毕业设计-供热远程监测系统的设计.doc

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 应用电子技术教育 班级学号： 应电1112 - 09930144109 学生姓名： 赵晓强 指导教师： 于万霞 副教授 二一六年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计供热远程监测系统的设计The Design of Heating Remote Monitoring System专业班级：应用电子技术教育-应电1112学生姓名：赵晓强指导教师：于万霞 副教授学 院：电子工程学院2016 年06月摘 要随着时代的发展，新型技术时代的来临，微小型监控技术的迅速发展与应用，单片机的发展也到了一个白热化的程度，这样带动各种传统监测得到了改善与进步。在实时监测控制的单片机系统中，单片机在其中起到承上启下的作用，它的地位不容替代，但是仅仅只有单片机知识也是不行的，其外围的硬件电路也很重要，根据不同的硬件结构来进行不同的软件设计，得以完善整个研究。现代各种检测都离不开环境监控，温度监控技术普遍应用在工农业生产、制造业以及人们的生活当中。 在进行本次设计之前，对国内外多种类型的温度检测系统进行调查、研究，在其基础上提出基于无线模块的温度传感器监控系统的初步设计方案。本系统主要应用于供热场所，通过监测点实时监控环境的温度。本设计是以STC15F2K60S2单片机为核心控制，以DS18B20测量温度的测量器件作为采集所在环境的器件，单片机对此类器件进行控制，利用无线射频技术实现包括对数据的采集、处理，利用液晶对所处环境的参数进行实时显示以及语音播报功能，让工作人员对所测得的数据进行记录、处理。本系统实现了对供热环境的温度实时监测和控制，在有些地方不方便走线或由于环境导致不能进行布线的环境，使得之前的有线网络存在局限性，如果这些地方采用无线网络进行监测，对其所要的数据进行收集、传送更加有效率，具有消耗低、便于微处理器控制的特点，实现了环境温度检测的自动化和智能化。关键词：STC15F2K60S2；DS18B20温度传感器；显示；报警AbstractWith the development of the times, the advent of new technology age, the rapid development and application of MCU development of micro and small surveillance technology also to the extent of a white-hot, so to drive a variety of traditional monitoring has been improved and progress. In the single-chip real-time monitoring and control of the microcontroller which play a connecting role, its status can not be an alternative, but with only microcontroller knowledge is not enough, its peripheral hardware circuit is also very important, depending on the hardware configuration for different software design, to improve throughout the study.Modern variety of detection are inseparable from environmental monitoring, temperature monitoring technology widely used in industrial and agricultural production among manufacturing and