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基于温度传感器的室内智能温度控制系统设计

发布时间:2020-07-21 18:14:03 阅读: 来源:三维扣板厂家

温度在工农业生产中起着举足轻重的作用,在冶金、医药、食品制造和化学制造业等行业尤其显得重要。在适当的温度下生产的产品质量、产量和合格率会大大的提高。

本文引用地址:有些药品的生产和存储要在很低的温度下进行;石油分馏的过程中在不同的温度下才能分离出汽油、柴油、煤油、硫化物;食品的制造和存储也要在特定的温度下才能保证质量。

在农业大棚蔬菜和室内圈养牲畜对于环境温度的要求也很高,大棚蔬菜的温度基本上要保证在20~30℃。鸡舍的育雏期温度要控制在36℃左右。

随着社会生产力和科学技术的发展,工农业生产对于温度的要求会越来越高,这样就需要系统不但可以测出室内的实际温度,还可以通过上位机来进行实时的控制,调整环境的温度。

1 系统的整体想路

本系统分为上位机模块、单片机模块、温度采集模块、加热模块。上位机采用的是用VC++6.0的软件环境来编写一个控制界面,用来控制下位机的ATmage8单片机,并且与其通信,传递命令和接收信号,上位机和下位机之间利用RS232串口来进行连接;单片机模块编程来控制和采集DS18B20的温度信号;ATmage8和DS18B20之间采用单总线的方式来连接。

单片机模块和加热模块之间接继电器,由单片机来控制。上位机设定温度范围,发送给单片机,单片机接收到后采集温度传感器的温度信号,处理后得到的温度值进行阈值匹配,控制继电器的闭合,并传给上位机,显示在上位机界面。

当温度低于设定最低阈值时,开启继电器,加热模块开始工作,当到达最高阈值时,闭合继电器,加热模块停止工作。这样就达到了控制温度的目的。

2 硬件部分设计

2. 1 ATmage8单片机简介

ATmage8是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位单片机。它承袭了AT90系列所具有的特定,并增加了更多的接口功能,而且在省电性、稳定性、抗干扰性及灵活性方面更加的灵活和周全,它所有的寄存器都直接与ALU相连,这样提高了代码的效率;含有32个8位通用寄存嚣,8k字节的Flash程序存储器可擦写大于10000次。

还带有两个预分频的8位定时器/计数器、一个带预分频的16位定时/计数器;3个PMW通道,可实现任意16位以相位和频率的可调PMW脉宽调制输出;一个10位的AD转换,基本满足大部分的信息采集;片内自带的晶振也是非常的方便;I/O口的拉电流能力可以达到40 mA,这样比51单片机的驱动能力大了很多,在此系统中也就可以直接驱动继电器。

2.2 温度传感器DS18B20

传统的温度传感器往往采用模拟技术进行设计,这样的话就会遇到线性误差补偿、多点测量中的切换误差和信号的调理电路的误差等问题,这些问题都可以造成系统的不稳定,所以数字化、集成化的温度传感器成为发展的方向。

DS18B20温度传感器是DMLLAS公司生产的新一代数字温度传感器。该传感器将地址线、数据线和控制线合为一根双向串行数据的信号线,并且允许连接多个DS18B20。

它具有3引脚的T0-92小体积封装;测量范围在-55~+125℃,测量的精度也小于1℃;3引脚分别接在电源、地和一个I/O端口上,十分方便。

2.3 硬件部分

室内智能温度调节系统的硬件设计部分主要由单片机模块、温度采集模块和加热模块组成,图1为系统的组成框图。

其中上位机和单片机之间是互相通信的,上位机发送温度阈值和命令给单片机,单片机发送当前温度值给上位机;单片机和DS18B20之间也是互相通信,单片机发送初始化和控制命令给温度传感器,温度传感器把检测到的温度信号传给单片机处理;单片机控制加热模块,经过温度采集模块进行反馈。这样就形成可一个完整的系统。

2.3.1 单片机模块

整个系统中ATmage8是核心的内容,它不仅负责和上位机之间的通信、处理温度传感器的信号,转化成温度值,并且控制电子开关继电器,以此来控制加热模块。图2为ATmage8模块的电路图。

其中PC6接的是复位电路,PB6和PB7这连接的是单片机的振荡电路,PC6口连接的是R1和C3组成的复位电路;PD0和PD1读写口,通过MAX232电平转换芯片和串口连接,和上位机进行通信。

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