RS-232串口通讯将数据送给计算机,在LabVIEW 开发平台下，对数据进行各种处理、分析并对信号进行存储、显示和打印,从而实现了一种在LabVIEW环境下的单片机数据采集系统。

2 温度采集系统设计本系统采用STC公司生产STC89C52单片机作为温度数据采集和传输的主控芯片，温度传感器采用单总线方式的集成数字温度传感器DS18B20。

采集得到的数据利用单片机经串口通信的方式传输至计算机的串口。

计算机上位机软件采用数据处理能力超强的LabV IEW软件编写,利用其所带的V ISA驱动进行串口的数据采集和处理,实现了基于V ISA的串口温度采集。

2.1温度采集系统的硬件设计本系统以AT89C51为中央处理单元,利用DS18B20数字温度传感器对温度信号进行采集,采集到的信号被送到AT89C51中, 将采集到的温度值在LCD上显示并通过串口发送到上位机，其原理图如1所示(见附录1)。

2.1.1 中央处理单元——STC89C51本设计选用的中央处理单元是STC89C52单片机，STC89C52是一种带8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Eras-able Read Only Memory）的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。

实验一温度数据采集系统一、 实验目的 1、掌握计算机数据采集系统的构成与一般设计方法；2、掌握温度数据采集系统的原理与软硬件设计方法；3、了解数据串行通讯协议RS232/485的基本规则和应用，熟悉研华公司ADAM4520串行协议转换模块和ADAM4019温度数据采集模块的使用方法。

二、 实验内容1、实验方案的设计； 2、数据采集程序设计与开发； 3、 系统调试与运行。

三、 实验设备1、微型计算机 一台2、ADAM4019温度数据采集模块 一个3、ADAM4520串行协议转换模块 一个4、K 型热电偶 一个5、电加热水杯 一个6、Visual Basic 6.0软件 一套7、工业温度计 一个8、ADAM-4000 Utility 应用程序 一套四、 实验要求1、完成实验的硬件构成、软件程序的开发 2、完成温度数据采集系统的调试和温度采集测试； 3、要求熟悉热电偶冷端补偿的处理。

五、 实验原理与方法步骤1、 实验原理温度数据采集系统的构成原理图，如图1—1所示。

图1—1 温度数据采集实验的工作原理图K 型热电偶作为温度信号采集的传感器装置，其得到的电压模拟量经过ADAM4019模块转换成符合RS485协议标准的数字信号。

为了便于计算机处理，通过ADAM4520将RS485协议数字信号转换成RS232协议的数字信号，然后通热电偶 ADAM4019 ADAM4520 PC 机 COM1 端口电热水杯电源过计算机的COM1串口将温度数字信号送入计算机中。

可利用VB设计的温度数据采集程序实现对温度信号的采集读取和显示等处理，从而实现对温度量的数据采集。

为了补偿由于热电偶元件性能变化带来的测试误差，根据工业温度计得到的标准/真实温度值，可利用软件冷端温度补偿技术，对采集到的热电偶温度信号进行误差补偿，提高温度采集的精度。

软件冷端温度补偿技术的原理思想：误差的绝对值＝|采集到的测量值－真实温度值|；if 实际测量值－真实温度值>0;then 温度量＝实际测量值－误差的绝对值；else if 实际测量值－真实温度值<0;then 温度量＝实际测量值+误差的绝对值；else温度量＝实际测量值;end2、ADAM4019指令的学习（见附件材料）3、VB知识的准备和参考程序设计在此实验中，可能会涉及VB软件中MSComm控件的使用，请同学们自学MSComm控件的相关知识，做到熟悉其属性、方法和事件，并会用其进行程序设计。

模拟量采集模块4通道 0-10v的电路原理一、概述1. 介绍模拟量采集模块的作用和应用场景模拟量采集模块是指通过电路和传感器将实际的模拟信号转换成数字信号，以便计算机或控制器进行采集和处理。