peoples lives. Before this design on a variety of domestic type of temperature detection system to investigate, study, preliminary design of the temperature sensor monitoring system of wireless modules based on its basis. This system is mainly used in heating spaces, by monitoring the real-time monitoring point temperature of the environment. The design is based on STC15F2K60S2 microcontroller as the core control, in order to measure the temperature measuring device DS18B20 as collection devices in your environment, single-chip devices for such control, including the use of radio frequency technology for data collection, processing, use of a liquid crystal in which environmental parameters for real-time display and voice broadcast feature allows the staff to the measured data recording, processing. The system realizes the heating temperature of the environment in real-time monitoring and control, and in some places is inconvenient traces or wiring can not be due to environmental cause of environment, before making a wired network limitations, if these local wireless network monitoring, to be carried to its data collection, transfer more efficient, with low consumption, easy microprocessor to control, to achieve the ambient temperature sensor and intelligent automation.Key Words: STC15F2K60S2; DS18B20 temperature sensor; displays; alarms目 录1 绪论11.1引言11.2设计的背景及意义11.3国内外研究现状21.3.1国外研究现状21.3.2国内研究现状21.3.3总的发展阶段21.4 设计研究的内容32 总体设计方案42.1设计思路42.2总体设计框图42.3设计主要功能43 系统的硬件设计63.1远程监控端的设计63.1.1主控单片机电路的设计63.1.2COG12864液晶显示模块电路设计73.1.3HC-11无线串口模块电路的设计83.1.4语音播报模块电路的设计93.1.5独立按键模块电路的设计103.2自动控制端的设计103.2.1温度检测模块电路的设计113.2.2报警模块电路的设计123.2.3继电器控制模块电路的设计123.3供电电源端的设计134 系统的软件设计144.1远程监控端的程序设计144.1.1通讯程序模块程序设计144.1.2COG12864显示模块程序设计154.1.3语音播报模块程序设计154.1.4温度设定模块程序设计154.2自动控制端的软件设计154.2.1温度采集模块程序程序设计164.2.2温度控制模块程序设计175 系统调试18结 论21参考文献22致 谢2324天津职业技术师范大学2016届本科生毕业设计1 绪论1.1引言温度在我们现在的生活有着不可忽略的地位，它在很多的领域中占有重要的地位。