室内温度智能控制系统设计-文献综述

第1页开题报告（文献综述）1.设计室内温度智能控制系统意义和目的温度控制无论是在工业生产中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使资源失去应有的作用，从而造成资源的巨大浪费。为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对温度进监测、显示、控制，使之达到工艺标准，满足需要。由于电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现温度控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的。其发展必将带来新一轮的工业化的革命和社会发展的飞跃。国内现状：我国对于温度控制技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度控制技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。温度控制设施计算机应用，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。在技术上，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，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度控制控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，如软硬件资源不能共享和可靠性比较差。2.方案论证与设计根据所要实现的功能划分，系统一共需要以下几个模块：主控模块、显示模块、温度检测模块，以下就针对这几个模块的选型和论证进行讨论。（1）主控模块的/型和论证方案一：采用MSP430系列单片机，该单片机是TI公司1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器。其内部集成了很多模拟电路、数字电路和微处理器，提供强大的功能。不过该芯片昂贵不适合一般的设计开发。方案二采用51系列的单片机，该单片机是一个高可靠性，超低价，无法解密，高性能的8第2页位单片机，32个IO口，且STC系列的单片机可以在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。因此选用方案二中的51系列单片机作为主控芯片。（2）显示模块的选型和论证方案一：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较合适，如采用在显示数字显得太浪费，且价格也相对较高，所以不用此种作为显示。方案二：采用LED数码管动态扫描，LED数码管价格虽适中，对于显示数字也最合适，而且采用动态扫描法与单片机连接时，占用单片机口线少。但是由于数码管动态扫描需要借助74LS164移位寄存器进行移位，该芯片在电路调试时往往有很多障碍，所以不采用LED数码管作为显示。方案三：采用LCD液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示大量文字，图形，显示多样，清晰可见，对于本设计而言一个LCD1602的液晶屏即可，价格也还能接受，需要的借口线较多，但会给调试带来诸多方便。所以本设计中方案三中的LCD1602液显示屏作为显示模块。（3）温度检测模块的选型和论证方案一：AD590是美国ANALOGDEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4V至30V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1A/K。片内薄膜电阻经过激光调整，可用于校准器件，使该器件在298.2K(25C)时输出298.2A电流。由于该芯片输出为模拟量还同时需要AD转换器对其进行采集。因此不适用于本设计方案二：DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。因此本设计采用方案二中的DS18B20芯片进行温度采集。第3页（4）系统整体设计概述根据以上设计需要，系统拟采用以下技术方案，系统的结构框图如图1-1所示。主控模块STC8952温度检测模块DS18B20按键模块液晶显示模块LCD1602报警模块加热模块冷却模块图1-1系统结构框图系统由单片机STC89C52、液晶显示模块LCD1602、温度检测模块、按键模块、语音报警模块、加热模块、冷却模块所组成。系统能完成以下功能，系统采用DS18B20对温度进行检测，并且能在LCD1602上实时显示温度。用户可以通过按键设置上限和下限温度，当温度超过上限温度时，系统通过继电器使冷却器件导通工作,当温度低于下限温度时，系统通过继电器使加热器件工作。当温度在上限和下限之间时维持原状态。3.结论通过这次毕业设计，我学到了不少课本上没有的知识，也锻炼了自己的动手能力，将以前学过的零散的知识串到一起。经过我长时间的设计及调试，本系统基本能实现温度上下限报警器的所有功能。不足之处有：1.硬件的稳定性有待进一步提高2.系统人性化还不足。3.语音录制播放单一。我的动手能力得到了很大的提高，创新意识得到了锻炼。在过程中自己动手方知当观察时不是问题的问题都变的需要认真对待。每一个细节都有可能影响全局，所有的小部分加一起才是全部的难点。做事认真细心，认真对待每个细节这是非常重要的。实验中也发现自己的问题很多，平时积累不够导致，这次经过培养了我的动手操作能力。操作过程是获取知识，熟练技术思维创新的过程。学习不仅需要智力、能力，更需要求真务实的科学精神。仪表误差、线路接触不良、接线错误等故障都是影响结果的，造成与理论脱节。认真分析产生误差的原因，然后，尽可能重复做，直到得到正确的结果，得到严谨、求实的科学作风。我的综合设计主要涉及硬件和软件两方面的内容，通过这些我的硬件和软件开发能力都获得了提高。首先硬件方面，基本了解了电子产品的开发流程和所要做的工作。基本掌握了Protel99SE原理图的方法，并设计了一个单片机最小系统。通过开发板的设计第4页和硬件搭建的过程，使我对51系单片机的接口有了更深层次的理解，熟悉了一些单片机常用的外围电路引脚和连接方法，如LCD液晶，键盘等。并且我学会了分析问题解决问题的能力，加深了对所学理论知识的理解和运用。参考文献1彭伟.单片机C语言程序设计实训100例.电子工业出版社.2009年2吴运昌模拟电子线路基础广州：华南理工大学出版社，2004年3阎石数字电子技术基础北京：高等教育出版社，1997年4张晓丽等数据结构与算法北京：机械工业出版社，2002年5马忠梅等ARM&Linux嵌入式系统教程北京：北京航空航天大学出版社，2004年6李建忠单片机原理及应用西安：西安电子科技大学，2002年7韩志军等.单片机应用