在工业自动化控制系统中，模拟量采集模块广泛应用于温度、压力、流量等参数的实时监测和反馈控制。

2. 模拟量采集模块的基本结构和特点模拟量采集模块通常由传感器、信号调理电路、A/D转换器和数据接口等部分组成。

其特点是能够实时高精度地采集和转换模拟信号，并通过数字接口将数据传输给上位机或控制器。

3. 本文要讨论的主题和目的本文将重点介绍模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理，包括信号调理电路的设计原理和A/D转换原理，以帮助读者更好地理解和应用模拟量采集模块。

二、模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理4. 信号调理电路的设计原理模拟量采集模块的信号调理电路是将传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和隔离处理，以适应A/D转换器的输入范围，并提高信噪比和抗干扰能力。

对于4通道0-10v的模拟信号，信号调理电路需要对每个通道的信号进行单独处理，以保证采集的准确性和稳定性。

5. A/D转换原理A/D转换器是模拟量采集模块的核心部件，其作用是将模拟信号转换成相应的数字信号，并输出给上位机或控制器进行处理。

在4通道0-10v的电路中，A/D转换器需要具备较高的分辨率和采样率，以保证准确地采集和转换模拟信号。

6. 0-10v的电路原理设计在设计4通道0-10v的电路原理时，需要考虑信号调理电路和A/D转换器的匹配性和稳定性，以及整体电路的抗干扰能力和可靠性。

还需要注意功耗和成本的控制，以满足实际应用的需求。

7. 结论模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理设计涉及到信号调理电路和A/D转换器的匹配和稳定性，需要综合考虑多种因素，以保证采集的准确性和稳定性。

还需要根据实际应用的需求进行功耗和成本的控制，以提高整体电路的性能和实用性。

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计1. 概述实时温度采集系统是一种用于实时监测和记录环境温度变化的设备，可以广泛应用于工业自动化、实验室监测等领域。

本文将介绍一种基于LabVIEW的实时温度采集系统设计方案。

2. 硬件设计2.1 传感器选择在实时温度采集系统中，传感器的选择十分重要。

常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。

在本系统中，我们选择了DS18B20温度传感器，这是一种数字温度传感器，具有精确度高、精度稳定等特点，适合于实时温度采集系统的应用。

2.2 数据采集模块数据采集模块负责将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过接口与上位机进行通信。

在本系统中，我们选择了Arduino Uno 作为数据采集模块，它不仅具有良好的性能和稳定性，而且可以通过串口通信与LabVIEW进行数据交互。

2.3 信号调理电路温度传感器输出的模拟信号需要经过信号调理电路进行放大和滤波处理，以提高系统的稳定性和准确性。

常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路等。

2.4 数据通信模块数据通信模块负责将采集到的温度数据通过网络或串口等方式实时传输给上位机。

在本系统中，我们选择了以太网模块ENC28J60与LabVIEW进行数据通信。

3. 软件设计3.1 LabVIEW界面设计LabVIEW是一种图形化编程环境，可以通过拖拽元件来组装控制面板和数据处理模块。

在本系统中，我们通过LabVIEW来实现人机交互、数据实时显示和数据存储等功能。

3.2 数据处理及算法设计在实时温度采集系统中，数据处理和算法设计是十分重要的部分。

根据采集到的温度数据，我们可以进行实时的数据处理、异常检测和报警等操作。

通过结合LabVIEW的图形化编程特点，我们可以方便地设计和调试各种数据处理算法。

4. 系统实施与测试根据以上的硬件和软件设计方案，我们可以开始进行系统的实施和测试工作。

首先，按照硬件设计要求进行电路的搭建和连接，然后进行LabVIEW程序的开发和调试。

单片机中的模拟信号采集与处理技术单片机（Microcontroller）是一种集成了处理器核心、内存和外设功能的微型计算机系统，广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中。

