基于单片机的无线多点温度采集系统开题报告

 2023-12-01 10:05:08

1. 研究目的与意义

随着现代通信技术,计算机网络技术的飞速发展,数字化、网络化和信息化正日益融入人们的生活与生产之中。单片机技术在各行各业也得到了充分的利用。同时温度的测量及控制变得越来越重要。温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数。在日常生活及工农生产等许多领域,经常要用到温度检测及控制。因此,为了使人们的生活及工农生产更加方便,无线多点温度采集也极大的提高了人们生活生产的工作效率。

在日常生活中与生产中,我们常常用到温度采集,如温室大棚种植时需要温度采集等等。大部份早先时候的温度采集都是使用由玻璃和水银制成的温度计进行采集的,温室大棚中使用的温度计不能使农户随时、直接了解室内的温度,不能及时采取有效措施控制室内的温度。此时我们使用无线多点温度采集系统能对温度和湿度的变化情况进行实时自动检测,一旦出现异常现象便于及时处理,有效提高了事故的遇见性和生产的工作效率。因此我们有必要对无线多点温度采集系统进行研究。

2. 课题关键问题和重难点

本课题以AT89C52单片机为控制核心,基于DS18B20及HS1100传感器的温度和湿度自动检测系统。

单片机应用系统主要由单片机系统单元、温度湿度显示单元、无线数据传输单元、报警单元等组成。测量并显示温度、湿度,当温度、湿度超过一定范围发出报警信号。

拟解决的关键问题:单片机对远距离64点的温度和湿度进行无线数据采集。对采集温度进行LCD液晶显示和存储,温度精度为0.1度,相对湿度精度为1%。对超出极限的温度、湿度进行声光报警。设计系统需要的直流电压源。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关,当前诸多温度检测均是有线的,不能满足实际相关需求,即使是无线检测也多为单路的,且大部分只限于检测,尚未实现监控。所以,基于单片机的无线多点温度监控系统的设计是很有必要的。因此温度控制是生产自动化的重要任务。

2022年杨智霞在《基于单片机的无线多点温度监控系统设计》中设计和制作基于单片机的温度控制系统,实现了在生产过程中,能够确保生产安全稳定运行,并提高控制精度。运用NRF24L01芯片,连接单片机和控制短距离温度,达到无线传递数据和通信的目的。通过温度传感器检测到数据传输到单片机,经单片机处理后,运用NRF24L01将温度数据传送出去,无线模块接受到的数据信息需直接传送到单片机加以处理,单片机控制液晶显示屏呈现此时的温度,在温度超出上下限值时,单片机对蜂鸣器加以控制,继而报警,同时二极管发光提示[1]。

2021年张建乾在《基于单片机的无线温度采集系统》中针对传统温度测量系统布线复杂、抗干扰能力差、使用不方便等问题,以STC89C52单片机为核心设计了一个多路无线温度采集系统。该系统利用DS18B20数字温度传感器实时采集环境的温度参数,采集得到的数据通过nRF24L01无线模块发送到接收端,经接收端单片机处理后,利用LCD1602显示相应的温度值。系统可以实现无线温度采集、阈值设定和声光报警等功能[2]。

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4. 研究方案

本课题以AT89C52单片机为控制核心,基于DS18B20及HS1100传感器的温度和湿度自动检测系统。设计包括了温度、湿度采集电路,LCD液晶显示和存储,时钟电路,电源电路,报警电路和无线传输电路组成。

系统通过温度、湿度传感器电路对环境中的温度、湿度信号进行准确采集,并将采集到的数据交于单片机进行分析和处理,在单片机进行数据分析处理的同时,LCD液晶显示屏对检测到的数据进行显示。若信号采集电路检测到的任何一个传感器的检测值超过人为的设定值时,则由单片机发送警报指令,此时,报警电路进行警示报警,以引起相关工作人员的注意,从而实现对环境温度、湿度状况的检测、显示、报警。

单片机方案:采用以AT89C52为主控单片机,该单片机有32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

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5. 工作计划

2022年11月28日-2022年12日制定工作计划,开始选题。

2022年12月5日-2022年12月18日查阅相关中英文资料,进行相关技术的学习,并与导师沟通进行课题总体规划。

2022年12月19日-2022年12月31日根据导师的要求进行外文翻译,列出开题报告大纲搭建开发环境,撰写开题报告。

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