基于stm32的远程网络温度控制系统的设计ppt.

1、硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 答答 辩辩 基于基于stm32stm32的远程温度控制系统的设计的远程温度控制系统的设计 姓姓 名：苏名：苏 舒舒 专专 业：电力电子与电力传动业：电力电子与电力传动 学学 号：号：102340281102340281 指导老师：刘指导老师：刘 牮牮 一一 三三 一. 选题背景及目的 二. 设计主要内容 1. 系统硬件设计 2. PID算法研究 3. 系统软件设计 4. 系统测试与验证 三. 总结与展望 主要内容主要内容 恒温培养箱是生 物工程、卫生防疫、 制药、化工、食品、 饮料、农业、畜牧， 水产等科研部门、大 专院校的理想之选。 1. 1. 选题背景选

2、题背景 一一. . 选题背景及目的选题背景及目的 2. 2. 设计目的设计目的 将温度控制的相关信息 传递送到Internet上，实现 远程控制具有重要意义，使 处于不同地区的各相关部门 之间交流现场监控信息，出 差在外的人员能及时了解到 监控情况，实现对监控现场 的远程控制、指挥决策。 一一. . 选题背景及目的选题背景及目的 二二. . 设计主要内容设计主要内容 1. 系统硬件设计 2. PID算法研究 3. 系统软件设计 4. 系统测试与验证 (1) (1) 远程温度控制系统硬件电路总体架构远程温度控制系统硬件电路总体架构 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 (2) STM32(2)

3、STM32温度控制器各主要硬件电路设计温度控制器各主要硬件电路设计 温度自动控制电路温度自动控制电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 继电器电路继电器电路 类类R-FR-F温度测量电路温度测量电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 JTAGJTAG调试接口电路调试接口电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 E E2 2PROMPROM存储电路存储电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 LCDLCD显示电路显示电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 按键与按键与LEDLED指示电路指示电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 (3)

4、(3) 基嵌入式基嵌入式WebWeb服务器硬件电路设计服务器硬件电路设计 以太网控制器电路以太网控制器电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 ENC28J60ENC28J60与与RJ45RJ45的接口电路的接口电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 (4) (4) 系统电源电路设计系统电源电路设计 3.3V 3.3V稳压供电电路稳压供电电路 5V 5V稳压供电电路稳压供电电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 备用电源充电电路备用电源充电电路 1. 1. 系统硬件设计系统硬件设计 (1) (1) 增量式增量式PIDPID算法算法 将上面两式相减并整理，就可以得到增量式PID控制算法

5、公式为： 12 11 12 12 2 2 11 A kkk kkkPkkk PkPkPk kkk eeeT uuuKeeeTd TiT TTdTdTd KeKeKe TiTTT eBeCe 位置式PID表达式为： 0 0 ( )( )( )( )(1) ( )(1) ( )( ) k D P j I k PID j TT u kKe ke je ke k TT e ke k K e kKe j TK T 1 12 11 0 k kk kPkj j eeT uKeeTd TiT 由上式可以看出，如果T是定值，那么只需要知道A、B、C这三个参 数的值，就可以根据前后三次测量得到的偏差值，就可以计算

6、出控制量 。 2. 2. 温度控制算法研究温度控制算法研究 (2) (2) 增量式增量式PIDPID算法在温度控制器中的实现算法在温度控制器中的实现 2. 2. 温度控制算法研究温度控制算法研究 (1) STM32(1) STM32温度控器的软件设计温度控器的软件设计 温度控制器主程序设计温度控制器主程序设计 PIDPID控制程序设计控制程序设计 3. 3. 系统软件设计系统软件设计 定时器中断程序设计定时器中断程序设计 串口中断程序设计串口中断程序设计 3. 3. 系统软件设计系统软件设计 (2) (2) 嵌入式嵌入式WebWeb服务器的软件设计服务器的软件设计 嵌入式嵌入式WebWeb服务

7、器主程序设计服务器主程序设计 3. 3. 系统软件设计系统软件设计 通信程序设计通信程序设计 uart_rx_threaduart_rx_thread线程流程线程流程uart_tx_threaduart_tx_thread线程流程线程流程 3. 3. 系统软件设计系统软件设计 数据处理程序设计数据处理程序设计 3. 3. 系统软件设计系统软件设计 (1) (1) 用户登陆界面用户登陆界面 4. 4. 系统调试与功能验证系统调试与功能验证 (2) (2) 控制网页界面控制网页界面1 1 4. 4. 系统调试与功能验证系统调试与功能验证 4. 4. 系统调试与功能验证系统调试与功能验证 (3) (

8、3) 控制网页界面控制网页界面2 2 (4) LCD(4) LCD显示显示 4. 4. 系统调试与功能验证系统调试与功能验证 (5) (5) 测试结果测试结果 测量 参数 数据 测量 内容 温度 可调 范围 () 分 辨 率 () 曲线 显示 误差 绝对 值() 10稳 定时的 波动范 围() 30稳 定时的 波动范 围() 50稳 定时的 波动范 围() 5上 升至 25时 间(分) 15上 升至 30时 间(分) 实测结果0-600.010.50.30.20.3300200 标准值0-600.11111330300 测量 参数 数据 测量 内容 30上 升至 45时 间(分) 20下 降至

9、 5时 间(分) 30下 降至 15时 间(分) 45下降 至25时 间(分) 25下降 至10的 超调量 () 30下降 至15的 超调量 () 15上升 至30的 超调量 () 实测结果 2303202302450.40.250.5 标准值300300300300222 4. 4. 系统调试与功能验证系统调试与功能验证 总结总结 本文设计了一种基于STM32的远程温度控制系统，实现对远 程设备的监控，主要完成了以下内容： STM32温度控制器的硬件和软件设计：以Cortex-M3内 核的STM32 为主处理器，采用增量式PID控制算法，实现对恒温培养箱内温 度的控制。 2.STM32嵌入式Web服务器硬件和软件设计：以ST公司的Cortex-M3 内核的STM32微处理器作为主处理器，扩展以太网等外围接口电 路。在移植嵌入式实时操作系统Rt-Thread和嵌入式TCP/IP协议 栈Lwip的基础上，开发了数据处理程序和通信程序。 3.增量式PID算法的研究。 4.系统调试和功能验证。 三三. . 总结与展望总结与展望 展望展望 在实际的测量和控制中，快速实时的对温度参数进行采集，确 保数据的传输的正确性和可靠性，并且对温度控制现场进行准 确的控制，