随着国家新型行业的快速发展，科研、工业、农业等相关领域对温度远程监控有着严重的依赖性。测温度的器件在和其它仪器设备联合起来使用，可以很好的提高加工产品的质量，对生产的环境进行改观，可以有效的监控温度从而采取有必要的措施，避免不必要的损失。现阶段的无线温度控制方面还存在很多的不足，现在很多领域采用人工定时定点的采集温度，这种方式花费成本高，效率低，不能实时监控温度的变化。本文设计的是远程实时供热监控系统，在设计中采用HC-11无线串口发送、接收模块作为数据传送模块，采用DS18B20温度检测其环境性能的器件作为现场温度数据的采集单元，还能对现场温度进行实时更新与显示，超过温度设定值以后进行语音播报的功能，能较好的解决现在存在的主要问题。1.2设计的背景及意义温度是各个领域进行生产时极其重要的参数，根据温度对所处场所不同进行不同的温度控制也是频频出现，比如农业中的生态农业、大棚蔬菜种植；工业中的化工制造、采掘等，每时每刻在对其的温度进行监测以及控制，由此可见，温度的监控在工、农业中占据很重要的地位。随着当代新型技术的飞速发展，其中传感器技术、通信技术尤为明显，各种数据信息的采集与监测得到了普遍的运用，运用这几种技术制作出来的仪表也越来越受到人们的青睐。这些仪表一般都是分布在各个不同的场所，类型也不一样，而在传统收集这些都采用人工采集，工作量大，不能有效的提高工作效率。怎么样才能效率高的采集这些分散在各个场所的数据是现在需要快速解决的难题。对于很多监测场所而言，由于很多监测环境的不同，所需要的范围也不同，需要在监测这一方面投入很多的人力，物力来对其进行设备的安装、维护和监测工作。同时，在监测的环境中不免有一些非常恶劣的环境，使工作人员的工作效率降低，如果对这种恶劣环境进行大量的投入等工作是不合理的。近年来，在温度监控上面发生了翻天覆地的变化，温度监控在工、农业中不仅仅是人工采集、近距离的监测以及控制，正在引进无线通信技术，这样打开了以往的僵持局面，产生了供热远程监控的新型名词。原先的温度监测系统要制造时花费的成本价格高、占地面积大，在遇到很多环境恶劣的情况时，电源的供给不易布局，一旦布置完成，不能再根据监测环境的变化来改变，重新布置会造成巨额的浪费，不能重复使用。因此采用无线进行监测给予很大的方便，也是目前各个领域研究的重点。为了适应时代的发展，慢慢出现了分布式的无线监测技术，应用此技术对那些不在同一地方、不容易走线的场所的参数数据进行监控，得以实现数据的远距离测量、传送和控制等功能。传统的温度检测，是使用热电阻把热信号转为电信号，通过转换得到所需要的温度值，要使用这种方式工作效率低、危险系数高、不方便执行。 本设计以改变当前停滞不前的温度监控技术，解决温度监控中遇到的难题为最终目标，利用分布式无线监测技术的优点，打破了传统的思路，以新型科技、超低成本提高监测的水平，为各个领域提供可靠、高效率的监测数据，方便工作人员随时随地的观看所要监测的环境参数。 1.3国内外研究现状1.3.1国外研究现状在20世纪70年代起，各发达国家将传感器技术作为新时代新型技术发展的关键。在研究初期采用的是模拟的仪器，运用此类仪器进行现场的信息数据采集、记录和控制。再往后发展10年左右的时候，出现了分布在不同地方需要控制其的系统，现在的发达国家都在研究超自动化，在原先的基础上实现更好的发展方向。1.3.2国内研究现状随着信息时代的来临，信息技术对时代的进步起了关键的决定性因素，新型的技术成为现在信息化时代的支柱，在20世纪80年代，我国的技术人员在参考发达国家监控技术的基础上，基本掌握了微控制技术。近几年，我国的传感器监控技术越来越趋向于智能化、自动化，随着社会发展的速度，新型的产物会不断出现，达到真正的智能化。1.3.3总的发展阶段无线监控网络在20世纪70年代就已经形成了初模型，将传统的传感器采用点点传输的方式联合到一起，从而形成网络的雏形，第一代传感器的网络就此诞生了。