单片机无线多路温度采集系统设计文献综述
2020-04-27 23:20:45
近年来,随着科学技术的不断进步与发展,在工业生产中温度是常用的被控参数,而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。温度控制在工业控制、电子测温计、医疗仪器、家用电器等各种温度控制系统中广泛应用,且由过去的单路测量向多路测量发展。目前温度传感器有模拟和数字两类传感器,为了克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和 A/D 转换器的弊端,大多数多路温度采集系统采用数字传感器,并大大方便了系统的设计。比较有代表性的数字温度传感器有 DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635、SMT160-30 等。
在传统的温度采集系统设计中,往往采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如引线误差补偿、多路测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题;而其中某一环节处理不当,就可能造成整个系统性能的下降。随着现代科学技术的飞速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展,微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向。美国 Dallas 半导体公司推出的数字温度传感器 DS18B20,具有独特的单总线接口,仅需要占用一个通用 I/0 端口即可完成与微处理器的通信;在-10~ 85℃ 温度范围内具有± 0.5℃ 精度;用户可编程设定 9~12 位的分辨率。以上特性使得 DS18B20 非常适用于构建高精度、多路温度采集系统。
在国外,对温度采集技术研究较早,始于 20 世纪 70 年代。先是采用模拟式的组合仪表,采集现场信息并进行指示、记录和控制。80 年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度采集技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度采集技术的研究较晚,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测控技术的基础上,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。我国温度采集基于计算机应用,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。
在我国,温度采集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,存在着装备配套能力差,产业化程度低,环境控制水平落后,软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化,集成化,系统的各项性能指标更准确,更加稳定可靠。
{title}2. 研究的基本内容与方案
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一、设计任务
本次设计任务是设计一个基于51单片机的无线多路温度采集系统,系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路、无线收发模块及键盘输入控制电路组成。它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。实现多监测点的温度采集。并且具有显示,报警等功能。能够应用于一般环境的温度采集环境。
二、基本内容
基于单片机的无线多路温度采集系统采用AT89C51单片机做核心,DS18B20做A/D传感器,并具有报警显示模块。具体有如下要求:
1、测量范围-10摄氏度到100摄氏度,精度正负0.5摄氏度,采样时间间隔为5分钟;
2、测量并现实环境温度;