1. 研究目的与意义
1.本课题研究的背景、目的及意义
1.1研究背景:生产管理一体化,网络化是现代工业生产的一大趋势,要实现这些功能,必须借助工业计算机、现场网络及开放的工业数据库,利用先进的测量技术来对生产环境温度进行检测使得生产管理一体化从而提高生产效率及工业水平。
近年来,温度的检测在理论的研究上愈发的的成熟,但是在实际的生产作业中,如何能够保证实时地对温度进行采样,确保数据的正确传输,对温度进行精确的控制,这些技术仍然有很大的进步空间。在温度的测量技分为接触式和非接触式两种,接触式温度测量发展的比较早,举个最简单的例子就是我们的体温计,这个是常见的接触式的温度计。这种接触式的测量方法优点是:简单、可靠、低廉、测量的精度较高,一般能够测得真实温度;但是由于检测元件热惯性的影响,响应时间较长,对热容量小的物体难以实现精确的测量,而且这种测量方式不适合测量那些腐蚀性的介质,也不适合用于超高温的监测,对运动物体的温度也不宜测量。另外一种的非接触式测温方法是通过对辐射能量的检测来实现温度测量的方法。其优点也有很多:不破坏被测温场,可以测量热容量小的物体,也适合运动的物体温度测量。然而在实际的测量中我们还是要根据实际情况来选择合适的测量方法的。在实现温度监测的同时我们也不能忽略温度控制技术,温度控制技术按照控制目标的不同可以分为两类:动态温度跟踪与恒值温度控制。动态温度跟踪实现的控制目标是使是被控制目标的温度值能够按照我们设定好的曲线进行变化。多点分布监测系统是一种利用单片机来实现数据采集、数据通讯、数据传输和数据分析处理的一门新技术,它可以实现对周围生产环境的实时监测,并记录这些数据,并且可以显示出来,也可以实现对终端的传输。
2. 研究内容和预期目标
2.本课题主要研究内容和预期目标2.1 研究内容:首先本系统利用单总线数字式传感器ds18b20来检测环境的温度,用到的数字化传感器ds18b20是由美国dallas公司生产的。其具体功能特点为:3.0~5.5v单电源供电;微型化、低功耗、抗干扰能力强、易于微处理器接口;测量温度范围是-55~125℃,测温分辨率可达到0.5℃;3引脚t0-92小体积封装(gnd脚接地,dq脚作为信号线,vc脚接电源);可编程9-12位a/d转换精度;只需一根端口线就能与mcu通讯;每只ds18b200有唯一的序列号并可存入其rom中,便于实现多芯片多点测量;在使用过程中不需要任何外围元件;用户可自设定非易失性的报警上下限值。本系统采用ds18b20可以简化系统结构,提高系统可靠性,能够较好地在环境复杂的场所进行长时间的温度监测。然后我们就需要将上述的ds18b20数字式传感器进行有规律的分布式放置,要能够根据不同的工作环境合理地调整传感器放置的位置,使温度传感器能够进行最有效的温度测量,提高温度检测的准确性。而且为了我们能够比较直观的得出我们需要测量环境的温度,我们还要利用lcd显示屏将我们测量出的温度直接地显示在lcd的显示屏上。同时本系统的另一个重要组成部分单片机stc89c52rc也需要好好地研究。单片机stc89c52rc是由stc公司生产的一种低功耗、高性能cmos8位微控制器,具有8k字节系统可编程flash存储器。stc89c52使用经典的mcs-51内核,但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8 位cpu 和在系统可编程flash,使得stc89c52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
单片机控制itu单总线上的ol对温度数据进行采集和处理。通过无线模块对温度数据进行发射和接收,并且将温度数据通过无线模块传输给上位机显示屏上实时显示。
2.2 预期目标:(1)熟悉单总线数字式传感器ds18b2工作特性能够有效地将传感器进行合理有效地进行分布式布置,提高检测准确度。
3. 研究的方法与步骤
3.本课题拟采用的研究方法、步骤
温度传感器是指能够直接将温度这个基本的物理信号转化成电信号的装置。可以使用热敏电阻之类的器件利用感温效应,在将随被测温度变化的电压或者电流采集过来进行a/d转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来。本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温度传感器可以产生模拟信号,和a/d模拟数字转换芯片的性能,此设计以stc89c52rc本系统为核心的一套检测系统,其中包括单片机、复位电路、温度检测、闸值设置及显示、报警电路、系统软件等部分的设计。同时我们还设计了声光报警系统,如果温度的测试超过了设定值,系统就会通过报警系统自动提醒,让我们更加方便,更安全的去应用。
系统总体方框图如图(1)
4. 参考文献
4.本课题主要参考文献
[1]肖金球.增强型51单片机与仿真技术[m].北京:清华大学出版社,2011.
[2]李长才,肖金球,张少华.基于nrf24 l01的无线多点温度监测报警系统设计[j].电子测量技术,2016,39(6):94-97.
5. 计划与进度安排
5.本课题的具体进度安排(包括序号、起迄日期、工作内容)
(1)2018年3月5日-2018年3月20日:根据任务书,查阅相关文献资料,进行课题调研,学习相关知识,准备开题报告;
(2)2018年3月21日-2018年3月28日:根据查阅的相关资料文献,初步了解设计的文化背景,设计原理以及设计方法,开始撰写开题报告;