随着各种技术的不断进步，传感器网络具备了采集现场数据的能力还能够实现多种信息的处理，通过与控制器的互相连接，形成了信息综合性的监控网络，这就有了第二代的网络。可是由于这两代都是有线传输，会给后续的工作带来很多不便和局限性。20世纪90年代开启了无线网络的时代，从有线迈向无线时代。无线网络也是从此正式开启。无线监控网络有很大的发展前景，成功的引起了世界很多国家的关注。新型的传感器网络国内跟国外的差距不是很大，可以看到，此技术随着我国相关技术的发展，让它普遍应用在各个领域，这项技术对人类未来的生活有着深远的影响，对整个国家乃至整个世界的社会经济有着重大的意义。1.4 设计研究的内容本设计是基于HC-11无线串口传输的实时供热监控系统，经过大量的查看书籍和研究最新技术，采用STC15F2K60S2为核心控制主芯片，DS18B20为温度采集数据的芯片，HC-11无线模块作为通讯的主要器件，COG12864液晶屏作为实时显示数据的载体。该设计主要由远程监控和自动控制组成，自动控制进行对所监测环境温度的采集、数据处理以及数据发射，远程控制作为本设计中的主要系统，对自动控制发送过来的数据进行接收、处理并实时显示出来。本设计超过设定温度值及时报警的功能，设有5个独立按键，主要用作进行温度所需设定值的设定。本设计可以进行远距离操控，操作方便等优点，符合现在新型的嵌入式技术的发展，有较为好的发展前景。在本设计中主要解决这几点问题（1）温度数据采集是否长期准确。温度数据采集是整个设计的关键所在。（2）远程通信模块能否及时准确的传输数据。（3）按键设定温度值能否稳定运行，对设计稳定性的完善。2 总体设计方案2.1设计思路本系统是以STC15F2K60S2单片机为控制核心，采用温度传感器采集现场温度数据，通过液晶进行实时的显示，可根据需要设置温度限制值，系统具有超过限定温度值自动报警等功能，通过无线传输实现对人体无法接近的高温或危险场所的温度参数的实时采集。2.2总体设计框图本系统总体设计分为三部分：自动控制端、远程监控端、供电电源端。总体设计框图如图2-1所示。图2-1 总体设计框图本设计以远程监控端为主要部分，可以设置控制温度限制值，并实时通过液晶屏显示当前温度。远程监控端与自动控制端之间的通信通过无线串口传输，当从自动控制端中的DS18B20温度传感器要对所要监测的环境进行监测时，所监测的数据值通过无线串口通讯被发送到远程监控端，远程监控端接收数据、对其进行解析处理并实时显示温度值。当设置限制温度值时，将其通过无线串口通信被发送到自动控制端，所设定的温度值跟实时温度值进行比较，从而控制自动控制端的继电器通断，达到自动控制的功能。2.3设计主要功能本设计可以实现以下几种主要功能：实时显示当前温度值：在远程监测控制端有显示屏。在进行温度监测时，当前所测环境的温度值实时显示在显示屏上，为工作人员提供最直观的温度值。设置限制温度值：通过远程监控控制端的5个独立按键，可以调节设定温度值，满足不同环境的使用情况，提高使用性。自动报警及语音播报：在自动控制端设有蜂鸣器，如果当前更新的温度值比设定的温度值大时，报警模块进行警示。在远程监测端设有语音播报功能，对所超出的温度值进行播报，给工作人员警示的作用。继电器模块控制：根据当前温度与设定值得比较来判断继电器模块的通断，从而达到自动控制的效果。3 系统的硬件设计3.1远程监控端的设计远程监控端的设计主要有主控单片机、COG12864液晶显示、HC-11无线串口模块、语音播报模块、独立按键，其硬件组成框图如图3-1所示。 图3-1 远程监控端硬件组成框图远程监控端采用STC15F2K60S2作为系统的主要控制核心，用于控制自动控制端，COG12864液晶屏用于直观显示所需要的数值，在此基础上设有5个独立按键，作为更改所需数值的按钮，用于设置所需温度的限制值。通过采用HC-11无线串口模块，实现远程控制端串口与自动控制端串口之间的通讯，以此链路作为远程监控端控制信号发送的途径。远程监控端与自动控制端实时通信获取当前信息的数据:当前温度值，所需设定的温度值。