毕业设计26浙江理工大学远程温度监控系统设计Word下载.docx

1、1 对系统要求进行分析，并设计系统的整体结构2 把整体细分化，对每个模块进行详细设计3 绘制原理图和PCB图，并制成实验板4 按照硬件电路，编写软件程序5 调试阶段，调试各软、硬件模块，编写测试程序，验证系统的可用性，最后制成系统样机。本论文主要对远程温度采集与控制系统进行了较详细的阐述。软件的三大模块：采集模块、PID控制、上下位机通讯，并对主要芯片的使用做了说明。对硬件电路的数据采集、数据设定及显示部分作较详细的阐述。介绍了整体硬件的实现方案。另外，在本文中，还介绍了在绘制原理图和PCB图时所用的工具及需要注意的问题。例如，电源线、地线等问题，及检查PCB图时所用的高亮度显示的方法。 关键

2、词：温度采集 PID控制 上下位机通信Abstract :This study will discuss how to gather three temperature data .This system use the temperature sensor of 7109 .it could gather and keep temperature data . The Computer sets temperature by communicating with SCM.after gathering the temperature date ,it can display the data

3、 on the Computer . In the completion of the thesis, I mainly carry through hereinafter job:1. Analyze the requirement of the system, and design the whole structure of the system.2. Subdivide the whole, and design each module in particular3. Protract schematic plot and PCB plot, and crank out experim

4、ent board4. Write software procedure according to hardware circuit5. In debugging moment, debug each software and hardware module, write testing procedure, validate the usability of the system, and finally crank out the system sampleThis thesis will discuss the part of long-distance temperature s ga

5、thering and contron. The software is set by three part :1.the part of temperature gatering 2.the pid contron munication between computer and scm In addition, in the text, it also introduces the tools used in protracting schematic plot and PCB plot and the problems required attendant. Such as, power

6、supply wire、ground wire and so on, and the way of highlight display in examining the PCB plot. I hope everybody can present criticisms and point out mistakes so that I can correct in the thesis, hereon, thank especially the tutor who help me accomplish my graduate design.Keywords: temperature gather

7、 PID contron communication between compuer and scm目 录中英文摘要 （1）第一章 概述 （3）1.1 本课题研究背景及意义.（4）1.2 本课题的可行性分析 .（4）1.3 设计要求 .（5）1.4 预期研究成果 .（5）第二章 系统简介 .（6） 2.1 系统总体方案设计 .（6） 2.2 硬件各模块的设计 .（6） 第三章 软件开发与调试 .（9）3.1 软件设计 .（9）3.2 测量模块程序及框图 .（9） 3.2.1 数据采集子程序 .（11） 3.2.2 温度参数计算子程序 .（12）3.2.3 PWM波生 .（15）3.2.4 下位

8、机通信子程序 .（16）3.2.5 状态子程序 .（18） 3.3 上位机程序设计 （20）第四章 调试中出现的问题 .（26）结束语 .（27）注释、参考文献 .（28）附录 .（29）第一章 概 述1.1 本课题研究背景及意义现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控制主要应用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会。 在

9、电子产品广泛应用的时代。传统的温度控制系统目前发展到了电子智能温度控制系统。它在一定程度上提高了温度控制的精度，减低了现场工作人员的工作强度，提高了工作效率。此外电子智能温度控制系统还可以与微机组成通讯系统。极大的方便的现场工作人员对系统的管理。本文详细地介绍远程温度控制的整个过程。1.2本课题的可行性分析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，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤

10、气、天然气、油、电等；控制方案有PID控制，直接数字控制（DDC），推断控制，预测控制，模糊控制（Fuzzy），专家控制（Expert Control），鲁棒控制（Robust Control），推理控制等。 本文介绍了一种PID水温控制系统。该系统利用单片机可以方使地实现对PID参数的选择与设定；也可以通过计算机与单片机的串行通讯，实现工业过程中的交互式PID控制。它是用温度传感器将检测到的实际炉温A/D转换，送入计算机中，与设定值进行比较，得出偏差。对此偏差按PID算法进行修正，求得对应的控制量控制可控硅驱动器，调节电炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。因此采集的炉温数据精度至关重要。利用

11、AT89C51单片机实现温度智能控制，能自动完成数据采集、处理、缓冲、转换、并进行PID实施控制和键盘终端处理及显示，因个人设计的重点不同，我将在软件上有详细的论述，由于实验条件和器材的限制，本系统只能实现对单点温度控制。1.3 设计要求以计算机为控制器,以单片机为采集器，完成对远程的温度量的检测，并对该信号有控制的作用。技术指标:1）实现对远程温度量的采集，远程距离在50米;2）采集温度量的精度在0.2；3） 实现对温度量的控制；4）温度量的控制精度在0.55）编制软件调试完成上述功能1.4 预期研究成果以单片机为控制器，完成对远程的温度量的检测，并对该信号有控制的作用。第二章 系 统 简

12、介2.1系统总体方案设计该系统主要由五大部分组成:测温电路、A/D转换电路，测量模块（单片机），PWM输出控制电路和以PC机为核心的上位机.其中测量模块是以AT89C51单片机为核心进行设计的,这里充分利用了单片机的数据处理及实时检测能力,并结合可编程控制器的逻辑控制能力,对炉温信号进行实时检测.电炉温度信号是由灵敏度高、测量准确、性能可靠的热敏型测温电缆提供的，通过测量模块处理后的信号,由上位机选通后经信号转换器传输给上位机.上位机采用VB语言进行编程,将其所接收的信号转换成直观的立体图形、曲线、表格,清晰明了地显示出电炉水温状况,操作人员可以调整PID参数来控制水温加热状况，使操作人员的工

13、作方式得到改进,提高了水温控制的管理水平。此系统可以扩展到多路温度控制，通过上位机可以多路控制，并急时的调整各个设备的温度控制情况。对出现的异常情况会发出警告，让操作人员可以及早的发现在问题解决问题。此系统还可以根据实际需要对此系统进行适当的扩展,如加入测烟度、测湿度等其他功能,以更好地客户的需要.2.2 硬件各模块的设计 系统的硬件电路包括主机（8051）、温度检测、温度控制、人机对话（键盘/显示/报警）4个主要部分。图2.1为系统的结构图。图2.1 系统的结构模块图下面对各部分电路分述如下： 1）主机课题通过单片机来实现对温度的采集与控制，由于单片机是按工业测控环境要求设计的，抗干扰能力强，环境要求不高，可适应的温度范围宽，灵活性好，体积轻，可以降低系统的成本获得较好的性能。89C51是一个低功耗、高性能的含有4K字节快擦写可编程/擦除只读存储器的8位CMOS单片机，时钟频率可达20MHZ，与8031的指令和引脚完全兼容。芯片上的EEPROM允许在线（+5V）电擦除、电写入或采用通用的非易