1、 1 基于单片机的多点无线温度监控系统设计 前言 在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被 控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类 加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控 制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指 标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工 业生产中经常会遇到的控制问题。 单片机是一种集 CPU、RAM、ROM、I/O 接口和中断系统等部分于一体的器件，只需 要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控
2、制。因此，单片机广泛用于现代工业 控制中。 随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段传感器技术得到了显著的进 步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为 衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本 结构、工作原理及特性是非常重要的。 由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以 利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非 线性等影响因素。 传感器主要用于测量和控制系统， 它的性能好坏直接影响系统的性能。 因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须
3、懂得传感器经过适 当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应 用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合 起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各 个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应 用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重 要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。 为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用 途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文
4、利用单片机结合传感器技术而 开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论与单片机实际应用有机结合，详细地讲 述了基于单片机 AT89S51 和温度传感器 DS18B20 的温度控制系统的设计方案与软硬件 实现方案。系统包括数据采集模块，单片机控制模块，显示模块和温度设置模块，驱动 电路五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。本设计应用性比较强， 2 系统稍微改装可以作为生物培养液温度监控系统，可以做热水器温度调节系统、实验室 温度监控系统等等。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。 1 概述 1.1 课题研究的目的及意义 随着社会的发展，温度的测量及控制变得越来越重要。温度是生产
5、过程和科学实验 中普遍而且重要的物理参数。在工业生产过程中为了高效地进行生产，必须对生产工艺 过程中的主要参数，如温度，压力，流量，速度等进行有效的控制。其中温度的控制在 生产过程中占有相当大的比例。准确测量和有效控制温度是优质，高产，低耗和安全生 产的重要条件。 在工业的研制和生产中， 为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度， 采用微电子技术是重要的途径。它的作用主要是改善劳动条件，节约能源，防止生产和 设备事故，以获得好的技术指标和经济效益。 本课题采用 51 单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性 大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标。 作为控制系统中的一
6、个典型实验设计，单片机温度控制系统综合运用了微机原理、 自动控制原理、传感器原理、模拟电子技术、数字控制技术、键盘显示技术等诸多方面 的知识，是对所学知识的一次综合测试。 1.2 课题研究现状分析 由于现代工艺越来越多的需要对实时温度进行监测和控制，而且需要的精度越来越 高。所以温度控制系统国内外许多有关人员的重视，得到了十分广泛的应用。温度控制 系统发展迅速，而且成果显著。由于单片微处理器的性能日益提高、价格又不断降低， 使其性能价格比的优势非常明显。因此，如何将单片微处理器应用到锅炉温度自动控制 领域，为越来越多的生产厂家所重视。 目前先进国家各种炉窑自动化水平较高，装备有完善的检测仪表和计算机控制系 统。其计算机控制系统已采用集散系统和分布式系统的形式，大部分配有先进的控制算 法，能够获得较好的工艺性能指标。单片微型计算机是随着超大规模集成电路的技术的 发展而诞生的。由于它具有体积小，功能强，性价比高等优点，所以广泛应用于电子仪 表，家用电器，节能装置，军事装置，机器人，工业控制等诸多领域，使产品小型化， 智能化，既提高了产品的功能和质量又降低了成本，简化了设计。 1.3