远程监控端通过分析处理自动控制端传来的数据，实现语音播报功能。核心控制芯片通过串口连接HC-11无线串口模块，通过此无线传输模块连接自动控制端，并对传来的数据进行分析处理实时显示，实现两者之间的通信，从而对所监测的环境进行实时监控。3.1.1主控单片机电路的设计在本次设计中采用STC15F2K60S2主控单片机，在进行设计时，本来是想采用51单片机一款老一代最熟悉的80C51单片机，后来经过考虑采用不需要设计外围电路的一款超前单片机，程序编码完全兼容，它相比于老一代的单片机内存容量增大，运行的速度是原来的很多倍，可以很方便的省掉外部EEPROM，提高了芯片使用的稳定性，简化设计电路的结构。利用IAP技术，将高内存嵌入到单片机中，不需要繁琐的外部晶振，在单片机的CPU里面已经集成了外部晶振电路，复位电路也在其中。ISP/IAP系列的芯片支持串口在线仿真，在很大程度上方便了系统程序的开发调试，超高速双串口/UART，该单片机功能强大，静电干扰很小，可靠性较高，适合完成本次设计中的所有功能。其电路的设计如图3-2所示。图3-2 主单片机电路的设计3.1.2COG12864液晶显示模块电路设计在本次设计中采用COG12864液晶显示屏，此屏具有4位/8位并行接口、二线或三线串行接口等多种接口方式，为了本次的设计采用传统的液晶屏改制的自制液晶屏，点阵128*64，可在3.0V-5.5V低电源电压下工作，所用的屏有占地面积小、轻便、超薄等优点，该液晶显示屏特别适合本设计中的要求，在设计中采用三线串行接口方式进行控制，在设计硬件电路中，单片机的P2.5口接着点阵屏第三个管脚SCL，单片机的P2.4接口连接着液晶屏的SDA口，单片机的P2.3的I/O口连着屏的第5个接口，单片机的P2.2、P2.1、P2.0分别连着液晶显示屏的DC、CS、BK接口上。其硬件连接图如图3-3所示。图3-3 COG12864液晶屏硬件连接图3.1.3HC-11无线串口模块电路的设计在本次设计中采用汇承科技的HC-11无线串口模块，此模块的无线通信频段在434MHz-437MHz范围内，该模块由微控制芯片MCU STM8S以及CC-1101射频芯片组成，模块可直接收发串口数据，改变了传统的串口传输模式，从而实现无线数据的传输。模块共有四种串口透传模式，在本次设计中采用FU1模式，以半双工的方式互传送数据，可以设置8种串口波特率。两端的单片机直接与两个模块的串口连接在一起，使用单片机的串口传送即可实现无线传输，称为无线串口透传。功能使用示意图如图3-4所示。图3-4 功能使用示意图在本设计中，该模块作为远程监控端和自动控制端之间的无线数据传输,主单片机通过串口将数据送到无线模块，两个无线模块互传数据，与自动控制端温度检测模块测得的温度值作比较,来决定是否触发继电器。在此模块与单片机的连接中，单片机的P3.0口接到模块的接收数据管脚上，单片机的P3.1口连接到无线模块的发送数据接口上，最后剩下的SET设置管脚接到单片机的P3.2脚上。硬件具体电路连接图如图3-5所示。 图3-5 无线串口模块硬件电路图3.1.4语音播报模块电路的设计在本次设计中采用WT588D系列语音单片机，它是打破传统的一款语音模块，把单片机与语音电路放到一起的可以直接编辑的语音芯片，而且可以重复擦写。此模块还有专门的上位机操作软件作为后盾，通过所配套的上位机可以随意更换语音单片机的任何一种模式，把所要输出的数据通过SPI口下载到其Flash上，对Flash进行读写。此模块是一款以语音为基础的单片机，它的音质效果特别好，它可以几乎是无伤害的将加载到的音质完美的表现出来。在之前的语音播报模块中，在编辑语音方便需要花很大的功夫，语音没有组合技术，造成了很多的不便。此系列的语音单片机很好的解决了存在的问题。它刚出现在市面上的时候，引起了很大的旋风，在语音市场有着不可替代的地位，支持在线下载，让它的实用性得到了更一步的加深。