而模拟信号则是连续变化的信号，与数字信号（离散变化的信号）不同。

在许多应用场景中，需要将模拟信号通过单片机进行采集和处理，以实现各种控制和监测功能。

本文将对单片机中的模拟信号采集与处理技术进行详细讨论。

1. 模拟信号的采集在单片机中，模拟信号的采集指的是将外部模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理和计算。

常用的模拟信号采集方法是使用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。

ADC是一种将模拟信号转换为数字信号的电路。

它通过一系列的采样和量化操作，将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。

ADC的输入通常连接到模拟信号的源，如传感器或测量设备。

根据需求，可以选择不同分辨率和采样速率的ADC。

对于单片机中的模拟信号采集，可以通过ADC引脚将模拟信号输入到单片机的模拟输入引脚。

然后，单片机通过控制ADC的时钟和采样周期来实现对模拟信号的采样。

采样完成后，ADC将模拟信号转换为对应的数字值，供单片机进一步处理。

2. 模拟信号的处理在模拟信号采集完成后，单片机需要对数字信号进行处理，以满足具体应用的要求。

常见的模拟信号处理包括滤波、放大、增益调整等操作。

滤波是指在模拟信号中去除不需要的频率成分，以减少噪声和干扰。

常用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波、带通滤波等。

在单片机中，可以使用数字滤波器来实现滤波操作。

数字滤波器基于数字信号处理技术，对数字信号进行运算和滤波，从而实现模拟信号的滤波效果。

放大是指通过增加信号的幅度，使信号能够更好地适应后续电路的要求。

在单片机中，可以使用运算放大器（Op-Amp）来实现信号的放大操作。

通过合适的电路连接和运算放大器的参数调整，可以使模拟信号得到适当的幅度增益。

增益调整是指根据实际需求，对信号进行放大或减小的操作。

温度采集模块的工作原理解析温度采集模块是一个常见的电子设备，常用于测量和监控环境中的温度变化。

它在许多领域中都有广泛的应用，包括气象学、工业控制、医疗监护等。

本文将深入探讨温度采集模块的工作原理，并提供对其的观点和理解。

一、温度采集模块的组成温度采集模块通常由传感器、信号转换芯片和数据处理部分组成。

1. 传感器：传感器是温度采集模块的核心部件。

它能够感知和测量环境中的温度变化，并将其转化为电信号。

常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。

2. 信号转换芯片：传感器输出的电信号通常非常微弱，需要经过信号转换芯片进行放大和处理，以使其能够被后续的电路模块读取和解析。

3. 数据处理部分：数据处理部分负责接收和解析经过信号转换芯片处理后的数据，并进行进一步的计算和处理。

它可以包括微处理器、模数转换器和存储器等。

二、温度采集模块的工作原理温度采集模块的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：1. 温度感知：传感器感知环境中的温度变化，并将其转化为电信号。

不同类型的传感器采用不同的工作原理，但最常见的是利用材料的热敏特性。

2. 信号转换：传感器输出的电信号经过信号转换芯片进行放大和处理，以使其具有足够的幅度和精度。

转换后的信号通常是模拟信号。

3. 数字化：模拟信号通常需要被转换为数字信号，在数据处理部分进行进一步的计算和处理。

这一过程通常通过模数转换器来完成，将模拟信号转换为数字形式的数据。

4. 数据处理：数据处理部分接收并解析经过模数转换后的数字信号，进行进一步的计算和处理。

这可能包括单位转换、数据滤波和校准等操作。

5. 数据输出：处理后的数据可以通过各种方式进行输出，例如显示在液晶屏上、发送到计算机或嵌入式系统中进行进一步的分析。

三、观点和理解温度采集模块作为温度测量和监控的重要组成部分，在各个领域中发挥着重要的作用。

它可以实时获取环境温度，并将其转化为数字信号进行处理和分析。

这种实时监测和记录温度变化的能力，为科学研究、工业控制和医疗监护等提供了重要的数据支持。