其芯片封装如图3-6所示，各个引脚的功能如下表：图3-6 WT588D芯片封装表3-1 引脚的功能封装引脚引脚标号简述功能描述1/RESET/RESET复位脚，低电平保持2DACDACDAC音频输出脚，需要从软件设置DAC输出才生效3PWM+PWM+PWM+音频输出脚，需要从软件设置PWM输出才生效4PWM-PWM-PWM-音频输出脚，需要从软件设置PWM输出才生效5P14P14SPI-FLASH数据输入脚6P13P13SPI-FLASH数据输出脚7P16P16SPI-FLASH时钟脚8GNDGND地线脚9P15P15SPI-FLASH片选脚10P03P03按键/三线时钟/一线数据输入脚11P02P02按键/三线片选输入脚12P01P01按键/三线数据输入脚13P00P00按键输入脚14VCCVCC存储器电源输入脚15BUSYBUSY语音播放忙信号输出脚16VDDVDD数字电源输入脚上表简单明了的介绍了语音模块各个管脚的功能，从表中可以看出该模块的功能强大，它有大致15种控制模式，在最小单片机上的任意一个按键可以任意改变它的控制模式，不过它的每一种控制模式只对应一种控制程序，是一款非常具有前景的语音产品。3.1.5独立按键模块电路的设计在本次设计中采用五位独立按键作为温度设定的输入部分，为了让设计的实用性增加故采用6*6mm的按键次数能达到几十万次以上的触动开关，将按键的接点焊接到电路印刷板上，触动柱塞，在反作用弹簧的作用下，通过它受力的变化来实现按键的通断。在设计硬件电路时，将按键开关的一端接至单片机相应的引脚，另外一端接至GND，当按下按键开关时，所按下的按键与单片机相连接的接口会被拉为低电平，通过此方法判断按键是否按下，从而实现按键输入信息的读取。在硬件设计电路中，KEY1是否设置设定数值，KEY2取消设置设定数值，KEY3的用途是当所需设定的温度值高于之前设定的温度，用此按键来增加值，KEY4当数值高于所想的温度值是按下此键减少数值，KEY5确定数值键，其电路硬件连接图如图3-7所示。图3-7 独立按键模块电路连接图3.2自动控制端的设计自动控制端的设计主要有主控单片机、温度检测模块、超限报警模块、HC-11无线串口模块、继电器控制模块，其硬件组成框图如图3-8所示。 图3-8 自动控制端硬件组成框图自动控制端同样采用STC15F2K61S2作为系统的主要控制核心，其中DS18B20温度传感器用于监测所需监测环境的温度变化，报警电路模块采用蜂鸣器与LED灯，通过无线传输实现对人体无法接近的高温或危险场所的温度参数的实时采集。核心控制芯片通过串口连接HC-11无线串口模块，通过使用此无线串口模块接收远程监控端发来的温度信息参数，根据所设定的温度值来确定SRD-05VDC-SL-C型号继电器的通断状态以及报警电路的运用。自动控制端与远程监控端采用相同的核心控制芯片、HC-11无线串口模块，在下文不再阐述，将重点介绍其余模块电路的设计。3.2.1温度检测模块电路的设计在本次设计中的温度采集模块采用单总线DS18B20温度传感器，因为根据设计要求来说其需要工作在稍微恶劣的环境中，要是不对其进行加工一番，不能满足设计的要求，对它进行一番改造，所改过的防水探头还是采用温度传感器芯片，芯片总共有三个管脚，将它们都用热缩管分开，为了避免短路，在其里面放上热熔胶，使它不易受潮，在它的外面加上不锈钢材料，这样就形成了一款防水的新型温度传感器。在传感器技术不是很普遍的时候，要想测量温度参数需要采用热敏电阻，危险系数很高，测得的数据差距大，准确性也低，而在本次设计中所使用的传感器与热敏电阻有很大的不同，它能够直接读出所需要的温度值，只需把所测得的数据交给单片机处理，经过转换即可得到所测环境的温度，使用这类传感器可以使设计简单，在可靠程度上得到了提升。该温度传感器只需要一根数据线就可以实现单片机与它的双向通信，对电源的要求不是很高，外围硬件电路只需要一个上拉电阻，监测在55+125范围内，符合设计所处环境的参数。在设计硬件电路时，DS18B20温度传感器只需要接到主控芯片的一个I/O口上，由于单总线为开漏所以需要外接一个4.7K的上拉电阻。其硬件连接图如图3-9所示。 图3-9 DS18B20温度传感器硬件连接图3.2.2报警模块电路的设计在本次设计中报警模块系统采用蜂鸣器和LED灯结合报警，该报警方式与声光报警器有异曲同工之妙。它能够同时发出声、光二种警报信号。这样的声光报警系统能够很好的满足客户的需求。当所测环境的温度值高于从远程监控端通过无线串口传输过来的设定值时，会发出警报。蜂鸣器是一种集成一体的电子发声器件，用5V直流电供电，一般在普遍的电子产品中作为发声器件使用。本次设计中所使用的是有源蜂鸣器，在通电以后，蜂鸣器中的电磁铁吸引里面的弹簧片，使触电与弹片很好的接触，这样才能发出蜂鸣声。驱动电路很简单，只需要三极管就可以驱动蜂鸣器发声，操作简单，容易完成所要完成的功能。蜂鸣器驱动电路如图3-10所示。 图3-10 蜂鸣器驱动电路LED灯采用小功率高亮的发光二极管，主要用于普通环境的报警。LED灯连接图如图3-11所示。图3-11 LED灯连接电路图3.2.3继电器控制模块电路的设计在本次设计中采用SRD-05VDC-SL-C继电器模块，该模块在控制区域与负载区域有隔离槽，可靠性、安全性明显提高，有通电指示灯和继电器是否工作的指示灯，当单片机给继电器模块信号时，继电器吸合亮，要不然指示灯灭，当主控芯片的I/O口给其信号输入端信号时，公共端与常开端会导通，实现设计中的自动控制部分。3.3供电电源端的设计供电电源端采用5V直流稳压电源，在直流稳压电路中稳压电路是尤为重要的一部分，一般采用78M05三端稳压器，在设计稳压电路时的外围元件很少，只需要电解电容和电阻就可以完成，此器件还对电路有过压保护的功能，一般输出电压在5V左右，符合本次设计中的所有模块。其工作原理图如图3-12所示。图3-12 直流稳压电源工作原理图在本次设计中直接采用220V交流电转为12V直流电的电源适配器，通过78M05三端稳压器使其输出电压为5V。78M05引脚功能图如图3-13所示， 电源设计电路图如图3-14所示。图3-13 78M05引脚功能图图3-14 电源设计电路图4 系统的软件设计在本次设计中为了实现系统的温度检测和控制，并能够实时显示，远程监控、自动控制端的程序编写均使用KEIL软件，进行程序的编写。采用模块化程序设计，本章将对其分别进行介绍，并阐述程序的编写思路和所实现的功能。4.1远程监控端的程序设计远程监控端主程序负责按键设定值的检测，设定值的显示，通过无线串口模块接收发送过来的温度值并实时显示更新在COG液晶屏上，并且判断接收的温度值是否超过设定值，如果超出进行语音播报操作。远程监控端流程图如图4-1所示。图4-1 远程监控端流程图4.1.1通讯程序模块程序设计在本次设计中远程监控、自动控制端的通讯采用HC-11无线串口模块作为通讯介质，自动控制端的单片机只需向它所连接的无线模块发送串口数据，无线模块的RXD端口收到串口数据后，自动将所传过来的数据以无线电波的方式发送到空中。远程监控端的无线模块能自动接收到，并从自身的TXD端口还有最初自动控制端所发的串口数据。两边通信都是一样的，再此不对其进行详细介绍。对于双机异步通信的程序设计中通常采用两种方式：查询方式和中断方式。无线模块采用四种串口透传模式的FU1模式，不同的模式之间是不能互传数据的，以半双工的方式互传送数据，成对的两模块波特率、通信频道和地址要设置为相同。串口模式、频道和地址不同的无线模块是不能互传数据的。无线模块FU1参数如下表：表4-1 无线模块FU1参数参数名串口波特率模块地址通信频道发射功率参数值9600（8位数据、无校验、1位停止位）000001P8（10dBm）4.1.2COG12864显示模块程序设计在本次设计中COG12864点阵液晶显示程序的设计，首先对显示的程序进行初始化，然后执行写命令和写数据两个子函数，实现温度数据的实时显示和按键操作的动态显示。 4.1.3语音播报模块程序设计在本次设计中对WT588D语音模块的程序设计，该模块有15种控制模式，通过上位机可以随意更换任意一种控制模式，它还可以进行在线直接下载，使用起来十分方便，对此，采用多种控制中的按键控制模式，在该模式下，所定义的管脚可以直接触发芯片的一个功能，使芯片动作，每个管脚的触发方式可单独设计。4.1.4温度设定模块程序设计在本次设计中用来设定温度的，是通过五个按键输入想要限制的温度值。通过中断进行扫描，在系统中中断采用的是外部中断0，外部中断0的初始化程序在先前的远程监控主程序开始时即被调用，当这五个按键中的任意按下时，会随即产生外部中断0，执行中断子程序，获取输入的设定值，之后中断返回。4.2自动控制端的软件设计自动控制端主程序负责对温度的采集，对继电器的控制，经过数据处理后通过无线串口模块发送出去，自动控制端流程图如图4-2所示。图4-2 自动控制端流程图4.2.1温度采集模块程序程序设计温度的采集是单总线DS18B20通过单片机对其读数据这块进行严格的时序从而控制来完成的，在它本身的空间不是很大的范围内，采用一片DS18B20进行单点测温即可实现对温度的较为精确的控制。DS18B20单总线传感器有三个主要的工作时序部分需要简单介绍：首先对单总线传感器进行初始化时序，随后就是对它进行写时序和读时序。只要对单总线传感器进行规定严格的时序控制，传感器才能进行准确无误的采集和处理。读温度也是DS18B20完成数据处理的重要组成部分，在单片机的的控制下，让其形成严格的时序，对温度值的进行转换并把数据作相应的处理。温度值得转换的程序只要是发送温度值转换的命令，采用的是12位的分辨率，读温度的过程中前后需要750ms转换时间。因为此设计是单点测温，不需要对其进行CRC校验。4.2.2温度控制模块程序设计在本次设计中温度控制模块所采用的继电器是低电平触发，与单片机I/O口连接，让其工作只需给其所连接的I/O低电平，继电器即可工作。5 系统调试完成了本次的设计，首先对其进行硬件的初步调试，先前在程序设计的时候运用的是模块化设计，在最后的调试的时候各个模块的单独调试，各个模块调试没有问题的时候，在进行联合调试。确认最终的设计任务。一、 硬件部分的调试在进行硬件调试之前，要对其进行初步逻辑错误检查，是否存在电源故障，是否对元器件造成损坏，然后进行脱机调试，在硬件调试的工作中需要使用万用表等工具，根据在第一部分中所设计的硬件电气原理图，检查各个接线是否正确，是否连接存在不恰当的地方，防止短路和元器件极性的错误。二、 软件部分的调试本设计中在软件程序编写方面采用的是模块化设计，将每个模块都分别调试好再进行最终的系统总调试，要对一个个的子程序分别进行调试工作，检测程序执行的结果是否符合设计要求，通过初步的检测可以发现程序中的错误，还可以发现用户系统存在的硬件故障、软件算法，在调试过程中不断调整系统，完成每个程序模块的调试。（1）远程监控端与自动控制端之间的无线通信调试对其编写测试程序，看自控控制端通过HC-11无线串口模块发送数据，远程监控端能否收到数据，并在液晶屏实时显示出来，同时发送数据在传送回去，双方能够互传数据，则表明无线通信正常。（2）COG液晶显示模块的调试对其编写测试程序，让液晶屏显示相应的中文、数据等信息，观看所显示的数据与编写数据是否一致，来确定此模块正常工作。（3）DS18B20温度采集模块的调试对其编写测试程序，让DS18B20对所处环境进行检测，是否会给单片机返回值，确定该模块的正常工作 三、 软硬件联合调试在最后进行软、硬件联合总调试，让先前设计的软件设计在硬件上运行，将所有模块进行连接，根据预定功能对其进行测试，下面对其进行进一步说明：自动控制端利用DS18B20检测所监控的环境温度，通过设定的温度值来确定继电器的通断，上电操作示意图如图5-1所示。图5-1 自动控制端上电操作示意图远程监控端进行上电，液晶屏上显示“欢迎使用供热远程监测系统”，并进行语音播报，以及从自动控制端传送过来的实时温度值，所需设定的温度的数值，需要修改设定值时按下液晶屏下方的设置按键，会进入设置界面，进行温度设定值得设置，当超过设定的温度值时，液晶屏状态显示为超限，语音播报“温度超限，请及时查看”，对其进行相应的措施。远程监控端上电操作示意图如图5-2所示。图5-2 远程监控端上电操作示意图结 论在工、农业生产的不断更新发展，在各个方面对无线温度监控有了更高的要求，主要表现在准确性的高低，对人体无法接近的高温或危险场所进行实时检测。传统的无线网络刚有雏形的时候，是点对点相传的传感器网络，由于有线传输方式与生俱来的局限性，从而使传统的网络没有得到太大的发展。在之后的发展，通信技术发生了质的飞跃，从有线传输变为无线传输，无线的出现吸引了很多国家的眼球，使之成为新世界的主宰，在人类进步的历程中填写了重要的一笔，此类技术对人类的生活有着深远的影响，对人类的发展